摘要：针对当前电力系统应急通信的实际需求，提出了具有3层结构和2个数据共享中心的电力应急通信网络框架。依托电力系统现有通信网络资源，充分利用无线网存取全球互通（WIMAX）技术和卫星通信车载技术，设计了网省公司与地、市级电力公司（变电站）之间的应急通信网络。介绍了网络连通度和虚拟节点的概念，阐述了基于连通度的网络抗毁性评价模型。利用该评价模型对比分析了设计的电力应急通信网络和现有电力通信网络的抗毁性能，证明了电力应急通信网络的优越性。
关键词：电力系统；应急通信网络
引言
电力系统通信对电网的安全运行起着至关重要的作用，在飓风、雨雪、霜冻、洪水、地震、瘟疫等紧急情况时，一旦电力通信网络发生故障，会直接影响电网的稳定运行，造成重大的经济损失。应急通信网络是支撑应急业务数据采集和应急指挥协调的基础设施，在应急救援中起到了十分重要的作用。目前，电力系统应急通信网络建设还处于起步阶段，如何有效整合现有通信网络，突破“数据孤岛”的弊病，建立一个全国范围的电力行业应急通信网络已经迫在眉睫。
一、应急通信的能力需求
1.目前应急通信主要依靠PSTN移动网络上的语音通信，PSTN、移动网络则为应急呼叫提供路由优先功能。拨打政府部门提供的各种紧急号码和救助热线是民众和政府交互的主要方式。现在采用短信、微信方式发送告警信息是新的支持应急通信的技术手段。通信网络正在经历从传统电路交换技术向基于包交换技术演进的过程。无线技术也正在由3G（IP多媒体业务）网络向4G、5G网络快速演进，目标是可以在固定和移动网络上无缝地提供业务。这个演进过程会延续较长一段时间，因此演进的通信网络之间如何支持互通和互操作是支持应急通信的一个关键性问题。基于包交换的IP网络提供了一个新的环境，可以以高效、经济的方式来支持应急通信。引入新出现的一些技术及业务则可以极大地增强应急通信的功能。未来的应急通信不仅需要有电路域的语音通信，还会采用各种新业务，如VoIP、统一消息、Presence、视频会议、视频监控等。需要关注的是定位业务在应急通信中的重要意义，目前美国出于支持应急响应的目的，已经要求各大无线运营商实现最终用户的定位业务，还需要强调的是应急通信必须满足各级政府保密通信的要求。
2.语音业务。满足国家电网公司总部、网省电力公司、地市级电力公司、变电站及电厂之间的语音通信，确保行政电话和调度电话的畅通，保障重要语音通信和指挥通信。语音业务对速率要求不高，但是必须保证实时性和可靠性。多媒体业务。包括：满足应急条件下国家电网公司和网省电力公司之间的视频会议要求；实现网省电力公司与下属的地市级电力公司、发电厂和部分变电站之间的视频通信；保障网省电力公司与突发事件现场的多媒体信。
3.应急通信一般是指在出现自然或人为的突发性紧急情况时，综合利用各种现有通信资源实现通信的机制。与传统通信系统相比，应急通信具有时间的突发性、地点的不确定性和环境的复杂性等特点，因此，应急通信对信息的传输和交换都提出了更高的要求，主要体现在动态的拓扑结构、足够的可靠带宽、传输信息的多样化和网络的抗毁性能等方面。从总体技术层面划分，应急通信分为有线和无线两种方式。有线应急通信包括公众电信网、互联网等。公众电信网是全国性的信息交换网络，具有范围广、适应性强、费用低等优点，是最基本的应急通信网络。但是有线应急通信网络受地理条件限制，抗毁性能差，一旦摧毁，很难在短时间内恢复。无线应急通信主要包括卫星通信、超短波和微波等，无线应急通信具有机动灵活、组网方便和抗毁性强等优点，是目前最有效的应急手段。目前，我国拥有的应急通信方式有：固定电话、Ku频段卫星通信车、C频段卫星通信车、海事卫星电话、900M移动电话通信车、自适应电台和互联网等。
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二、电力应急通信系统的组成和功能
