王珂濤 尹業(yè)建 陳林會(huì)

一、需求背景

風(fēng)電、光伏等新能源電廠需推進(jìn)其日常運(yùn)維管理向高端化、智能化方向發(fā)展以滿足新的電力需求。由于新能源電廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)往往位于偏遠(yuǎn)山區(qū)，遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)，交通不便，且現(xiàn)場(chǎng)通信基礎(chǔ)條件普遍較差，勘測(cè)人員、施工人員及生產(chǎn)巡檢人員在野外作業(yè)往往缺乏通信保障，經(jīng)常出現(xiàn)因通信問(wèn)題引起路線偏航而導(dǎo)致工作漏項(xiàng)甚至失聯(lián)的情況發(fā)生；踏勘作業(yè)步行里程遠(yuǎn)、耗時(shí)長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)大，踏勘成果輸出受限，電廠指揮中心的管理依賴于傳統(tǒng)手段，缺乏及時(shí)有效的實(shí)時(shí)監(jiān)管，現(xiàn)場(chǎng)人員也無(wú)法將人員實(shí)時(shí)音視頻和定位記錄上傳。

為滿足無(wú)運(yùn)營(yíng)商公網(wǎng)覆蓋環(huán)境下的實(shí)時(shí)定位、信息回傳需求和現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音通信功能，需現(xiàn)場(chǎng)搭建臨時(shí)窄帶車(chē)載通信專(zhuān)網(wǎng)；在網(wǎng)絡(luò)可達(dá)區(qū)域建立公網(wǎng)集群通信，實(shí)現(xiàn)音視頻實(shí)時(shí)上傳與遠(yuǎn)程指揮。將“公專(zhuān)融合”通信技術(shù)應(yīng)用于新能源電廠的野外踏勘通信當(dāng)中，切實(shí)解決新能源電廠野外作業(yè)“最后一公里”的通信問(wèn)題，通過(guò)“公專(zhuān)融合”通信技術(shù)為新能源電廠數(shù)字化資源勘察建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)通信基礎(chǔ)，提高踏勘過(guò)程信息傳輸效率，增強(qiáng)應(yīng)急指揮能力，提升安全管理水平。

二、通信技術(shù)方向選擇

目前通信系統(tǒng)主要以模擬通信系統(tǒng)、數(shù)字常規(guī)通信系統(tǒng)、數(shù)字集群通信系統(tǒng)為主，該類(lèi)系統(tǒng)一般采用專(zhuān)用頻點(diǎn)，搭建無(wú)線專(zhuān)用語(yǔ)音通信網(wǎng)絡(luò)，普遍存在頻點(diǎn)申請(qǐng)困難、投資規(guī)模較大、視頻及多媒體業(yè)務(wù)能力缺失等問(wèn)題，無(wú)法滿足當(dāng)前新能源工程踏勘現(xiàn)場(chǎng)的業(yè)務(wù)需求。

無(wú)公網(wǎng)環(huán)境的通信通常采用衛(wèi)星通信模式，衛(wèi)星通信網(wǎng)覆蓋范圍廣、適應(yīng)各種復(fù)雜地形，往往作為應(yīng)急情況下的回傳鏈路。但該模式成本高、頻點(diǎn)固定、惡劣環(huán)境下信號(hào)極不穩(wěn)定；重點(diǎn)區(qū)域覆蓋的窄帶無(wú)線通信網(wǎng)作為語(yǔ)音通信保底，用于統(tǒng)一指揮調(diào)度，是廉價(jià)現(xiàn)場(chǎng)通信保障的基礎(chǔ)模式；融合公網(wǎng)、自組專(zhuān)網(wǎng)等多種通信技術(shù)，組成“平戰(zhàn)結(jié)合、平災(zāi)兼顧”的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急通信網(wǎng)，滿足面對(duì)突發(fā)情況，全天候、全地形的現(xiàn)場(chǎng)音頻、視頻、數(shù)據(jù)回傳要求，融合通信方案充分整合現(xiàn)有存量通信網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)“全面融合、全程貫通、隨遇接入、按需服務(wù)”，為電力應(yīng)急搶修指揮提供統(tǒng)一高效的通信保障。

