許磊

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應(yīng)急通信與網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)在川氣東送管道的應(yīng)用

許磊

中原石油勘探局通信管理處天然氣管道項目部，河南 濮陽 457001

川氣東送管道的調(diào)度控制以及運(yùn)行維護(hù)，是依托于隨管道同期建設(shè)的通信系統(tǒng)和自動化控制系統(tǒng)，管道站場的SCADA數(shù)據(jù)、語音信號、視頻信號、辦公網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等均依賴于通信系統(tǒng)傳送至本部調(diào)度控制中心。管道在其運(yùn)行的過程中，面臨著洪災(zāi)、地震、山體滑坡、地面沉降等自然災(zāi)害和基礎(chǔ)建設(shè)施工、農(nóng)業(yè)耕種、河道清淤等人為的破壞。這些針對管道的危害一旦發(fā)生，不僅會造成資源的損失，而且還會造成較大的環(huán)境污染以及社會安全事件。為保障企業(yè)站場的正常運(yùn)行以及在險情發(fā)生的第一時間進(jìn)行控制和搶修，建設(shè)統(tǒng)一的應(yīng)急通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)是非常必要的。

應(yīng)急通信系統(tǒng)；衛(wèi)星通信系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)保護(hù)

1 長輸管道運(yùn)維現(xiàn)狀及面臨的問題

長輸管道的調(diào)度、控制以及運(yùn)行維護(hù)，是依托于隨管道同期建設(shè)的通信系統(tǒng)和自動化控制系統(tǒng)，管道站場的SCADA數(shù)據(jù)、語音信號、視頻信號、辦公網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等均依賴于通信系統(tǒng)傳送至本部調(diào)度控制中心。管道在其運(yùn)行的過程中，面臨著洪災(zāi)、地震、山體滑坡、地面沉降等自然災(zāi)害和基礎(chǔ)建設(shè)施工、農(nóng)業(yè)耕種、河道清淤等人為的破壞。這些針對管道的危害一旦發(fā)生，不僅會造成資源的損失，而且還會造成較大的環(huán)境污染以及社會安全事件。因此，建設(shè)一個統(tǒng)一的應(yīng)急通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)，消除信息孤島，為管道災(zāi)害發(fā)生后的站場的備用通信接入、現(xiàn)場的應(yīng)急通信保障，能夠提供視頻、語音等信號傳輸，以保證站場的正常運(yùn)行。在災(zāi)害發(fā)生后的第一時間到達(dá)現(xiàn)場，在控制災(zāi)害影響范圍，保護(hù)環(huán)境并減少企業(yè)損失的同時，將現(xiàn)場實時情況以及維搶修的進(jìn)度等情況傳送至公司本部、調(diào)控中心以及維搶修中心，及時跟蹤現(xiàn)場搶修進(jìn)度，評估災(zāi)害影響，為領(lǐng)導(dǎo)做決策提供依據(jù)。

2 應(yīng)急通信與網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)

2.1 網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)

