王 炫，陳大慶，劉 揚(yáng)

（西北電網(wǎng)有限公司，西安710048）

1 西北電網(wǎng)機(jī)動(dòng)應(yīng)急通信系統(tǒng)現(xiàn)狀

根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司的統(tǒng)一部署，西北電網(wǎng)有限公司實(shí)施了“西北電力機(jī)動(dòng)應(yīng)急通信系統(tǒng)建設(shè)”項(xiàng)目，目前已建成系統(tǒng)包括1輛應(yīng)急通信車（簡(jiǎn)稱車載站）和3個(gè)VSAT衛(wèi)星便攜站[1]。

車載站是在奔馳815D基礎(chǔ)上改裝而成。突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，車載站可迅速開赴應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)，建立衛(wèi)星傳輸通道，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的遠(yuǎn)程通信傳輸。通過車內(nèi)配置的模擬集群、無線單兵、無線局域網(wǎng)等近程接入系統(tǒng)，提供通信車周邊的語音、視頻、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)近程覆蓋接入。

便攜站的配置是車載站的簡(jiǎn)化版。突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，便攜站可利用公共交通系統(tǒng)（民航、鐵路）實(shí)現(xiàn)快速部署。便攜站比車載站更適合于遠(yuǎn)程快速布置，其衛(wèi)星通信功能與車載站相似，但近程接入功能配置較弱。

機(jī)動(dòng)應(yīng)急通信系統(tǒng)主要應(yīng)用為：為搶險(xiǎn)救災(zāi)、重大政治活動(dòng)保電、公司重大活動(dòng)等場(chǎng)合提供應(yīng)急通信保障，以便決策機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確地做出決策，協(xié)調(diào)應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的行動(dòng)，有效降低突發(fā)事件造成的損害。

2 衛(wèi)星通信系統(tǒng)接入公司應(yīng)急指揮中心的方案

便攜站和車載站的VSAT衛(wèi)星通信設(shè)備可以通過亞洲4號(hào)衛(wèi)星鏈路提供遠(yuǎn)程的語音、數(shù)據(jù)和視頻通信能力。西北電網(wǎng)有限公司在本部大樓內(nèi)設(shè)置了應(yīng)急指揮中心，為了便于公司領(lǐng)導(dǎo)和管理人員及時(shí)掌握應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)和重大活動(dòng)的動(dòng)態(tài)，發(fā)布相關(guān)信息，對(duì)事件的處置提供指導(dǎo)，考慮采用多種方式實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信系統(tǒng)接入到應(yīng)急指揮中心。

2.1 方式一：采用國(guó)網(wǎng)公司主站轉(zhuǎn)接業(yè)務(wù)的方式

應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)的業(yè)務(wù)直接通過國(guó)網(wǎng)中心站（北京）＋地面網(wǎng)絡(luò)的方式，接入西北電網(wǎng)有限公司本部大樓的應(yīng)急指揮中心。國(guó)家電網(wǎng)公司的中心站已建立了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和軟交換平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)全國(guó)任意衛(wèi)星覆蓋范圍內(nèi)應(yīng)急通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)的互連互通。在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，西北電網(wǎng)有限公司的車載站或便攜站可迅速開赴應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)，與北京的中心站之間建立衛(wèi)星傳輸通道，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的遠(yuǎn)程通信傳輸。應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)的業(yè)務(wù)在北京落地后，通過地面網(wǎng)絡(luò)（行政電話網(wǎng)絡(luò)、綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)）接入到西北電網(wǎng)有限公司本部。

方案一利用了國(guó)網(wǎng)公司系統(tǒng)內(nèi)現(xiàn)有的綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、電話交換網(wǎng)絡(luò)。由于這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)施已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)，因此如果采用本方案，可以用最小代價(jià)實(shí)現(xiàn)應(yīng)急通信系統(tǒng)接入西北電網(wǎng)應(yīng)急指揮中心。但是這種方式也存在以下缺點(diǎn)。