采用“公專(zhuān)融合”架構(gòu)搭建的資源勘察數(shù)字化系統(tǒng)，一方面借助于公網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有的通信基礎(chǔ)設(shè)施，大大縮減投資。另一方面，針對(duì)重點(diǎn)區(qū)域或者公網(wǎng)信號(hào)覆蓋不足的區(qū)域，建設(shè)窄帶常規(guī)應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)，保障該區(qū)域內(nèi)的終端語(yǔ)音及位置數(shù)據(jù)的傳輸。通過(guò)融合通信平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)公網(wǎng)集群通信系統(tǒng)、窄帶常規(guī)網(wǎng)絡(luò)的接入，從而實(shí)現(xiàn)在一個(gè)平臺(tái)對(duì)公網(wǎng)、專(zhuān)網(wǎng)的雙向調(diào)度，做到公專(zhuān)結(jié)合、融合通信、因地制宜。

三、公網(wǎng)與窄帶專(zhuān)網(wǎng)融合通信方案

隨著全國(guó)4G/5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成熟，利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展實(shí)時(shí)音視頻通信已日趨成熟?；诠W(wǎng)4G/5G的無(wú)線音視頻對(duì)講系統(tǒng)相對(duì)于獨(dú)立建設(shè)窄帶對(duì)講系統(tǒng)，具有：無(wú)須申請(qǐng)專(zhuān)用頻點(diǎn)、建設(shè)成本低、周期短、部署快、支持終端類(lèi)型多、多媒體應(yīng)用豐富等多種優(yōu)勢(shì)。

公網(wǎng)對(duì)講系統(tǒng)借助公網(wǎng)4G/5G技術(shù)，既能節(jié)省龐大的專(zhuān)用基站建設(shè)與后期維護(hù)費(fèi)用，又能為智能對(duì)講機(jī)、執(zhí)法記錄儀等用戶提供語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)等專(zhuān)業(yè)集群通信業(yè)務(wù)，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)度、單呼、組呼、廣播、定位、軌跡、越區(qū)告警，甚至遠(yuǎn)程視頻實(shí)時(shí)播放等拓展功能。滿足用戶對(duì)系統(tǒng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性、功能強(qiáng)大、私有化部署等多重需求。

基于公網(wǎng)的集群通信系統(tǒng)：通過(guò)基于公網(wǎng)的智能多媒體集群應(yīng)用軟件，使客戶端的智能終端可通過(guò)4G/5G/Wi-Fi 接入集群業(yè)務(wù)服務(wù)端，實(shí)現(xiàn)集群呼叫業(yè)務(wù)、集群數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和集群調(diào)度業(yè)務(wù)。

窄帶專(zhuān)網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)：針對(duì)新能源電廠生產(chǎn)區(qū)域運(yùn)營(yíng)商公網(wǎng)未覆蓋的情況，在公網(wǎng)對(duì)講的方案之外配備一套窄帶語(yǔ)音通信系統(tǒng)，通過(guò)車(chē)載中繼臺(tái)實(shí)現(xiàn)脫網(wǎng)情況下的語(yǔ)音覆蓋，定位信息回傳，在服務(wù)端配備一套專(zhuān)網(wǎng)通信調(diào)度系統(tǒng)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)關(guān)和前端車(chē)載中繼臺(tái)打通，實(shí)現(xiàn)脫網(wǎng)情況下的語(yǔ)音通信和定位信息回傳。

融合通信平臺(tái)：融合通信平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與公網(wǎng)集群通信系統(tǒng)、窄帶專(zhuān)網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的對(duì)接，采用模塊化設(shè)計(jì)，將音頻、視頻、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行合理封裝，為上層應(yīng)用提供豐富的服務(wù)接口，便于靈活開(kāi)發(fā)各種應(yīng)用，支持本地和云平臺(tái)部署。將全網(wǎng)語(yǔ)音、視頻、圖片消息、文本消息、終端位置進(jìn)行統(tǒng)一匯聚及展示，并支持對(duì)全網(wǎng)終端的調(diào)度管理。采用公專(zhuān)互補(bǔ)、寬窄融合、固移結(jié)合多維組網(wǎng)形態(tài)的融合通信平臺(tái)研發(fā)及設(shè)計(jì)，增強(qiáng)通信能力，實(shí)現(xiàn)全面的通信互聯(lián)。

四、融合通信在新能源電廠中的價(jià)值

利用公網(wǎng)集群通信技術(shù)、窄帶常規(guī)通信技術(shù)、融合通信技術(shù)構(gòu)建的新能源電廠全覆蓋通信系統(tǒng)，將在新能源電廠資源戶外勘探中取得良好應(yīng)用，以融合通信技術(shù)解決了野外無(wú)公網(wǎng)環(huán)境通信的難題，減少了人員踏勘風(fēng)險(xiǎn)，提高現(xiàn)場(chǎng)指揮效率，大幅降低現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急通信成本，避免因人員失聯(lián)導(dǎo)致安全事故發(fā)生。

