电网冰灾应急通信研究

【摘 要】 文章简单介绍了电网冰灾的由来及其对电网的严重危害，说明了在电网冰灾发生后，应急通信的重要性。比较了国内外目前应用最为广泛的应急通信技术，分析它们各自的优缺点进行对比。同时探讨三种应急通信方式—卫星通信、应急通信指挥车和WiMAX技术，并尝试对它们进行结合，把它们各自的优点结合起来，达到应急通信的最高效率。

【关键词】 电网 冰灾 应急通信

1 引言

冰雪灾害对电网有严重的危害，2005年春节期问，湖南、湖北以及重庆地区，由于连续大范围的降雨降雪，出现了50年罕见的最为严重的冰灾，多条供电线路近乎瘫痪，影响生产和生活长达一个多月；2008年初南方大范围的冰灾，全国500kV变电站停运15座，占受灾区域500kV变电站总数的7.54%；220kV变电站停运86座，占受灾区域220kV变电站总数的5.97%；500kV电力线路停运119条，占受灾区域的19.01%；220kV电力线路停运343条，占受灾区域的9.38%；500kV杆塔倒塌678基，受损285基，占受灾区域杆塔总基数的0.742%；220kV杆塔倒塌1432基，受损586基，占受灾区域杆塔总基数的 0.697%，多条供电线路近乎瘫痪，影响生产和生活长达一个多月[1]。冰灾应急通信可以通过对温度、湿度、雨量、覆冰厚度等数据的整合分析，采取针对于冰灾现场环境的合理高效的通信方式进行通信，保障电网安全生产，在关键时刻发挥着重要作用。

2 应急通信的分类

2.1 有线通信方面技术

整个有线通信技术包含常规使用的电话网和互联网等，这里面的有限公共电信网，它是全国现今分布最为广泛的关于信息交换的网络，这个有线通信技术本身具有覆盖的面积广泛，在适应性方面很强，实际需要的成本低等显著特点，是在自然灾害相关的应急中较为常见的一种通信方面的技术。

2.2 移动通信相关技术

移动通信的技术本身具有个人通信方面的特点，这样的关于移动定位技术就可以提高帮助受灾获救方面的可能性。一些方面的移动接入技术，就可以通过一些相应的设备进行快速的恢复，在灾害发生地区有关的通信方面，它在这样的应急通信中占据着重要的位置[2]。

2.3 卫星通信方面的技术

卫星通信技术已然成为现今应用最为广泛的一种应急通信方面的技术，关于卫星通信技术通常不会受到一些紧急事件方面的影响，而且我们从卫星通信技术方面的通信网络来进行观看，其在实际覆盖的区域内较为广泛，这样就可以较好满足关于应急通信在广度方面的需求，这其中的卫星通信方面的技术主要的不足就是在实际通信方面的容量是有限的，需要的成本很高。

2.4 专用数字集群网方面的技术

这个技术和卫星通信方面的技术一样，一些专用数字集群网技术实际的通信容量不大。一些专用数字集群网络基本都是独立进行指挥的网络，它们拥有其他相关的应急通信技术本身不会具备的一些优势，比如在实际响应的速度方面和群组指挥相关方面等。

3 应急通信指挥车

应急指挥车是固定应急指挥中心指挥调度工作的必要延伸和补充，是可移动的分指挥中心，负责现场指挥工作，并与应急指挥中心保持实时的通信联络和信息传递，具备的功能有调度通信（VOIP/GSM/CDMA/卫星电话）、数据采集和传输、指挥车之间协同工作、现场图像接入和上传、图片抓拍、GPS定位、文字交互、文件传输、视频会议等。

应急移动通信车配备的车载应急通信系统，利用多种通信（有线无线方式并用）方式冗余备份，将视频会议、数据交换、局域网络等多种现代技术进行有机整合，能够实现点对多点的视频、数据、语音的实时传输，具有灵活机动、性能稳定的可靠性能，配置现代化办公设施，搭建现场指挥完整的办公环境[3]。

