郭敏，王海軍，王宜國，潘彬彬

（內(nèi)蒙古能源發(fā)電投資集團(tuán)有限公司電力工程技術(shù)研究院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010000）

無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)設(shè)計

郭敏，王海軍，王宜國，潘彬彬

（內(nèi)蒙古能源發(fā)電投資集團(tuán)有限公司電力工程技術(shù)研究院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010000）

傳統(tǒng)的電力應(yīng)急指揮現(xiàn)已經(jīng)不能滿足通信中日益增多的緊急突發(fā)性事件的處置需要，各應(yīng)急單位無法在統(tǒng)一的指揮調(diào)度下快速有效進(jìn)行合成處置，提出一種無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)設(shè)計，通過對應(yīng)急指揮網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析，合理建立應(yīng)急指揮機(jī)構(gòu)，通過無線電力局域網(wǎng)絡(luò)接口合理進(jìn)行職責(zé)分工，通過明確指揮體系進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計出了集通信、指揮和調(diào)度于一體的應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)。通過仿真測試結(jié)果分析，設(shè)計的無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信的目的，通過多點測試，多用戶訪問，各模塊能夠快速反應(yīng)和處理，符合系統(tǒng)的設(shè)計要求，達(dá)到了設(shè)計目的。

無線電力；局域網(wǎng)絡(luò)；應(yīng)急指揮；現(xiàn)場通信；系統(tǒng)設(shè)計

應(yīng)急指揮系統(tǒng)是一種遇到突發(fā)緊急情況根據(jù)需要采取的一種手段，應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信是緊急情況下為保障特殊目的而建立的調(diào)度系統(tǒng)[1-3]。隨著科技的發(fā)展，無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)也越來越受到了人們的重視[4-6]。

我國的無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)主要是20世紀(jì)90年代開始建設(shè)的，基于公用電信通信的基礎(chǔ)上，建立集群通信和專網(wǎng)通信的指揮調(diào)度系統(tǒng)，通信能力還存在一定的不足，尤其是發(fā)生重大的電力突發(fā)事件[7-9]，無法有效應(yīng)對。

提出一種無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)設(shè)計，通過對應(yīng)急指揮網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析，合理建立應(yīng)急指揮機(jī)構(gòu)，通過無線電力局域網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行合理職責(zé)分工，通過明確指揮體系進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計出了集通信、指揮和調(diào)度于一體的應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)。通過仿真測試結(jié)果分析，設(shè)計的無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信的目的，通過多點測試，多用戶訪問，各模塊能夠快速反應(yīng)和處理，符合系統(tǒng)的設(shè)計要求，達(dá)到了設(shè)計目的。

1 無線電力應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)指揮通信技術(shù)

1.1 無線電力應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)TCP/IP服務(wù)器設(shè)計

無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)采用的設(shè)備和操作系統(tǒng)均不相同，如果沒有統(tǒng)一的協(xié)議是不可能達(dá)到設(shè)備之間的互通。因此，局域網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了通用的TCP/IP傳輸控制協(xié)議，英文全名為transmission control protlcol/internet protocol。

TCP/IP也是無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)的基本協(xié)議。雖然看上去TCP/IP是兩個協(xié)議，傳輸控制協(xié)議和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，但實際上TCP/IP是一組包含了上百個功能的協(xié)議，一起被應(yīng)用于電力局域網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中。無線電力應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)TCP/IP服務(wù)器框架如圖1所示。

圖1 無線電力應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)TCP/IP服務(wù)器框架圖Fig.1 Wireless power emergency network TCP/IP server framework map

無線電力應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)TCP/IP服務(wù)器主要工作是通過客戶和服務(wù)器同時下達(dá)命令，利用各模塊間的相互衍射的關(guān)系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送。無線電力應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)TCP/IP服務(wù)器利用電力的動態(tài)平衡時性的特點，提高了服務(wù)器的工作效率，并且為實現(xiàn)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信提供了良好的基礎(chǔ)設(shè)施。

1.2 無線電力應(yīng)急控制系統(tǒng)模塊

無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)是要適應(yīng)新形勢下通信保障，通過優(yōu)化、完善組織流程和體系快速靈活支撐起無線電力局域網(wǎng)絡(luò)，為公眾和政府提供更好的電力保障。

