基于NGN架构的电力智能调度诊断系统设计
1系统设计目的
由于各环节因素的不确定性，电力系统容易出现多点短路或断线等干扰，破坏电网运行及供电服务的稳定性，从而造成紧急突发事件的产生。在紧急情况出现时，不仅自身通信系统要保持通畅（即电力部门自身的指挥调度不能中断，抢修现场也要通信保持畅通），同时还要做到跨部门合作，建立有效的通信编组和科学高效的响应流程等。另外，由于突发情况的复杂性，有时需要同时处理多个问题，专家在后方统一指挥调度，及时远程诊断抢修，对通信系统功能的多样性、先进性、灵活性以及稳定性等方面提出非常高的要求。传统的电路交换，通信业务的单一性，成本高昂，往往无法满足多业务、经济适用化的需求。综合考虑通信技术的发展趋势和电力发展的需求，展开基于NGN架构的电力智能调度诊断系统设计，进行电力系统的应急指挥、紧急调度与现场诊断于一体的工作。
2下一代通信网络
下一代网络（即NGN）是一个基于IP的全新通信网络，可以承载语音数据多媒体等种类丰富的业务，核心技术采用软交换技术。和传统的通信结构相比，具有以下优势：
1）提供开放式的体系结构，层次简洁、清晰，便于新业务的快速开发和网路节点的快速部署和插入；
2）综合接入能力强，软交换采用完全标准开放的接口，使得网络不同设备的互通成为可能；支持各种协议，实现了各种业务及用户的综合接入；实现了与现有通信网络的平滑接入和无缝融合，适应电路交换网向宽带化、数据化演进的要求。
3）能兼容现有PSTN/ISDN基本业务和新业务，接入最新的3G多媒体业务。同时提供全开放的业务平台，支持传统智能网业务，并支持综合网络业务的快速生成和提供。
4）提供了完善的网络集中、实时、智能化管理，极大地降低了维护成本，更具经济型。
因此NGN架构和软交换技术在电力智能调度系统中广泛应用将会是必然的趋势。
3基于NGN架构的电力智能调度诊断系统
3.1系统结构
基于NGN架构的电力智能调度诊断系统工作拓扑如图1所示，系统充分整合电力系统现有各种资源，利用语音、视频、软交换、IP、微波等技术，实现语音调度、视频监控、单兵图像传输以及无线移动图像传输等多种调度业务的智能融合，通过智能调度平台对各种业务和功能进行操作和调度。
系统能够实现电力应急指挥和调度的日常工作管理、应急预案作业管理、应急培训、演练与评估、应急安全预警管理及日常外部信息分析等功能；同时实现对各工区以及变电站的监控和可视化管理、应急场所的图像信息回传、事故的分析、远程协作诊断及车辆、人员、物资等资源配置信息的集中展现与管理；确保紧急或特殊情况下各部门之间快速、高效的配合与运作，及时修复故障，减少事故损失，降低由于突发情况带来的负面影响。
3.2系统功能
3.2.1融合通信
语音业务上，将普通电话、移动电话、对讲机、IP电话、卫星电话等不同类型通信终端连接起来，实现互连互通，并实现电话会议、语音资料存储等功能；视频业务上，将监控摄像头上的视频信号通过数字化压缩编码等处理，并传送到指挥调度中心，实现网络视频监控和调度；配合运用相关的单兵终端设备，将事故现场的视频数据回传，实现电网的远程实时诊断；在通信方式上，实现了IP、PSTN、卫星、微波等多种网络融合通信。
3.2.2调度信息显示
可以在指挥调度中心的大屏幕上显示系统采集到的实时数据、电网调度信息、一线人员信息、以及视频监控点和单兵终端设备的信息。
3.2.3应急指挥调度
在发生重大事件、事故、灾害时，自动调出应急预案、处置流程，并显示相关信息，为事件决策提供依据。
3.2.4移动应急指挥
系统配备使用应急指挥车，车辆上具备卫星通信、移动通信、超短波通信（对讲）、VOIP通信等功能，融合各种通信手段，实现在任何地方任何地点均可以和指挥调度中心通信联络，将现场图像、语音等数据信息传到指挥调度中心，满足应急需求。
3.2.5点对多点单兵功能
可以与多个一线人员进行直接对话，并把现场情况通过语音和视频实时传输到指挥调度中心，不仅满足了控制、指导现场操作的需求，同时考虑了调度情况复杂性的需求。
3.2.6无线移动图像传输
可在高速移动过程中和城市建筑物遮挡情况下传输实时双向稳定的高清晰度音视频、信息数据，把采集到的电力运行的相关信息资料发往电网的变电站、集控站等主控指挥调度中心。
3.3系统组成
3.3.1音频调度
系统中集群终端、手机、对讲机等设备的语音信息通过PSTN电话网、手机网、INTENET等各种方式传输到调度中心（在恶劣极端情况，提供容灾手段，如通过卫星线路，保证网络链路通畅安全），并存储；指挥调度中心可以对工区、变电站等单位发布指令和主管单位报告情况。