當(dāng)前國內(nèi)大部分企業(yè)采用的保護(hù)方式有以下幾種：一是SDH自愈環(huán)保護(hù)，二是人工調(diào)度保護(hù)，三是光路自動切換保護(hù)等。SDH自愈環(huán)保護(hù)技術(shù)是目前提高光網(wǎng)絡(luò)安全性的有效手段之一。所謂自愈，就是不需要人為干預(yù)，光網(wǎng)絡(luò)能夠在極短的時間內(nèi)，從故障中自動恢復(fù)業(yè)務(wù)。在自愈的過程中各種業(yè)務(wù)不會中斷，用戶甚至感覺不到網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了變化。SDH自愈環(huán)保護(hù)網(wǎng)采用多條路由的拓?fù)浞绞竭M(jìn)行組網(wǎng)，備用路由可以采用備用設(shè)備或者是利用現(xiàn)有設(shè)備中的冗余能力，以滿足業(yè)務(wù)恢復(fù)，或使高優(yōu)先級別的業(yè)務(wù)不受影響。通過這種組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，自愈環(huán)上的各節(jié)點能夠根據(jù)需要進(jìn)行靈活切換，同時在網(wǎng)電路可以得到百分百的保護(hù)，無需人為干預(yù)。但是SDH自愈環(huán)保護(hù)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上要求形成環(huán)網(wǎng)，投資巨大。光纖鏈路自動切換保護(hù)系統(tǒng)是一種應(yīng)用于光纖通信領(lǐng)域的主備光路切換的系統(tǒng)。它能夠自動識別主備系統(tǒng)光路的信號狀態(tài)，在主用光纖線路發(fā)生障礙的時候，將光路實時切換到備用線路，從而保護(hù)光纜線路的通暢運(yùn)行。就是通過對光纜線路中光功率的變化進(jìn)行實時監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)故障，可以實現(xiàn)自動將工作光路快速切換到備用光路上，在極短時間內(nèi)恢復(fù)業(yè)務(wù)，完成對故障的快速反應(yīng)以及恢復(fù)機(jī)制。光纖自動切換保護(hù)系統(tǒng)是一種對物理層的保護(hù)，原理比較簡單，只是要求有多條路由物理鏈路。上述兩種保護(hù)方式對現(xiàn)階段大多數(shù)管道運(yùn)行企業(yè)來說存在一定難度，主要體現(xiàn)在國內(nèi)管道通信網(wǎng)多為單路由鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，難以形成環(huán)網(wǎng)，同時管道光纜多為同溝敷設(shè)模式，沒有多路由物理鏈路用以實現(xiàn)物理保護(hù)。一旦發(fā)生單路由傳輸?shù)墓饫|故障和設(shè)備故障，鏈型網(wǎng)絡(luò)所帶的業(yè)務(wù)將中斷，存在一個極大的網(wǎng)絡(luò)安全隱患[1]。

為了實現(xiàn)管道光纜路由在遭到破壞后，遠(yuǎn)端站場的SCADA數(shù)據(jù)、語音、視頻信號、辦公網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等能夠傳送到調(diào)控中心，不影響正常的生產(chǎn)運(yùn)行。除了在SDH網(wǎng)絡(luò)上將所有通信業(yè)務(wù)傳輸?shù)秸{(diào)控中心，同時將重點業(yè)務(wù)（如SCADA業(yè)務(wù)、視頻會議業(yè)務(wù)等）通過SDH網(wǎng)絡(luò)反向傳輸?shù)侥┒苏緢?，在末端站場租用電信運(yùn)營商已具有的跨省電路將業(yè)務(wù)傳送到調(diào)控中心，這樣形成正常狀態(tài)下的管道專網(wǎng)運(yùn)行，以及發(fā)生故障時期的業(yè)務(wù)反向傳輸結(jié)合電信跨省電路對重點業(yè)務(wù)進(jìn)行不間斷傳輸。

2.2 應(yīng)急通信系統(tǒng)

