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电力行业数字专网应急通信方案
更新时间:2020-12-09 09:01:00      发布者:admin

一、现有情况概述

移动无线通信设备在保障电力设备运输管理中,发挥着至关重要的作用,电力系统的物资安全,人民的日常生活保障,都需要电力部门的全力保障。

在突如其来的大型自然灾害和公共突发事件面前,常规的通信手段往往无法满足通信需求。应急通信正是为应对自然或人为紧急情况而提供的特殊通信机制,在公众通信网设施遭受破坏、性能降低、话务量突增的情况下,采用非常规的、多种通信手段组合的方式来恢复通信能力。由此可见,应急通信具有时间和地点不确定性、通信需求不可预测性、业务紧急性、网络构建快速性和过程短暂性等特点。应急通信为各类紧急情况提供及时有效的通信保障,是综合应急保障体系的重要组成部分,更是抢险救灾的生命线。

应急通信保障方面的工作可以归纳为以下几类:

一是充分挖掘现有通信和网络基础设施的潜能,通过增强网络自愈和故障恢复能力来提升其应急通信保障能力;

二是针对现有应急通信系统缺乏有效的统一调度和指挥的情况,考虑如何实现跨部门、跨系统的指挥调度平台,使各个专网之间以及专网与公网之间实现互联互通;

三是针对一些部门的应急通信系统不支持视频、图像等宽带多媒体业务的问题,引入宽带无线接入技术;

四是针对各专用应急通信系统缺少统一规划和互通标准的情况,启动应急通信相关标准的制定工作;

五是研究应急通信资源的有效布局和调配问题,如优化通信基站的选址和频道分配来满足应急区域的通信覆盖要求。

同时,这也对电力部门的应急通信提出了更高的要求,此次项目主要对南通市三区三市两县通信范围内进行无线通信信号的覆盖,实现电力抢修人员的语音通话,以及调度指挥中心对各个工作人员的统一管理。

经过对电力系统运行的需求调查,我们发现在日常工作中,以下几点无线对讲通信中需要解决的难点:

◆部分电力抢修区间较长,无线通讯不够通畅,通信存在迟滞。

◆容易相互干扰(在相邻的2个区内同时进行呼叫时,通信容易相互串扰);

◆无法跨区调度通信(针对偏远的站点,无法远程的通信);

◆中转台维护与管理不够规范,没有故障弱化机制,不能满足紧急情况下的及时通信。

◆现有设备采用模拟常规中转通信,不能实现联网通话,无法统一调度管理。

◆设备相对老化,稳定性不高。

二、系统建成后可实现的功能

此次采用先进的PDT数字IP互联通信系统,引入高质量高保真的数字语音通话,实现个呼、组呼、设备远程监控、双时隙通话、短数据传输(短信息)等功能。该通信系统具有反应快捷、功能强大、一呼百应等通信优势,也节省稀缺的频率资源,非常适合分散区域间的无线通信需求。同时系统采用模块化设计,具有良好的扩展性,以保证今后随着用户的增加,系统可以方便地进行扩容,实现通讯系统的调度功能。

◆ 可实现日常工作时各个基站下人员各自独立工作,且不受其他呼叫组的干扰。

◆ 应急时全线一呼百应,确保调度人员能够呼叫所有人员,及时处理突发事件。

◆ 可进行通话分组,抢修组、管理组等多个终端使用组,日常情况下以各个基站为单位,也可实现跨组通话。

◆ 在出现突发事件,公网IP网络瘫痪时,专网数字基站仍可以正常进行工作。可利用高山基站和车载台实现应急通讯。

三、数字系统的先进性

◆ 数字话音,抗干扰能力强,语音质量更好;

◆ 更加节约频率资源,在无线电管理委员会更容易申请频点;

◆ 对讲机具有更长的电池续航时间;

◆ 大区制建网,单个基站覆盖范围广,多个基站互联后,可实现线状或面状的大面积覆盖;

◆ 安全可靠的加密技术,确保语音通话的私密性,不被非系统内的其他对讲机窃听;

◆ 方便系统间互联,很好地兼容原有的模拟设备,避免资源的浪费;

◆ 更丰富的调度功能,可轻松实现对终端对讲机的调度管理;