1）需要國(guó)網(wǎng)中心站配合，中心站的相應(yīng)設(shè)備必須開機(jī)并做好配置，應(yīng)急情況下配合協(xié)調(diào)工作難度較大；2）中間的轉(zhuǎn)接環(huán)節(jié)多，出現(xiàn)故障后不易排查；3）業(yè)務(wù)質(zhì)量受到廣域網(wǎng)帶寬的限制，保障較困難。

2.2 方式二：通過便攜站轉(zhuǎn)接業(yè)務(wù)的方式

應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)通過便攜站接入西北電網(wǎng)有限公司本部大樓的應(yīng)急指揮中心。在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，西北電網(wǎng)有限公司的車載站迅速開赴應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)，而將便攜站架設(shè)在公司本部。其中便攜站的天線可架設(shè)在樓頂，以利于對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的接收，天線與便攜站設(shè)備箱之間通過（最長(zhǎng)50 m）中頻電纜連接，設(shè)備箱可放置在樓內(nèi)，以利于調(diào)試和操作。車載站通過衛(wèi)星便攜站建立通信鏈路，再通過電纜將便攜站連接到大樓內(nèi)的電話交換機(jī)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，見圖1。

圖1 應(yīng)急指揮中心接入方式二

這種方式下，具體業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)過程如下。

1）電話業(yè)務(wù)。車載站與便攜站均配備有IAD設(shè)備，該設(shè)備提供了8個(gè)FXO接口以及8個(gè)FXS接口，可以通過交換機(jī)-FXO-FXS-電話機(jī)的方式進(jìn)行用戶線路的延伸，將遠(yuǎn)端應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)的話機(jī)連接到公司本部行政交換機(jī)。

2）數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。將便攜站的交換機(jī)和路由器通過網(wǎng)線與大樓內(nèi)的樓層交換機(jī)進(jìn)行連接，當(dāng)兩站之間建立起衛(wèi)星信道后，車載站的數(shù)據(jù)終端通過便攜站交換機(jī)和路由器等設(shè)備接入公司的信息內(nèi)網(wǎng)。由于應(yīng)急通信系統(tǒng)的地址范圍與公司內(nèi)網(wǎng)不在同一網(wǎng)段，因此需要在相應(yīng)的路由器上更改路由策略。

3）電視會(huì)議業(yè)務(wù)。由于車載站與便攜站均配置了高清晰的H.323的視頻會(huì)議終端和攝像頭、MIC等設(shè)備，在IP網(wǎng)絡(luò)連接已經(jīng)建立的條件下，可以與其他H.323標(biāo)準(zhǔn)的MCU或視頻會(huì)議終端建立連接，舉行電視會(huì)議[2-3]。在西北電網(wǎng)有限公司的應(yīng)急指揮中心內(nèi)配置相應(yīng)的H.323 MCU和視頻會(huì)議終端設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)與應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)的視頻會(huì)議通信。其原理如圖2所示。

本方案的優(yōu)點(diǎn)是，完全使用自己的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)，不需要國(guó)網(wǎng)中心站配合，協(xié)調(diào)容易；中間的轉(zhuǎn)接環(huán)節(jié)較少，出現(xiàn)故障后易于排查。缺點(diǎn)在于：需要對(duì)公司本部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一些改動(dòng)（鋪設(shè)電纜，并修改網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置參數(shù)）；在使用時(shí)需要同時(shí)啟動(dòng)車載站和便攜站，需要更多的技術(shù)工作人員配合工作。

圖2 方案二中業(yè)務(wù)接入示意

圖3 應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)近程接入車載站示意

3 應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)的業(yè)務(wù)接入方案

3.1 方案一：應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)通過衛(wèi)星信道接入公司本部應(yīng)急指揮中心通信