3.3.2视频调度
在工区、变电站、集控站等地点布置监控点，并对视频数据进行编码、压缩、数字化打包，利用现有的网络传输条件，传回到指挥调度中心，并解压存储，具体能够实现：把监控点的图像传回指挥调度中心，在指挥调度界面上进行实时显示，进行安全监控；当监控点出现异常情况，指挥调度中心利用已有的通话条件，如PSTN、IP电话、相关人员手机或内部对讲系统等对监控现场做出实时反应。
3.3.3单兵图像传输
利用单兵设备作为信息采集终端，无线微波中继设备作为接收中心。将OFDMA（下行）与TDMA（上行）技术有机融合，具有设备功耗小，覆盖范围大，吞吐量高，多用户干扰小以及基站信号检测算法复杂度低等特点。能够适用于高速的移动通信，支持高速车载使用，为指挥、抢修、日常维护、野外作业等通信需求提供远距离、高质量、高速率、无线实时传输的调度诊断方案，可以实现同时对多个点的现场采集和直接反馈信息（语音和视频），将指令（语音）直接下达到操作员个人。
3.3.4无线移动图像传输
采用COFDM（多载波调制技术）和MPEG-2图像压缩技术，可在高速移动中和城市建筑物遮挡情况下传输实时双向稳定的高清晰度音视频以及数据传输，实现指挥调度中心与工区、变电站等的视频回传，信息实时交互。
3.3.5指挥调度平台
指挥调度平台，位于指挥调度中心，是一种多媒体软交换平台。指挥调度平台分为7个组成单元：软电话、视频矩阵、用户接口、调度终端对象管理、调度作业、系统管理、配置管理。指挥调度人员或诊断专家通过操作指挥调度平台，实现各业务的调度，实时了解各监控点的音视频等相关信息，全面掌握电力系统实时运行状态，并通过平台下达决策指令或提供维护信息等。
4结束语
本系统基于NGN架构设计，综合多种业务，同时实现多个点的事故诊断和统一指挥调度，并向工区或变电站等控制中心进行相关数据资料的回传。本系统采用软交换技术，集语音处理、视频处理、网络传输、点对多点单兵、无线移动传输功能等于一体，为电力系统突发情况的现场指挥、调度以及抢修等优化资源，节约成本，提高效率。
由于各环节因素的不确定性，电力系统容易出现多点短路或断线等干扰，破坏电网运行及供电服务的稳定性，从而造成紧急突发事件的产生。在紧急情况出现时，不仅自身通信系统要保持通畅（即电力部门自身的指挥调度不能中断，抢修现场也要通信保持畅通），同时还要做到跨部门合作，建立有效的通信编组和科学高效的响应流程等。另外，由于突发情况的复杂性，有时需要同时处理多个问题，专家在后方统一指挥调度，及时远程诊断抢修，对通信系统功能的多样性、先进性、灵活性以及稳定性等方面提出非常高的要求。传统的电路交换，通信业务的单一性，成本高昂，往往无法满足多业务、经济适用化的需求。综合考虑通信技术的发展趋势和电力发展的需求，展开基于NGN架构的电力智能调度诊断系统设计，进行电力系统的应急指挥、紧急调度与现场诊断于一体的工作。
2下一代通信网络
下一代网络（即NGN）是一个基于IP的全新通信网络，可以承载语音数据多媒体等种类丰富的业务，核心技术采用软交换技术。和传统的通信结构相比，具有以下优势：
1）提供开放式的体系结构，层次简洁、清晰，便于新业务的快速开发和网路节点的快速部署和插入；
2）综合接入能力强，软交换采用完全标准开放的接口，使得网络不同设备的互通成为可能；支持各种协议，实现了各种业务及用户的综合接入；实现了与现有通信网络的平滑接入和无缝融合，适应电路交换网向宽带化、数据化演进的要求。
3）能兼容现有PSTN/ISDN基本业务和新业务，接入最新的3G多媒体业务。同时提供全开放的业务平台，支持传统智能网业务，并支持综合网络业务的快速生成和提供。
4）提供了完善的网络集中、实时、智能化管理，极大地降低了维护成本，更具经济型。
因此NGN架构和软交换技术在电力智能调度系统中广泛应用将会是必然的趋势。
3基于NGN架构的电力智能调度诊断系统
3.1系统结构
基于NGN架构的电力智能调度诊断系统工作拓扑如图1所示，系统充分整合电力系统现有各种资源，利用语音、视频、软交换、IP、微波等技术，实现语音调度、视频监控、单兵图像传输以及无线移动图像传输等多种调度业务的智能融合，通过智能调度平台对各种业务和功能进行操作和调度。
