Ｌ中国高新技术企业 输电线路覆冰预警系统硇通信觚决方案 文／蒋愈勇 王志军张菁 【摘要】 利用移动和电信运行商能提供的各项业务，实现在线覆冰预警系统从数据采集到告警通知以及 查询的全过程通信方案。试验结果表明：解决方案以相对简单的方式实现了在线覆冰预警系统的全过程通 信．效果良好。 【关键词】输电线路覆冰预警系统ＧＳＭ ＧＰＩＬＳ １引言 今年南方的冰灾暴露出电网由于缺乏有效的监测手段，无法提 前掌握线路的覆冰变化情况，造成线路覆冰造成跳闸或断线等突发 事故频频发生。为将覆冰事故消除在萌芽状态，提高覆冰区的安全 运行水平．并且全面收集和长期累积线路运行参数，为输电线设计、 电网系统经济调度提供基础数据，在容易发生线路导线覆冰地区域 配置有效的输电线路覆冰预警系统被提上各个电网公司建设日程。 通信方案直接影响到输电线路覆冰预警系统的应用水平和效果。 ２通信网络现状 现阶段电力通信网络主要覆盖点为：电力公司，变电站，电厂， 大客户 由于线路经过的地形复杂，而且首先发生冰雪灾害的地方基本 集中于环境条件恶劣的山区．并没有现成的电力通信完了过，为此 建立专门的通信网络从成本考虑很难承受。而可供利用且覆盖面最 广的民用通信网络就是中国移动与中国联通的ＧＳＭ网络，中国电信 的ＣＤＭＡ网络．以及即将兴建的３Ｇ通信网络。 在覆盖面上：ＧＰＲＳ系统使用现有的ＧＳＭ无线网，共用相同的 基站和频谱资源，只是在现有的ＧＳＭ网络基础上增加了一些硬件设 备和软件升级。而ＣＤＭＡ采用扩频技术，占用的是全新的８００Ｍ频段 （ＧＳＭ占用的是９００Ｍ频段），所以不能在原ＧＳＭ设备上直接升级。 因而在覆盖面和信号稳定方面，ＧＰＲＳ网络强于ＣＤＭＡ网络。 而带宽方面，经过测试，ＧＰＲＳ的实际平均业务速率为２０ｋｂｉｔ／ ｓ～４０ｋｂｉｔ／ｓ，ＣＤＭＡ ｌＸ的实际平均业务速率为８０ｋｂｉｔ／ｓ～ｌＯ０ｋｂｉｔ／ｓ。 ＧＰＲＳ弱于ＣＤＭＡ网络 由于先期电力采集系统等项Ｅｌ的建设，部分电力公司已与移动 运营商之间建立了光纤连接专线 随着电力系统信息化建设的推进，绝大部分地区级以上电力公 司均实现了Ｉｎｔｅｍｅｔ接人．大部分电力公司拥有自己的独立Ｉｎｔｅｍｅｔ 网址和ＩＰ地址。为远程用户终端的接人打下良好的信息基础。 ３系统组成及特点 ３ １系统组成 系统由现场监测终端．覆冰预警主站系统、远程用户终端三大 部分组成．如图１所示。 现场监测终端由摄像机、各种传感器以及数据和图像采集装置 系等组成，它们安装在杆塔和，或线路一Ｌ，定时／实时完成现场图像、 绝缘子串重力和绝缘子串倾斜角、风偏角、泄露电流或导线倾角以 及线路附近环境参数（温度、湿度、风速、风向、大气压、雨量）的采 集。数据采用ＲＳ２３２或者ＲＳ４８５在终端的通信单元集成处理后上 送，同时上送的还有系统本身运行数据，如电池电量。故障信号等。 覆冰预警主站系统一般采用Ｃ／Ｓ＋Ｂ／Ｓ结构．完成数据的解析． 分析，展示，命令下行，最终分析结果同时发布在系统ＷＥＢ服务器上。 远程用户终端由手机，ＰＤＡ，笔记本电脑等组成。完成远程（如 指挥现场）的告警信号接收，数据查询等功能。如图２所示。 ３．２通信网络要解决的两个问题 ｆ１）现场监测终端与覆冰预警主站系统的通 １４２一 信。上行数据有传感器采集数据和图像数据，系统运行状态数据。下 行数据有设定指令（如设定数据采集间隔），数据召唤指令，摄像头 旋转指令等。 （２）主站系统与远程用户终端的通信。内容有：简单告警信息，多 媒体告警信息（图片，声音，文字），远程登录系统进行复杂数据查询。 — 一 ＧＰＲＳ／ＧＳＭ 量站Ｊｊｌ，ｌ务器 移动数据服务器 图１输电线路覆冰预警系统 企 Ｂ ｍ Ｂ黻 Ⅲ村 图２远程用户终端访问方式 ４解决方案 ４．１现场终端与覆冰预警主站系统通道 系统自身运行数据为设备工况，可以以位为计数单位。 采集设备采集的数据分为普通环境数据和图像数据两种。采集间隔 一般５分钟一次即可以满足实用要求。 