摘要：当今，电力通信、信息系统已经实现了电厂、电网、变电站、供电局、供电所的覆盖，根据业务需求的不同建立了传输网络、调度数据网络、综合数据网络等，实现各层面之间通信网络的互联互通。下一步将这个网络延伸至配网，直至生活中的各种物体，实现物体之间的通信，这就需要通过物联网的功能。
关键词：物联网技术；电力应急救援；智能通信系统
1系统特征
在智能电网背景下的电力应急通信指挥体系，遵循“可视化、物联化、一体化”的技术原则。
1.1可视化
应急救援的现场情况应以视频监控等可视化监控实现现场全景实时可视化展示，且在应急指挥场所能够实现基于虚拟现实技术的三维立体GIS平台展示，可以生动展示地理信息（河流、森林、地形等）、设备信息（变电站、输电线路、铁塔等）、人员信息（救援人员、指挥人员等）。结合电网内部调度自动化信息和变电站视频监控统一平台，虚拟现实技术将电网的内外环境结合在一起，给指挥者直观视觉感受，大大提高了指挥救援的效率和速度。
1.2物联化
物联网技术是发展智能电网的关键技术。传统技术对电网的监控仅仅基于变电站的综合调度自动化系统，无法对电力系统全过程进行监控。物联网技术通过布设各种传感器网络及射频识别（RFID，RadioFre-quencyIDentificaiton）芯片传感网络，可以实现电网内外部环境、人员、物资的联网，通过进行状态读取、定位等信息综合手段及移动终端计算技术，结合可视化监控平台，利用同一IP平台实现应急救援现场的综合信息全面覆盖。目前的应急通信系统对灾害现场信息获取能力相对较弱，无法获得综合的环境信息、图像信息，更重要的是无法获得现场指挥和救援人员、物资的实时信息。基于物联网的应急灾害现场指挥系统可以将现场的外部环境（温度、湿度、风速、地形等）、救援人员信息（姓名、职务、现场任务、实时行动信息、实时定位信息等）、物资信息（类型、数量、物流信息、实时状态、实时定位信息等）全面信息纳入统一监控平台，并经数据分析平台实现资源的最优化调度，且可确保命令下达的准确及时。
1.3一体化
通过可视化、物联化可以获得海量数据，但从数据到信息还需要较长的过程。采用数据挖掘技术进行信息综合整理分析，和现有应急指挥系统平台的信息互通融合，才能更有效地发挥应急指挥的效率和作用。在结合电网的内部信息（调度自动化信息等）与外部信息（救援现场的环境、人员、物资信息等）后，利用数据挖掘功能进行灾害现场的脆弱性分析，进行最优化应急救援指挥调度。同时，一体化的应急通信平台还可以保证信息的及时性、同步性、完整性。现场移动计算终端、现场指挥部、后方应急指挥中心实现“三位一体”的分级访问控制的信息共享系统，确保信息及时、可靠、安全。
2物联网的技术
2.1组成架构
物联网网络的组成架构包括：用户层、应用控制层、承载网络、接入层、应用采集控制（末梢节点）层，其中承载网络由计算机网络和通信网络构成。用户层主要是为用户提供物联网应用的用户界面接口，包括如电脑、手机、客户端、传感器等用户设备。应用控制层由应用服务器及数据库服务器组成，具有汇集、转换、分析数据的功能，以及用户层呈现的适配和实践的触发等。承载网络是指通信网络，如互联网络、移动通信网络等，完成物联网接入层与应用控制层之间的信息通信功能。承载网络结构主要有端到端、环型网、树状网、交叉网等方式，联网方式可以简单分成有线和无线两种，有线方式主要包括光纤、互联网的数据线、语音通信线缆等，无线方式主要包括集群网、WiMAX（WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess，全球微波接入互操作标准）、McWill（Multi-CarrierWirelessInformationLocalLoop，多载波无线信息本地环路）等。末梢节点与接入层构成了物联网的信息采集和控制。接入层由接入网关和基站节点组成，末梢节点由各种类型的采集和控制模块组成，接入层负责应用末梢节点信息的组网控制和信息汇集，以及向末梢节点下发信息的转发等功能。
2.2关键技术
国际电联报告提出物联网主要有四个关键性的应用技术：标识事物的RFID射频识别技术，感知事物的传感网络技术（Sensortechnologies），思考事物的智能技术（Smarttechnologies），微缩事物的纳米技术Nanotechnolo－gy-RFID。RFID通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，是可以在恶劣环境下工作的一种非接触式自动识别技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆RFID由3部分组成，分别是：①标识（Tag）：由芯片及耦合元件组成，标识是具有唯一性的电子编码，附着在物体上识别目标对象；②读写器（Reader）：读取\写入标识信息的设备；③天线（Antenna）：在标识和读写器间传递射频信号。RFID技术主要研究：①RFID反碰撞防冲突问题；②RFID天线；③选择合适的工作频率；④安全与隐私。