國(guó)能大渡河新能源投資有限公司生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際部署情況如下。

提供了一套適用于新能源資源勘察的公網(wǎng)通信系統(tǒng)?？蓾M足大部分環(huán)境音視頻通信要求。公網(wǎng)集群通信技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)基于公網(wǎng)的專(zhuān)業(yè)通信，將通信鏈路承載于公網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的設(shè)備上，無(wú)須新建專(zhuān)用的無(wú)線通信基礎(chǔ)設(shè)施，大大縮減了投資，該技術(shù)可以為員工提供語(yǔ)音組呼、視頻組呼、緊急呼叫等專(zhuān)業(yè)通信業(yè)務(wù)，大大提升通信效率。

提供了一套適用于新能源資源勘察的窄帶專(zhuān)網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)。經(jīng)測(cè)試信號(hào)穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，部署便捷，可復(fù)制性強(qiáng)，可完全滿足野外無(wú)公網(wǎng)環(huán)境下的音視頻通信要求。融合通信接入網(wǎng)關(guān)針對(duì)本次的“公專(zhuān)融合”通信架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)公網(wǎng)集群通信系統(tǒng)與窄帶常規(guī)通信網(wǎng)的雙向接入，構(gòu)建基礎(chǔ)的通信基座，獲取雙網(wǎng)的音視頻、位置、終端狀態(tài)等資源信息進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)，并可通過(guò)開(kāi)發(fā)的接口提供給其他上層應(yīng)用，其他上層應(yīng)用無(wú)須分別對(duì)接公網(wǎng)集群通信系統(tǒng)、窄帶常規(guī)通信網(wǎng)。

提供了一套適用于新能源資源勘察的公網(wǎng)與專(zhuān)網(wǎng)融合通信調(diào)度系統(tǒng)。完成了與公網(wǎng)通信系統(tǒng)和專(zhuān)網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音、視頻、圖片消息、文本消息、終端位置的統(tǒng)一匯聚、集中展示?？稍谝粋€(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)公網(wǎng)下終端、窄帶專(zhuān)網(wǎng)下終端的統(tǒng)一調(diào)度，并結(jié)合終端的位置信息實(shí)現(xiàn)基于位置的調(diào)度功能，完全滿足野外多場(chǎng)景網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的通信功能。

五、結(jié)語(yǔ)

融合通信技術(shù)解決了新能源電廠在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中遇到的實(shí)際通信困難，通過(guò)搭建一套切實(shí)符合新能源電廠實(shí)際需求的融合通信平臺(tái)，在公網(wǎng)覆蓋環(huán)境下能夠?qū)崿F(xiàn)公網(wǎng)集群通信，在無(wú)公網(wǎng)偏遠(yuǎn)環(huán)境下組裝一套野外車(chē)載移動(dòng)窄帶通信基站，在實(shí)現(xiàn)窄帶通信的基礎(chǔ)上，通過(guò)融合通信平臺(tái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、多媒體通信，并通過(guò)通信定位實(shí)現(xiàn)野外軌跡分析。徹底解決野外作業(yè)的通信傳輸、應(yīng)急指揮及安全保障。

融合通信技術(shù)在新能源電廠中的應(yīng)用，將在現(xiàn)場(chǎng)公網(wǎng)通信和內(nèi)網(wǎng)通信不可達(dá)的情況下，實(shí)現(xiàn)人員實(shí)時(shí)定位、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)通信、語(yǔ)音視頻實(shí)時(shí)回傳等功能。相比傳統(tǒng)采用衛(wèi)星通信等方案可大幅降低現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急通信成本，提高應(yīng)急指揮效率，在新能源工程現(xiàn)場(chǎng)發(fā)揮不可替代的作用，避免因人員失聯(lián)等情況導(dǎo)致的損失。融合通信技術(shù)也有利于新能源電廠的科學(xué)管理和安全生產(chǎn)，可滿足新能源工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)通信指揮與人員調(diào)度管理，規(guī)避生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)人員管理安全風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)安全管理效益提升。在此基礎(chǔ)上通過(guò)“公專(zhuān)融合”通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)音視頻實(shí)時(shí)上傳與遠(yuǎn)程指揮，為無(wú)人機(jī)巡航提供通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，為新能源資源勘察數(shù)字化建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的通信基礎(chǔ)。

作者單位：王珂濤、陳林會(huì) 四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院

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