在整個無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急控制體系中，領(lǐng)導(dǎo)小組由總公司派出，負(fù)責(zé)整個應(yīng)急現(xiàn)場通信全面領(lǐng)導(dǎo)工作，保障辦公室由主管業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)副總擔(dān)任，其它網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)部門的領(lǐng)導(dǎo)任副主任，成員由各相關(guān)部門的負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)組成。在應(yīng)急指揮網(wǎng)絡(luò)中設(shè)具體辦事機(jī)構(gòu)，配備專職人員進(jìn)行日常的控制工作。無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急控制模塊如圖2所示。

圖2 無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急控制系統(tǒng)模塊Fig.2 Wireless power local area network emergency control system module

無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急控制系統(tǒng)的實現(xiàn)，首先等待連接網(wǎng)絡(luò)，連接到網(wǎng)絡(luò)后創(chuàng)建一個新的socket，如果有客戶端請求，就會請求控制系統(tǒng)啟動一個線程來處理。通過一系列的電力傳遞操控，進(jìn)而使得整個無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急控制系統(tǒng)發(fā)揮出良好的作用。

1.3 無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場保障接口

在無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場內(nèi)要成立相關(guān)部門和小組之間的接口，即應(yīng)急無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮領(lǐng)導(dǎo)小組，辦公室和保障隊伍。具體還要建立服務(wù)保障、綜合保障網(wǎng)絡(luò)保障和物資保障等小組，這些小組應(yīng)與下屬部門建立相應(yīng)的接口關(guān)系。

1.4 無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮保障計劃管理

無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮保障計劃管理包括現(xiàn)場通信系統(tǒng)的運(yùn)營和建設(shè)主計劃，構(gòu)建了指揮通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)容量優(yōu)化及通信網(wǎng)絡(luò)保障基礎(chǔ)設(shè)施管理，無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)對組織體系等架構(gòu)項目進(jìn)行管理，主要管理的項目確認(rèn)后，要制定相應(yīng)的計劃管理表，對各項目的完成時間和各相應(yīng)的小組進(jìn)行統(tǒng)一管理。

通過在網(wǎng)絡(luò)上能開發(fā)出許多與底層網(wǎng)絡(luò)傳輸無關(guān)的多媒體應(yīng)用，如多媒體視訊會議、多媒體調(diào)度指揮、遠(yuǎn)程企業(yè)教育、媒體轉(zhuǎn)移中心、網(wǎng)上IP傳真、廣播。除此之外，將業(yè)務(wù)累積到相同的網(wǎng)絡(luò)平臺上。結(jié)合TCP/IP技術(shù)，在提供相同性能和更多功能的同時，大大降低了用戶終端的成本以及用戶線路費(fèi)用，性能價格比非常高。

2 無線電力局域網(wǎng)絡(luò)指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)功能實現(xiàn)

對無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)設(shè)計過程中，對關(guān)鍵功能模塊進(jìn)行分析設(shè)計，實現(xiàn)指揮高度登錄，指揮功能，日志管理，參數(shù)設(shè)置，信息維護(hù)等模塊。主要采用的是APS.net技術(shù)架構(gòu)，運(yùn)用SQL擴(kuò)展服務(wù)器功能。

2.1 指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)登錄界面

無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)設(shè)計流程如圖3所示，通過設(shè)計用戶登錄模塊，在進(jìn)行應(yīng)急指揮現(xiàn)場登錄信息與服務(wù)器中設(shè)置信息時，允許用戶按一定級別進(jìn)行應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信指揮權(quán)限訪問，當(dāng)輸入錯誤信息時，無法進(jìn)行系統(tǒng)。

圖3 系統(tǒng)用戶登錄流程圖Fig.3 System user login flow chart

該登錄界面實現(xiàn)了指揮高度系統(tǒng)在IE瀏覽器中打開的基本要求，在無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮過程中，起到了安全防護(hù)的作用。圖4是無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)的流程。

2.2 應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)基礎(chǔ)信息維護(hù)模塊

在用戶登錄到現(xiàn)場通信系統(tǒng)后，點擊菜單欄，能夠進(jìn)入到基礎(chǔ)信息子菜單，其具體的模塊需要包括，指揮員信息維護(hù)，調(diào)度員信息維護(hù)，指揮調(diào)度臺維護(hù)，指揮調(diào)度類別維護(hù)，單位信息等模塊。

單位信息維護(hù)模塊中，指揮調(diào)度領(lǐng)導(dǎo)能查看、修改此次應(yīng)急指揮現(xiàn)場的單位信息，按照無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急級別進(jìn)行編輯，具有排序，分類等功能，如圖5所示。