應(yīng)急通信系統(tǒng)是由衛(wèi)星通信系統(tǒng)、應(yīng)急指揮系統(tǒng)以及車載通信系統(tǒng)幾部分構(gòu)成。其中應(yīng)急指揮系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心，通過衛(wèi)星鏈路與通信車連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音、視頻等各種業(yè)務(wù)的傳輸。通信車通過衛(wèi)星鏈路與本部的應(yīng)急指揮系統(tǒng)進(jìn)行連接，布置于現(xiàn)場的通信系統(tǒng)包括高清攝像機(jī)、對講系統(tǒng)等通過有線或無線方式將數(shù)據(jù)傳輸至通信車，實現(xiàn)與指揮中心雙向通信。應(yīng)急指揮系統(tǒng)綜合無線通信、有線通信、衛(wèi)星通信等多種技術(shù)手段，可以保障各級應(yīng)急指揮的通信需要，保障數(shù)據(jù)、語音、視頻等業(yè)務(wù)的實時傳輸需求。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由主站系統(tǒng)和移動端站部分組成星形網(wǎng)絡(luò)。車載通信系統(tǒng)主要由移動視頻通信系統(tǒng)、天線、衛(wèi)星通信設(shè)備、車載固定攝像機(jī)設(shè)備、綜合接入平臺軟件、視頻會議設(shè)備、電源設(shè)備等組成。應(yīng)急通信系統(tǒng)綜合了多種技術(shù)手段保障各級應(yīng)急指揮的通信需要，保障數(shù)據(jù)、語音、視頻等業(yè)務(wù)的實時傳輸需求，保證業(yè)務(wù)全天候暢通；保障現(xiàn)場圖像、語音、視頻等通信暢通；在山地、沙漠、丘陵等自然環(huán)境下，保障應(yīng)急通信聯(lián)絡(luò)不中斷；提供災(zāi)害等特殊情況下的應(yīng)急通信保障，各種應(yīng)急通信方式能夠互為備份。

3 系統(tǒng)優(yōu)勢

（1）提供業(yè)務(wù)級保護(hù)，規(guī)劃靈活：反向傳輸僅提供業(yè)務(wù)保護(hù)，不用增加設(shè)備，可隨時上下業(yè)務(wù)，租用的電信電路透明，不會對業(yè)務(wù)產(chǎn)生額外影響。（2）分布式調(diào)度：應(yīng)急指揮中心和應(yīng)急通信車分別配備有獨立的調(diào)度系統(tǒng)，視頻服務(wù)器和調(diào)度機(jī)可以作為主從關(guān)系存在，現(xiàn)場應(yīng)急通信車中的設(shè)備可以將現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時上傳至指揮中心服務(wù)器，在衛(wèi)星鏈路不可靠的情況下，現(xiàn)場應(yīng)急通信車調(diào)度系統(tǒng)可以自成體系，獨立對應(yīng)急現(xiàn)場進(jìn)行指揮調(diào)度，可以通過現(xiàn)場應(yīng)急通信車的視頻會議系統(tǒng)召開局部視頻會議、對本地視頻信息進(jìn)行錄像和保存，很大程度可減少衛(wèi)星鏈路壓力。二級分布式的調(diào)度系統(tǒng)，可以協(xié)同工作，也可以互為備份，這是整套系統(tǒng)的優(yōu)勢所在。（3）協(xié)同調(diào)度：系統(tǒng)還支持多調(diào)度臺協(xié)同調(diào)度，可以讓現(xiàn)場人員和指揮中心的人員實現(xiàn)異地協(xié)同調(diào)度，極大地提高工作協(xié)同的能力。（4）全I(xiàn)P架構(gòu)，高度融合；將語音、視頻調(diào)度等融合為一，在同一個信息通道上，實現(xiàn)了應(yīng)急語音調(diào)度、視頻回傳等多種功能。

4 應(yīng)用案例

潛江應(yīng)急搶險演練保障：2014年11月24日 川氣東送管道分公司進(jìn)行公司級應(yīng)急演練，邀請湖北省安檢部門領(lǐng)導(dǎo)及天分公司領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行觀摩。演練模擬管道發(fā)生險情后，管道巡線人員將現(xiàn)場情況匯報后，川氣東送應(yīng)急指揮中心執(zhí)行應(yīng)急預(yù)案，應(yīng)急通信車開赴現(xiàn)場，開啟車載應(yīng)急通信系統(tǒng)將現(xiàn)場搶險情況上傳指揮中心，并建立語音通道，保障了搶險工作的順利進(jìn)行。

[1]許磊，熊文龍，張義.川氣東送視頻會議系統(tǒng)卡頓的分析與處理[J].中小企業(yè)管理與科技旬刊，2015（9）：286.

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1009-6434（2016）02-0027-01