4 卫星通信

与地面通信相比，卫星通信具有通信范围大、不易受陆地灾宫影响、建设速度快、易于实现广播和多址通信、电路和话务.可灵活调整等优点，可同时传播语音、数据、图象等数据。可建立综合通信系统，实现目前固定通信的所有业务，特别是移动卫星通信系统具有移动灵活、建立通信链路快捷等优点，可以实现重心下移、终端前移，所有这一切使卫星通信系统成为应急保障通信的主要通信手段。

卫星通信系统的优点：卫星通信是真正的全球通信，砚盖面广、容量巨大，通信基本不受地理环境和气候条件的限制；通信质量好，可靠性高。链路环节少，故障率低，通信畅通率高，适于多种业务和数据率；直接面向用户，方便、快捷、机动性强，特别适用于用户分散、稀路由和业务量小的专用通信网。因此卫星通信系统是构建应急通信网络的最佳方案[4]。

5 WiMAX

在众多的无线家族成员中WiMAX 以IEEE 802.16系列宽频无线标准为基础。支持的常用接入距离为7-10千米，最大可达50千米。此后相继推出了802.16d和802.16e等一系列标准，重点是增强设备的互操作性和终端的移动能力[5]。WiMAX技术具有以下优点：

（1）传输距离远、速度快。WiMAX基站可以提供最高每扇区75Mbit/s的吞吐量。每个基站的覆盖范围最大可达50km，典型的基站覆盖范围为6-10km。

（2）Qos机制完善。为了提高通信服务质量IEEE 802.16对MAC层进行了诸多改进，引入了TDMA（Time Division Multiple Access，时分多码）上行/下行协议，可以对用户接入网络进行智能控制，不但改善了系统的时延特性，提高了服务的可靠性，还可以提供优质的语音和图像服务。

（3）高度的数据安全性。WiMAX提供了完善的加密机制，它在介质访问层（MAC）中定义了一个加密子层，支持128位、192位及256位加密系统，通过使用数字证书的认证方式，确保了无线网络内传输的信息得到完善的安全保护。

（4）系统容量的可升级性。新增扇区简易、灵活的信道规划使容量达到最大化，并且允许运营商根据用户的发展来逐渐升级扩大网络。灵活的信道带宽规划适用于多种频率分配情况。从单个用户到数以百计的用户，MAC层协议可以保持高效的分配机制。

6 应急通信系统的组成

应急通信系统设计包括应急指挥中心、应急卫星通信车和应急会议车。应急通信车和会议车构建电力应急指挥调度系统的现场指挥中心，通过卫星，移动网络等方式，与电网应急指挥中心组成前方、后方应急指挥通信网。结构设计见图1。

应急通信系统的应用设计满足突发灾害地点与调度应急中心的音视频通讯、数据传输的畅通，由于突发灾害极可能同时对公众通信网络造成致命破坏，应急通信系统需要专用网络（采用卫星应急通信）；同时在道路不通的山区，现场不易到达的情况下，采用WiMAX技术；另外还必须在任何需要的时候都能做到立即出发、尽快到达，能满足电力调度应急指挥要求，通信、办公设备应配置到车上；系统架设要求简单快捷可靠，尤其是在严重自然灾害和突发事件情况下，现场与指挥中心之间和各级指挥中心之间的应急通信联络顺畅极为重要，早期黄金时间内要使险情报告、抢险指挥、资源紧急调度能在短时间内实现。

三者结合应急通信系统可以实现视频会议、办公网络及无线集群的通话功能，可以随时与现场和重要场所建立通信联络，获取突发事件现场的重要视频、数据和信息，实现对突发事件的预防、预警、处置、恢复等各环节的有效管理，及时了解突发事件的进展和状态，保证了及时组织、指挥应急处置的效率和能力。

参考文献：

[1]陆佳政，张红先，方针等.湖南电力系统冰灾监测结果及其分析[J].电力系统保护与控制，2009，37（12）：99-105.

[2]刘海山.应急通信的关键技术以及在石油通信专网中的应用[J].无线互联科技，2012（3）.

[3]祝庆荣，罗伟婷.广东电网应急通信系统的建设探索和应用[J].科技风，2011.

[4]王义明，郭二海，齐建国.应急通信中的卫星通信系统[J].中国突发公共事件防范与快速处置研讨会，2008.

[5]李炳林.WiMAX技术在电力应急通信中的应用[B].电力系统通信，2009.