1.在总体原则上，电力应急通信系统应充分利用好现有的光纤网络等多种通信资源，根据应急通信具体要求，生成相应的应急通信预案，并具备相应的执行手段与监控指挥平台，同时还应该提供灵活机动、可快速部署的通信接入设备和手段。电力通信网经过多年的建设已经初具规模，光通信网络的建设已经取得了显著的成效。以江苏为例，电力光纤网络遍布各级变电站，组成了覆盖全省的多级通信网，较好地解决了电网、变电站的通信问题。同时，近年来，也开发了通信综合监控、资源管理、电视电话会议等多种应用系统。因此，在建立应急通信系统时，应充分利用现有的光通信网络，融合现有的通信监控系统、资源管理系统、电视电话会议系统等资源，建设具备监测监控、预测预警、动态决策、预案生成、综合协调、应急联动和总结评估等功能的应急通信系统，从而大大提高电力通信网络的维护水平和应急能力。电力应急通信系统在组成上应至少包含应急预案子系统、应急调度和指挥子系统以及无线应急通信接入子系统三大部分.
2.与固定通信、移动通信、卫星通信相比，互联网在应急通信中的作用正在逐渐变得重要。互联网的通信功能已经在发挥重大的作用，不仅支持E-mail，QQ，消息之类的文字通信，还支持视频、图像等多媒体信息的传送。互联网已经融人国家军事、经济基础设施等多个方面和领域。在应急通信方面，互联网具有很好的自愈合、路由迂回的能力，并且能够承载大容量信息。
3.现在研究的一个重点是如何在互联网上实现紧急呼叫并解决紧急呼叫的定位问题。另外，各种互联网服务还可以成为应急通信的信息发布的载体。无论是固定网络、移动网络、卫星网络IP多媒体网络，还是互联网都具有各自的特点和优势，作为应急通信考虑应当将各种网络联合起来使用，优势互补、相互协作，以便更好地完成更复杂的通信任务。作为目前应急通信网络体系，主要依靠紧急热线，政务信息依靠政务网络来传递。作为未来的应急通信网络，则必须考虑各种网络的互补协调和互联互通。作为民众，不仅可以通过呼叫中心的方式和政府联系，还可以采用即时消息，E-mail、Internet等多种方式和政府联系，而政府也可以通过移动通信技术随时获取受灾民众的汇报、位置等信息。未来的应急通信网络将是一个庞大的综合的网络体系。
三、应急指挥车
1.应急通信指挥车是车载移动应急指挥中心，与固定监控中心共享数据，具有快速加载、远程调用和信息分析处理功能，能够对现场情况进行实时监控、显示、分析及综合处理，结合电力通信网数据库的相关信息进行态势分析、预测和预警，为事件处置和应急指挥提供决策性依据。在紧急情况下，应急通信指挥车可以发挥临时指挥中心的作用，支持指挥中心与现场工作人员之间的语音、数据和视频通信。
2.应急通信车。以应急通信为目的的车载站是一个小型化的卫星通信地球站，除了容量小一些，基本具备大型固定地球站的所有功能。车载卫星通信是近年来发展起来的一种通信方式，能够传输语音、数据、图像等信息，可提高应急综合保障能力，具有机动灵活、交互性强、同步性好、组网方便、传输类型多等优点。
结束语：
本文设计了网省电力公司与地、市级电力公司（变电站）之间的应急通信网络框架，阐述了网络结构层次的划分和采用的通信技术，为电力应急通信研究提供了一种平台。引入基于连通度的网络分析模型，对设计的应急通信网络以及现有的电力通信网络进行对比分析，证明应急通信网络在抗毁性方面具有明显优势。
参考文献：
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论文作者:周莉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/25
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