系统能够实现电力应急指挥和调度的日常工作管理、应急预案作业管理、应急培训、演练与评估、应急安全预警管理及日常外部信息分析等功能；同时实现对各工区以及变电站的监控和可视化管理、应急场所的图像信息回传、事故的分析、远程协作诊断及车辆、人员、物资等资源配置信息的集中展现与管理；确保紧急或特殊情况下各部门之间快速、高效的配合与运作，及时修复故障，减少事故损失，降低由于突发情况带来的负面影响。
3.2系统功能
3.2.1融合通信
语音业务上，将普通电话、移动电话、对讲机、IP电话、卫星电话等不同类型通信终端连接起来，实现互连互通，并实现电话会议、语音资料存储等功能；视频业务上，将监控摄像头上的视频信号通过数字化压缩编码等处理，并传送到指挥调度中心，实现网络视频监控和调度；配合运用相关的单兵终端设备，将事故现场的视频数据回传，实现电网的远程实时诊断；在通信方式上，实现了IP、PSTN、卫星、微波等多种网络融合通信。
3.2.2调度信息显示
可以在指挥调度中心的大屏幕上显示系统采集到的实时数据、电网调度信息、一线人员信息、以及视频监控点和单兵终端设备的信息。
3.2.3应急指挥调度
在发生重大事件、事故、灾害时，自动调出应急预案、处置流程，并显示相关信息，为事件决策提供依据。
3.2.4移动应急指挥
系统配备使用应急指挥车，车辆上具备卫星通信、移动通信、超短波通信（对讲）、VOIP通信等功能，融合各种通信手段，实现在任何地方任何地点均可以和指挥调度中心通信联络，将现场图像、语音等数据信息传到指挥调度中心，满足应急需求。
3.2.5点对多点单兵功能
可以与多个一线人员进行直接对话，并把现场情况通过语音和视频实时传输到指挥调度中心，不仅满足了控制、指导现场操作的需求，同时考虑了调度情况复杂性的需求。
3.2.6无线移动图像传输
可在高速移动过程中和城市建筑物遮挡情况下传输实时双向稳定的高清晰度音视频、信息数据，把采集到的电力运行的相关信息资料发往电网的变电站、集控站等主控指挥调度中心。
3.3系统组成
3.3.1音频调度
系统中集群终端、手机、对讲机等设备的语音信息通过PSTN电话网、手机网、INTENET等各种方式传输到调度中心（在恶劣极端情况，提供容灾手段，如通过卫星线路，保证网络链路通畅安全），并存储；指挥调度中心可以对工区、变电站等单位发布指令和主管单位报告情况。
3.3.2视频调度
在工区、变电站、集控站等地点布置监控点，并对视频数据进行编码、压缩、数字化打包，利用现有的网络传输条件，传回到指挥调度中心，并解压存储，具体能够实现：把监控点的图像传回指挥调度中心，在指挥调度界面上进行实时显示，进行安全监控；当监控点出现异常情况，指挥调度中心利用已有的通话条件，如PSTN、IP电话、相关人员手机或内部对讲系统等对监控现场做出实时反应。
3.3.3单兵图像传输
利用单兵设备作为信息采集终端，无线微波中继设备作为接收中心。将OFDMA（下行）与TDMA（上行）技术有机融合，具有设备功耗小，覆盖范围大，吞吐量高，多用户干扰小以及基站信号检测算法复杂度低等特点。能够适用于高速的移动通信，支持高速车载使用，为指挥、抢修、日常维护、野外作业等通信需求提供远距离、高质量、高速率、无线实时传输的调度诊断方案，可以实现同时对多个点的现场采集和直接反馈信息（语音和视频），将指令（语音）直接下达到操作员个人。
3.3.4无线移动图像传输
采用COFDM（多载波调制技术）和MPEG-2图像压缩技术，可在高速移动中和城市建筑物遮挡情况下传输实时双向稳定的高清晰度音视频以及数据传输，实现指挥调度中心与工区、变电站等的视频回传，信息实时交互。
3.3.5指挥调度平台
指挥调度平台，位于指挥调度中心，是一种多媒体软交换平台。指挥调度平台分为7个组成单元：软电话、视频矩阵、用户接口、调度终端对象管理、调度作业、系统管理、配置管理。指挥调度人员或诊断专家通过操作指挥调度平台，实现各业务的调度，实时了解各监控点的音视频等相关信息，全面掌握电力系统实时运行状态，并通过平台下达决策指令或提供维护信息等。
4结束语
本系统基于NGN架构设计，综合多种业务，同时实现多个点的事故诊断和统一指挥调度，并向工区或变电站等控制中心进行相关数据资料的回传。本系统采用软交换技术，集语音处理、视频处理、网络传输、点对多点单兵、无线移动传输功能等于一体，为电力系统突发情况的现场指挥、调度以及抢修等优化资源，节约成本，提高效率。
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