在某些情況下，車載站所工作的環(huán)境中無任何其他通信、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施可用，例如突發(fā)自然災(zāi)害、線路故障處理、新建工程的開工典禮等事件的現(xiàn)場(chǎng)。當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，車載站可迅速開赴應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)，工作人員利用車內(nèi)配置的模擬集群、無線單兵、無線局域網(wǎng)等近程接入系統(tǒng)，提供通信車周邊的語音、視頻、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)近程覆蓋接入，滿足應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)一定區(qū)域內(nèi)工作人員相互之間的通信需求，見圖3。如果突發(fā)事件的性質(zhì)比較簡(jiǎn)單，則可讓車載站獨(dú)立運(yùn)行，起到現(xiàn)場(chǎng)指揮中心的作用，而不必啟動(dòng)VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)。此時(shí)可支持的業(yè)務(wù)如下。

1）語音業(yè)務(wù)。模擬集群可以為現(xiàn)場(chǎng)提供語音業(yè)務(wù)的區(qū)域覆蓋，以車體為中心，在幾公里至十幾公里范圍內(nèi)，為應(yīng)急工作人員提供電話業(yè)務(wù)接入、互通，快速形成事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)度電話指揮能力。

2）視頻業(yè)務(wù)。通信車頂部配備有攝像機(jī)和云臺(tái)設(shè)備，通過這些設(shè)備，可對(duì)車輛周圍區(qū)域的情況進(jìn)行拍攝，并將視頻圖像呈現(xiàn)在車內(nèi)安裝的大屏幕顯示器，供指揮人員決策使用。

當(dāng)通信車受道路等條件限制，無法靠近災(zāi)害第一現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，可將車輛停在距離現(xiàn)場(chǎng)較遠(yuǎn)的位置。工作人員攜帶肩背式無線單兵設(shè)備前往第一現(xiàn)場(chǎng)，在2～3 km，通過無線單兵系統(tǒng)，將攝制的實(shí)時(shí)圖像和聲音傳送到車內(nèi)，供指揮人員決策使用。

3）數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。當(dāng)通信車停在事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)附近區(qū)域時(shí)，工作人員攜帶筆記本電腦，可以通過網(wǎng)線方式接入車載的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，或通過無線網(wǎng)卡+無線AP，在100 m范圍內(nèi)以無線方式接入網(wǎng)絡(luò)。接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備組成局域網(wǎng)，相互之間可以交換數(shù)據(jù)文件。

當(dāng)通信車受道路等條件限制，無法靠近災(zāi)害第一現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，工作人員攜帶筆記本電腦和無線MESH設(shè)備前往現(xiàn)場(chǎng)，在10 km范圍內(nèi)，無遮擋條件下，通過無線MESH系統(tǒng)建立起點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的寬帶以太網(wǎng)傳輸通道，接入車載網(wǎng)絡(luò)。隨后工作人員可以在遠(yuǎn)方與車載站附近的其他電腦進(jìn)行通信，在特定軟件的支持下實(shí)現(xiàn)文件傳送、語音交流、圖像傳輸、網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議等功能。

4）通過車載北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)進(jìn)行定位或短信通信。

5）通過衛(wèi)星電視終端收看衛(wèi)星電視節(jié)目，隨時(shí)掌握外部信息。

如果突發(fā)事件的性質(zhì)比較復(fù)雜，應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)需要與公司本部應(yīng)急指揮中心取得聯(lián)系，協(xié)調(diào)處理事務(wù)。此時(shí)工作人員需要利用VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)，通過亞洲4號(hào)衛(wèi)星，建立起通信車與公司本部應(yīng)急指揮中心之間的遠(yuǎn)程通信。具體實(shí)現(xiàn)方法可采用經(jīng)國(guó)網(wǎng)公司主站轉(zhuǎn)接業(yè)務(wù)的方式，或通過便攜站轉(zhuǎn)接業(yè)務(wù)的方式。