传感器网络与检测技术中，无线传感器网络（WSN，WirelessSensorNetwork）是集分布式信息采集、信息传输和信息处理技术于一体的网络信息系统，具有低成本、微型化、低功耗和灵活的组网方式、铺设方式以及适合移动目标等特点。传感器网络节点的基本组成包括传感单元（由传感器和模数转换功能模块组成）、处理单元（包括CPU、存储器、嵌入式操作系统等）、通信单元（由无线通信模块组成）及电源，可选的其他单元包括定位系统、移动系统以及电源自供电系统等。传感器网络技术研究包括先进的测试技术及网络化测控、智能化传感器网络节点研究、传感器网络组织结构及底层协议研究、对传感器网络自身的检测与控制、传感器网络的安全。智能技术是通过在物体中植入智能系统，使得物体具备一定的智能性，将物体“讲话”的内容解析，利用计算机自动处理。智能技术的研究内容包括计算机实现智能的原理、人工智能、智能控制技术与系统、智能信号处理等。纳米技术是研究结构尺寸在0.1～100nm范围内材料的性质和应用，主要包括纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。这7个学科主要归纳为纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这3大研究领域。
3系统架构
使应急救援现场的各类环境信息、物资及人员的标识及位置信息、图像信息等可以得到密集、实时的采集，并安全、有效地提供给中央指挥控制系统供领导决策部署。使指挥部门可通过该系统实时进行高效的复杂指令传达与人员物资调配。使现场工作各单元可以利用该系统上传一手的灾情及工作信息，同时获取中控系统的智能云服务，有效支持现场作业。
中央指挥控制系统根据各类信息构筑传感资源云，从而提高应急救援决策指挥的效率和水平，将电力应急救援工作进一步推动到智能化时代。与传统通信手段相比，物联网应急救援具有以下优势。
不依靠骨干网支撑。物联网是一张自组织的网络，因此与广域通信网络（包括3G网络等）相比，它不需要既有的骨干网络支撑，可以在第一时间迅速架设完成。
无限拓展、布设灵活、功耗较低。WiMax、WiFi等技术虽然可以提供较高的通信带宽，但是其通信距离相对有限，而物联网技术由于其具有多跳传输的性能，因此其覆盖范围可以无限拓展，且其设备体积较小，方便携带，布设时开机即组网，灵活便捷，因此可以大大缩短布设施工时间，提高应急救援效率。3）成本经济。与移动基站相比，物联网不仅不需要在道路交通恢复后再布设（甚至可以通过抛洒布设），成本方面也具有较大的经济性，使用物联网技术可以极大地节省投资，压缩成本。综上所述，物联网由于其灵活、便捷、高效、密集、无限拓展、自组织网络等特性，非常适用于在应急现场的快速展开，为指挥、决策、调度、反馈、汇报、信息采集等提供双向通信通路，从而大大提升应急救援效率及管理水平。系统将显示地理信息、环境信息、现场影像信息以及设备、人员、物资等各种要素的信息，并可以分类展示和管理。系统可以搭载影像图和矢量图等多种GIS要素，获得更充分的地理信息供决策参考。系统对人员、设备、物资等各种要素进行分类识别、追踪、查询、统计等操作。该应急现场指挥调度系统的无线传感网部分采用分级管理架构共分为应急中心、现场指挥部、应急行动小组3层。
应急中心可对灾害现场所采集上传信息进行实时汇总，智能处理，对各项任务执行情况、物资输送情况进行了解，并发出相应指挥调度方案。现场指挥中心是现场指挥调度的核心机构，根据传感节点上传数据，及应急中心所下达的应急方案，进行现场指挥，并将双向信息进行交互。应急行动小组作为电力应急救援的实施力量，通过移动终端与前端信息中心的互联，可实时得到应急中心的最新指示，并将现场任务实施情况向应急中心进行上报。系统底层为灾害现场密集布设的感知节点，根据不同节点所处环境需求的不同，可搭配各种信息采集模块，如：环境信息传感器、RFID读卡器、摄像头、GPS模块。
4结论
电力系统中的物联网，既可以作为输电通信基础网络的补充，加强输电通信网的可靠性，也可以作为配电网络主要通信方式，弥补目前公网及无线通信网络无法实现的功能，同时能作为抵御极端天气的电力应急通讯方案和通信抗灾体系的有效手段。物联网就其本身而言，代表了下一代信息技术的发展，而目前其发展正处于起步阶段，仍然面临技术完备性不足、产品成熟度低、成本偏高、规划管理、无线电频率资源合理安排及分配等诸多因素的制约，但随着各方面的共同努力，物联网将迎来美好的未来，对经济起到积极的推动作用。
参考文献：
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[3]黄孝斌.物联网应用实践[J].信息化建设，2009，（11）：21-22.
论文作者:黄莎莎1,鲍飞虎2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/23
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