單位數(shù)據(jù)的更新流程中，如需應(yīng)急指揮現(xiàn)場對單位數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，需要在原始數(shù)據(jù)位置進(jìn)行修改操作，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入至服務(wù)器中，利用SQL語句進(jìn)行UPDATE編程，根據(jù)指揮系統(tǒng)指揮員權(quán)限進(jìn)行單位信息終端修改操作。

圖4 指揮現(xiàn)場功能實現(xiàn)流程圖Fig.4 Flow chart of the field commanding function

圖5 系統(tǒng)單位信息維護(hù)界面Fig.5 System unit information maintenance interface

現(xiàn)場指揮領(lǐng)導(dǎo)要對終端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行維護(hù)過程中，需要將所屬的應(yīng)急單位進(jìn)行綁定，然后綁定的單位就能夠在系統(tǒng)中查看并進(jìn)行權(quán)限修改。

應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)修改執(zhí)行代碼如下：

2.3 指揮調(diào)度功能模塊

無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)調(diào)度功能模塊可選擇呼叫模塊等對話框。主要功能分為3類，分別為呼叫、消息及業(yè)務(wù)應(yīng)用。

在進(jìn)行呼叫調(diào)度中包括秘密呼叫，絕密呼叫，緊急呼叫，多組呼叫等。消息調(diào)度過程中包括普通短信和加密短信消息，應(yīng)用的業(yè)務(wù)中包括了無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場的其他功能，如圖6所示。

圖6 指揮調(diào)度功能界面Fig.6 Command and dispatch function interface

2.4 應(yīng)急指揮呼叫操作功能模塊

在無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)設(shè)計是，主要的功能就是呼叫業(yè)務(wù)，在調(diào)度呼叫過程中包括了多種呼叫模式，如圖7—圖8所示。

私密呼叫主要是是為電話模式呼叫，指揮員在電話模塊中點擊開始后，通過對講模式能夠與高度單位進(jìn)行直接的連線，結(jié)束后按下結(jié)束鍵。

圖7 呼叫功能實現(xiàn)界面Fig.7 Interface of call function

圖8 私密呼叫模塊Fig.8 Private call module

3 指揮調(diào)度系統(tǒng)測試分析

3.1 系統(tǒng)測試環(huán)境

根據(jù)無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)設(shè)計需求，測試環(huán)境如下：

應(yīng)急指揮現(xiàn)場系統(tǒng)安裝：硬件設(shè)備

服務(wù)器配置：CUP（2 GHz），1 GB RAM，500 G HDD，100 M網(wǎng)卡*2.

軟件配置：

windows server 2003、IIS 6.0、.Net Framework 4.0系統(tǒng)，Microsoft SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫。

3.2 性能測試

針對無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行和響應(yīng)測試，以分析其指揮調(diào)度的運(yùn)行情況和參數(shù)性能。其具體的測試參數(shù)如表1所示。

3.3 測試結(jié)果

通過無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)功能與測試分析，能夠看出，本文設(shè)計的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信的目的，通過多點測試，多用戶訪問，各模塊能夠快速反應(yīng)和處理，符合系統(tǒng)的設(shè)計要求，達(dá)到了設(shè)計目的。

表1 參數(shù)測試表Tab.1 Parameter test table

4 結(jié)論

提出一種無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)設(shè)計，通過利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議建立數(shù)字通信集群，應(yīng)急指揮現(xiàn)場通信系統(tǒng)是無線電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急的必然趨勢，指揮系統(tǒng)實現(xiàn)了電力各部門之間的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同調(diào)度，以最優(yōu)化的調(diào)度模式，實現(xiàn)科技網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)急指揮調(diào)度，為電力局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急指揮提供了有力的技術(shù)支持。

[1]李東昆，李亭，劉俊，等.大規(guī)模復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的電力通信可靠性評估算法研究[J].陜西電力，2014，42（7）:14-17.LI Dongkun，LI Ting，LIU Jun，et al.Study on reliability evaluation algorithm of electric power communication in large-scale complex networks[J].Shaanxi Electric Power，2014，42（7）:14-17（in Chinese）.

[2]張婧怡，向新，孫曄，等.無線通信系統(tǒng)頻譜分配策略優(yōu)化研究[J].計算機(jī)仿真，2015，32（10）:224-228.ZHANG Jingyi，XIANG Xin，SUN Ye，et al.Spectrum assignment strategy based on improved ant colony algorithm[J].Computer Simulation，2015，32（10）:224-228（in Chinese）.