普通传感器采集的环境数据量很小，可以以字节为计数单位 前二者以窄带无线通信则可以完成数据传输。 图像数据为摄像机拍下。经ＤＳＰ芯片压缩处理后的ＪＰＥＧ图片。 ＪＰＥＧ在分辨率３２０￣２４０或者６４０￣４８０分辨率，灰度２５６时．通过对 其标准文件格式的分析可知，一张标准ＪＰＥＧ算法压缩的普通图片 约占数十ＫＢ到上百ＫＢ，进行差值压缩传输仍将达到平均每幅图片 ３０Ｋ左右大小，要完成在窄带信道内的无误传输比较困难。而ＧＲＰｓ 和ＣＤＭＡ网络的传输速度都可以达到数据即时传送的要求。从覆盖 面考虑在满足业务要求带宽的情况下，数据量分析在３段中进行了 阐述，本文选择了ＧＰＲＳ网络作为现场监测终端通信的主要解决方 案，同时考虑到ＧＭＳ网络ＳＭＳ短信的存储转发功能，减少终端数据 漏失问题，传感器和系统运行数据通过ＳＭＳ短信传送．图像数据采 用ＧＰＲＳ网络传送 监测终端通过配置ＧＲＩ）Ｓ／ＧＳＭ模块，从数据安全角度考虑，采用 中国高新技术企业 ＳＴＫ而非ＳＩＭ卡，根据特定号码分配私有ＩＰ地址．与移动中心业务 而采用如下几种方案可以实现笔记本电脑与主站系统的互联： 服务器组建ＶＰＮ网络。而监测中心接入此网络则有如下途径： 商）直接接入业务中心。 （２）通过ＩＳＰ直接连接业务中心，不采用ＶＰＮ方式。 （３）通过ＩＳＰ连接，采用ＶＰＮ方式接入业务中心。 （１）智能终端（笔记本、ＰＤＡ）通过ＧＰＲＳ／ＣＤＭＡ网络接入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ 甚至对现场监测终端的控制。与普通个人笔记本电脑上网方法一 致。 （Ｉ）通过专用线路（ＤＤＮ专线等）不经过ＩＳＰ（Ｉｎｔｅｍｅｔ服务提供 通过万维网公用ＩＰ地址访问主站ＷＥＢ系统，可轻松实现数据查询 （２）当地电力公司没有对外网站或主站没有申请独立ＩＰ时可以 方案２，３也可以利用ＡＤＳＬ，电信光纤宽带业务等经过ＩＳＰ实 通过访问移动服务中心网址，利用主站系统与移动的专线链路，通 现与业务中心的连接，其中方案２的共用ＩＰ地址除申请共用Ｉｎｔｅｒ－ 过特定页面链接到主站ＷＥＢ系统主页面 ｎｅｔ地址外也可以利用现有供电企业的Ｉｎｔｅｍｅｔ网站ＩＰ地址进行 （３）配置多个专用ＳＩＭ／ＳＴＫ卡，并将其纳入系统ＶＰＮ网络。笔记 ＮＡＴ转换接入，但容易受企业ＩＳＰ接入的稳定性，流量．病毒等因素 本终端通过私有ＩＰ直接接入主站系统，其地位等同于监测终端，不 的影响。方案１由于目前供电企业先期电量采集等系统的建设．使 同点是在带宽上应该满足下行通道为主。 得专有光缆接人已经成为现成的资源。从稳定、速度，带宽等各方面 考虑。优先采用方案１。推荐方案如图１所示。 ４．２主站系统与远程用户终端的通信 方案Ａ，Ｂ对笔记本用户终端除了安装ＧＰＲＳ上网卡外没有其它 特殊要求，这种方法最为简便。方案Ｃ需要使用特定ＳＩＭ／ＳＴＫ卡，但 这种方法不存在在移动和ＩＳＰ服务器之间数据的来回往复传送，访 问速度最快。 ５结论 远程终端用户主要有三种：手机，ＰＤＡ，笔记本。 手机以及ＰＤＡ支持的数据通信方式包括基于ＧｓＭ的ＳＭＳ与基于 ＧＰＲｓ网络的ＭＭＳ。智能手机和ＰＤＡ则支持网页浏览。 解决方案可充分利用民用通信网络，尤其是可充分利用中国移 覆并预警主站系统的相对简明扼要的重要文字告警可以通过 动提供的各项业务，以相对简单的方式实现了在线覆冰预警系统的 ＳＭＳ短信即使发送给远程手机用户但单一的文字ＳＭＳ短信难以表 全过程通信。本解决方案已应用广西电网公司科技项目桂林在线覆 达复杂的线路状况。ＭＭＳ彩信以ＧＰＲＳ或者未来的３Ｇ作为承载体， 冰监测预警系统的建设中．目前试验效果良好。 可以收发多媒体消息，包括文本、声音、图像、视频等。故主站可定 参考文献 时，或响应接受手机短信查询指令将覆冰现状组织成彩信通过 【１】黄新波．输电线路危险点远程图像监控系Ｕ］．高电压技术， ＧＰＲＳ网络传输给手机终端。 ２００７，３３（８）：１９２—１９７． 