在通信車與公司本部建立起衛(wèi)星信道后，車載站增加以下功能。

1）車載站攜帶的固定電話及集群系統(tǒng)手持臺(tái)可通過IAD語音網(wǎng)關(guān)，經(jīng)VSAT衛(wèi)星鏈路連接到網(wǎng)公司的行政交換機(jī)。具有呼叫系統(tǒng)電話、市話及手機(jī)的能力。

2）現(xiàn)場(chǎng)工作人員的計(jì)算機(jī)及車載網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可接入到公司信息內(nèi)網(wǎng)，將現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)害數(shù)據(jù)直接上傳到公司本部應(yīng)急指揮中心?，F(xiàn)場(chǎng)辦公的郵件、OA、Web瀏覽等數(shù)據(jù)在通過防火墻的認(rèn)證后，通過路由交換設(shè)備直接轉(zhuǎn)發(fā)到內(nèi)網(wǎng)相關(guān)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

3）與公司本部應(yīng)急指揮中心舉行電視會(huì)議。在可容納6人的通信車內(nèi)，可以召開高清晰的電視會(huì)議。通過車載的各種系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)公司本部和應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)之間的音視頻交流，以及遠(yuǎn)程指揮功能，如觀看現(xiàn)場(chǎng)圖像，電話指揮，發(fā)布信息等。

本方案的優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用簡(jiǎn)便，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不需要臨時(shí)更改配置；僅使用車載設(shè)備就可完成全部應(yīng)急指揮通信功能；系統(tǒng)開通時(shí)間以及使用完畢后恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間較短。缺點(diǎn)在于：由于通過衛(wèi)星通信方式與公司本部聯(lián)系，衛(wèi)星信道使用費(fèi)高昂。

3.2 方案二：車載站利用有線方式接入應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，并與公司本部應(yīng)急指揮中心通信

當(dāng)突發(fā)事件現(xiàn)場(chǎng)是在運(yùn)行的電廠、變電站附近時(shí)（例如設(shè)備調(diào)試、重大保電活動(dòng)等），車載站所處的工作環(huán)境中有固定的通信設(shè)備，并可連接公司本部綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)，則通信車可以利用地面網(wǎng)絡(luò)接入公司本部應(yīng)急指揮中心，支持前、后方協(xié)調(diào)處理事務(wù)，見圖4。

同方案一，工作人員利用車載的模擬集群、無線單兵、無線局域網(wǎng)，無線MESH網(wǎng)等系統(tǒng)完成語音、數(shù)據(jù)、視頻信息從現(xiàn)場(chǎng)到車輛之間的近程接入。

處理突發(fā)事件時(shí)，可臨時(shí)在公司本部和事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的廠、站之間開通1條或多條2 M傳輸通道，在現(xiàn)場(chǎng)將車載站的交換機(jī)通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器與變電站內(nèi)的傳輸配線架DDF相應(yīng)相連；在公司本部，將便攜站通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器連接至本部傳輸機(jī)房的DDF相應(yīng)端口，通過已開通的傳輸通道實(shí)現(xiàn)便攜站與車載站之間的遠(yuǎn)程通信?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、圖像、視頻等數(shù)據(jù)在通過防火墻的認(rèn)證后，經(jīng)路由交換設(shè)備直接轉(zhuǎn)發(fā)到內(nèi)網(wǎng)相關(guān)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能與方案一類似。

本方案的優(yōu)點(diǎn)是，由于遠(yuǎn)程傳輸信道使用現(xiàn)有SDH傳輸網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，無需衛(wèi)星通信方式與公司本部聯(lián)系，因而可以避免高額的衛(wèi)星帶寬租用費(fèi)。缺點(diǎn)在于：需要將車載的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行連接，受到線纜長(zhǎng)度、接頭匹配等條件的限制；業(yè)務(wù)質(zhì)量受到綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)可用帶寬影響；由于涉及的部門眾多，協(xié)調(diào)較為困難，系統(tǒng)開通時(shí)間以及使用完畢后恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間更長(zhǎng)。

圖4 應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)接入方案二

圖5 應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)接入方案三

3.3 方案三：車載站利用無線Mesh設(shè)備接入應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，并與公司本部應(yīng)急指揮中心通信