[3]王志強(qiáng)，吳慶，張拯，等.基于異常分析的電力信息通信系統(tǒng)運(yùn)維策略[J].陜西電力，2016，44（4）:84-87.WANG Zhiqiang，WU Qing，ZHANG Zheng，et al.Maintenance strategy of power grid information and telecommunication system based on abnormal analysis[J].Shaanxi Electric Power，2016，44（4）:84-87（in Chinese）.

[4]賈獻(xiàn)強(qiáng)，魏延輝，高延濱，等.基于VxWorks的水下機(jī)器人通信系統(tǒng)設(shè)計[J].計算機(jī)測量與控制，2015，23（10）: 3529-3532.JIA Xianqiang，WEI Yanhui，GAO Yanbin，et al.Communication system design for remotely operated underwater vehicle based on VxWorks[J].Computer Measurement& Control，2015，23（10）:3529-3532（in Chinese）.

[5]楊春雙，蔡永濤.EPON技術(shù)在智能計量通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子設(shè)計工程，2015，30（3）:157-159.YANG Chunshuang，CAI Yongtao.The application of EPON technology in the communication system of the smart metering[J].Electronic Design Engineering，2015，30（3）:157-159（in Chinese）.

[6]馮馴.交通運(yùn)輸行業(yè)節(jié)能量審核計算方法探討[J].節(jié)能技術(shù)，2013，31（1）:84-88.FENG Xun.Rearch of energy-saving-amount auditing calculation methods in the transport industry[J].Energy Conservation Technology，2013，31（1）:84-88（in Chinese）.

[7]張鵬，井哲，趙鴻森.基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的航空通信盲均衡方法[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2015，15（14）:180-184.ZHANG Peng，JING Zhe，ZHAO Hongsen.Blind equalization algorithm with wavelet neural network in aeronautical communication[J].Science Technology and Engineering，2015，15（14）:180-184（in Chinese）.

[8]王進(jìn)閣.基于多智能主體的電網(wǎng)監(jiān)控與指揮調(diào)度集成系統(tǒng)[J].黑龍江科技信息，2013，26（34）:47-47.WANG Jinge.Integration system of power network monitoring and command dispatching based on multi agent system[J].Heilongjiang Science and Technology information，2013，26（34）:47-47（in Chinese）.

[9]王鑫.廣播風(fēng)暴沖突淘汰機(jī)制下3G-IP實時通信系統(tǒng)優(yōu)化[J].科技通報，2014（4）:173-175.WANG Xin.3G-IP real-timecommunication system optimization based on broadcast storm conflict elimination mechanism[J].Bulletin of Science and Technology，2014（4）:173-175（in Chinese）.

（編輯 徐花榮）

Design of Wireless Power Local Area Network Emergency Field Command Communication System

GUO Min，WANG Haijun，WANG Yiguo，PAN Binbin
（Electric Power Engineering and Technology Institute of Inner Mongolia Energy and Power Generation Investment Group Co.，Ltd.，Huhhot 010000，Inner Mongolia，China）

At present，the traditional electric power emergency command system is unable to meet the needs for increasing emergency disposals，and emergency units can not carry out the synthetic disposal fast and effectively under a unified command and dispatching operation.To this end，this paper puts forward the design of wireless power LAN emergency field command communication system.A reasonable emergency command mechanism is established by analyzing the emergency command network protocol；and a reasonable division of responsibilities is realized by the wireless power LAN interface；the system is designed through clarifying the command system，and the design of an emergency command field communication system integrated with communication，command and dispatching is thus completed.The simulation results show that the designed system proposed in this paper can achieve the purpose of on-site emergency command communication，and through multiple tests and multiple user access，each module has proved capable of rapid response and handling，meeting the design requirements of the system and realizing the design objective.

wireless power；local area network；emergency command；communication；system design

2016-08-06。

郭 敏（1974—），男，碩士，副高級工程師，副院長，研究方向為電氣工程；

王海軍（1975—），男，研究生，副高級工程師，研究方向為電氣工程；

王宜國（1985—），男，工程師，研究方向為電氣工程；

潘彬彬（1982—），女，研究生，工程師，研究方向為電氣工程。

內(nèi)蒙古教育廳高等學(xué)校高層次人才項目（568542364）。

Project Supported by High-Level Talents Program for Universities and Colleges of the Education Department of Inner Mongolia（568542364）.

1674-3814（2016）11-0009-05

TN913.33

A