由于手机与ＰＤＡ屏幕大小以及浏览器功能的限制．通过手机 【２］张建国，刘建业或ＰＤＡ上网接入主站系统ＷＥＢ系统进行更为复杂的数据浏览和查 ２００１，（６）：３９—４４． 询效果并不是很好。 －ＧＰＲＳ的业务解决方案Ｕ】．中兴通信技术， （作者单位系广西电力工业勘察设计研究院数宇电网研究中心） 一Ｉ－ ｆ上接１３４页１ 央库中的完整数据，存人数组备用。 ３．读取银行提供的纳税信息文件，文件中的关键数据有三个：纳 接，在本地形成了纳税人的完整信息资料。 ４．用银行提供的数据去更新税务部分中心数据库，将已经纳税 料，然后用这个数据库及时通过税务专网更新本系统中与纳税有关 时准确的决策数据。 标志．实现用银行数据更新税务数据的目标，为税务管理者提供及 税人识别号、纳税１３期和金额。数据读入后与纳税人初始数据相连 要达到上述目的。使用数据单位应该组织技术力量开发数据接 口程序。由于这种数据接口程序的规模不大，具有开发周期短、实用 用户设置的完税标志。 性强的特点。对于一般行业（部门）来说，只要充分挖掘本单位技术 具体实现过程略。 力量就能够在短时间内解决问题。接１：３程序开发的重点．要放在对 四、行业（部门）间信息沟通的几点启示 两个行业（部门）管理信息系统输入（出）数据的结构分析上，程序实 存储、数据转换和数据更新等几个环节。 三、行业（部门）间数据交换的实现过程 １．由于各系统在行业（部门）信息化的过程中存在着封闭性和不 向信息沟通顺畅和行业（部门）间信息沟通的困难，这是在电子政务 建设中必须解决的问题。由于行业信息化建设存在着步调和深度的 不同，对需要信息的下游单位来说，要从上游单位系统的输出信息 现的功能包括数据源文件（银行提供）的读入、数据判断、关键数据 同步的特点．导致了在一个地区范围内出现的纵强横弱现象．即纵 由于税务部门所属的各税务局（所）终端计算机使用的是Ｍｉ． ｃｒｏｓｏｆｔ ｗｉｎｄｏｗｓ ｘｐ操作系统，税务管理中心数据库是Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ｓｑｌ，为 人手，分析其数据构成，主动采用接口程序进行对接，保证本系统对 了便于税务部门的各终端用户使用接口程序处理数据，同时减轻对 相关数据的需求。 中心服务器的压力，系统采用了Ｃ／Ｓ结构方式，用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ＶＢ６做 ２．行业信息化的过程中．系统内部应该加强与相关行业的沟通， 为开发工具开发客户端程序。接口程序开发成功后，经过联机调试 密切关注其信息化过程，组织内部技术力量进行攻关，主动研究相 和容错处理，编译成独立执行的ＥＸＥ文件，下发给各税务机关终端 关业务。提高信息系统的运行效率。力争做到适时联动，待条件成熟 时通过网关与相关行业实现互联互通和信息的互用。 ３．在保障系统安全的前提下，积极采用“外包”方式提高本系统 税务系统终端用户使用数据接口转换程序，通过远程联机登录 到中心服务器，用本税务局（所）代码到数据库中查找属于本单位管 的信息化应用水平。 用户使用。 理的纳税人详细资料。然后读取银行提供的纳税数据文件，对中心 ４．对于正在建设的信息系统来说，要采用自顶向下的系统设计 数据库中完税标志数据进行更新。由于系统是在税务部门的专网中 办法，充分考虑与相关行业（部门）的数据交换问题，实现与现有运 运行的，接口程序运行速度快、安全可靠，经过实际应用达到了预期 行系统的无缝隙连接。 的目的。 ５．电子政务平台建设和升级过程中要重视标准化工作，按照统 一税务系统终端用户使用数据接口转换程序主要实现步骤如下： １．与网络数据库的建立连接和相关控件的初始设置。 ２．通过主窗口输入终端用户的税务机关代码。导入纳税人在中 的数据标准为各部门提供标准服务服务。从底层彻底解决数据的 互联互通互用问题。 （作者单位系朝阳市委党校） ——’４３——