同方案二類似，車載站附近區(qū)域有固定傳輸設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但車輛停放位置距離固定設(shè)施的距離比較遠(yuǎn)，無法使用電纜直接相連。此時(shí)可以使用無線Mesh設(shè)備連接車載站和有線網(wǎng)絡(luò)（10 km范圍內(nèi)），進(jìn)而通過地面網(wǎng)絡(luò)接入公司本部應(yīng)急指揮中心，見圖5。

現(xiàn)場(chǎng)工作人員將無線Mesh系統(tǒng)的CPE設(shè)備架設(shè)在站內(nèi)合適的位置，并通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器與站內(nèi)SDH設(shè)備相連。將通信車停放在與CPE視線無遮擋的位置，并打開無線Mesh系統(tǒng)的Gateway設(shè)備,實(shí)現(xiàn)車載網(wǎng)絡(luò)與站內(nèi)有線網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、圖像、視頻等業(yè)務(wù)經(jīng)過無線Mesh系統(tǒng)傳輸、SDH傳輸設(shè)備、路由交換等設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)后，接入公司本部信息內(nèi)網(wǎng)各相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。所實(shí)現(xiàn)的功能與方案二類似。

與方案二相比，本方案的優(yōu)點(diǎn)是：車載的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行連接，不受線纜長(zhǎng)度、接頭匹配等條件的限制，因而使用更方便。缺點(diǎn)是：無線Mesh系統(tǒng)被占用，不能用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的近程接入；在電磁環(huán)境惡劣時(shí)，應(yīng)急通信車和變電站機(jī)房之間采用無線鏈路進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信時(shí)，受干擾的可能性增加。

4 系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況

西北電網(wǎng)機(jī)動(dòng)應(yīng)急通信系統(tǒng)自2009年初建成、投運(yùn)以來，已經(jīng)參加了數(shù)十次的應(yīng)急演練，以及750 kV蘭平乾輸變電工程系統(tǒng)調(diào)試、青海玉樹抗震救災(zāi)等應(yīng)急通信保障工作。提出來的幾種組網(wǎng)和應(yīng)用方案得到了檢驗(yàn)，顯示出良好的實(shí)用性、靈活性和可靠性。其中在2009年5月中旬為期2周的蘭平乾工程調(diào)試中，西北機(jī)動(dòng)應(yīng)急通信系統(tǒng)發(fā)揮重要作用。在調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)，工作人員利用機(jī)動(dòng)應(yīng)急通信車和衛(wèi)星便攜站的設(shè)備，通過衛(wèi)星、無線單兵、集群、無線數(shù)據(jù)網(wǎng)、會(huì)議電視及VOIP等多種技術(shù)手段保障現(xiàn)場(chǎng)通信暢通，并通過電視會(huì)議系統(tǒng)將音、視頻信號(hào)同步傳送到公司本部及750 kV乾縣變、平?jīng)鲎?、蘭州東變分會(huì)場(chǎng)，取得了良好的轉(zhuǎn)播效果。

5 結(jié)論

西北電網(wǎng)對(duì)機(jī)動(dòng)應(yīng)急通信系統(tǒng)的組網(wǎng)和應(yīng)用模式進(jìn)行了認(rèn)真研究，針對(duì)不同場(chǎng)合應(yīng)急工作的需求，提出了多種解決方案，并在演練和實(shí)戰(zhàn)中得到檢驗(yàn)。這些方案能更好地發(fā)揮應(yīng)急通信系統(tǒng)效能，極大提高了西北電網(wǎng)應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害和突發(fā)事件的通信保障能力，為同類系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行提供了參考借鑒。

[1]孫學(xué)康，張政.微波與衛(wèi)星通信[M].北京：人民郵電出版社，2003.

[2]張磊.基于軟交換的下一代網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2005.

[3]左振平.通信設(shè)備接口技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2009.