四、系统组网方案简介

1、站点规划

此次建设组网方案,满足某电力公司进行多级管理的需求,在日常的工作当中各自基站工作人员在本地进行呼叫,同时指挥中心的领导可呼叫每个基站下的工作人员。此次拟建设七套2载频数字基站:

针对主要覆盖地区作80%以上的区域覆盖,具体的站址以每个区县的供电局既有铁塔机房资源进行建设,天线高度在60米~80米左右。

2、站点部署示意图

 

电力行业无线对讲系统图.png

 

3、系统规划

整个数字通讯无线对讲通信系统共包含六个主要部分:

1) 7套2载频数字通讯基站,基站设备主要有基站设备、电源供电、天馈设备等组成;基站的作用主要是进行无线信号的覆盖,发射基站信号,使对讲机能收到清晰语音;同时能够接收 到对讲机的语音及数据信号,并进行转发,实现网络内的互联互通。

2) 系统网管和综合调度平台,对整个网络的用户进行无线调度、呼叫及管理。同时为领导指挥人员提供良好的人机交互界面,操作简单实用。;

3) 组网链路(利用电力局光环网进行拓扑链接)。

4) 每个供电局配备一定数量的车载台,当出现台风、暴雨等自然灾害造成网络中断等紧急情况时,通过高功率的车载终端设备,保证电力通讯系统不中断。

4、系统规划示意图

 

QQ截图20200408111250.png

 

五、基本业务功能

1、移动性管理

移动性管理包含开机登记、附加鉴权登记、群登记、关机注销、组登记、组注销等业务。

◆ 开机登记:移动终端开机后,需向系统发起登记请求,待系统确认其身份及服务权限后方可为其提供服务。

◆ 备注:为了避免多个移动终端同时登记造成网络繁忙,系统可以利用参数配置规定移动终端开机选择登记或不登记的业务属性。

◆附加鉴权登记:当移动终端向系统发起登记请求时,系统可根据网管配置的安全等级对正在发起登记的移动终端进行鉴权,只有通过鉴权的移动终端才能成为网络内的合法用户。

◆ 群登记:系统对移动终端发布广播,要求指定的部分或全部移动终端重新登记。

◆ 关机注销:移动终端关机时,可先向系统请求将自己的登记信息从网络中删除。

◆ 参与组附着:当移动终端选中或者切换当前组为参与组时,均需要向系统发送参与组附着信令,通知系统终端当前附着参与组信息。当移动终端的参与组被叫起时,系统将会通过移动终端的当前附着参与组信息决定是否分配业务信道。

2、安全功能

安全功能主要包括鉴权和加密。

◆ 鉴权:移动终端在使用某些业务时,会与系统通过约定的加密算法来验证合法性。在安全认证时,可以是移动终端验证系统的合法性,也可以是系统验证移动终端的合法性,或双方相互验证。

◆ 端到端加密:主要包括移动终端和基站之间的空口加密和移动终端之间的端到端加密。

3、基本话音业务

基本语音业务包括单呼、组呼、调度台互连呼叫、系统全呼、广播呼叫等。

◆ 单呼

自动摘机单呼:呼叫发起后,被叫移动终端自动接通呼叫,不需要做任何操作。

手动摘机单呼:呼叫发起后,被叫移动终端显示有呼叫,需要按接听键接通呼叫,或按挂机键结束呼叫。

◆ 组呼:多个移动终端用户(可以包含调度台)之间相互通话的呼叫。一个组成员发起呼叫,其他组成员加入并参与通话,是一种一对多的半双工语音呼叫业务。

◆ 调度台互连呼叫:移动终端发起包含调度台的呼叫或调度台发起包含移动终端的呼叫。

◆ 系统全呼:全系统所有用户都参与的通话,只有发起通话的用户才能讲话,其他用户只能接收通话。

◆ 广播呼叫:面向特定的一个或多个移动终端用户发起的通话,只有发起方用户能讲话,其他用户只能接收通话。

4、基本数据业务

◆ 基本数据业务:短数据传输、短数据上拉、状态消息和紧急告警等基本数据业务。

◆ 短数据传输:用户之间或用户与调度台之间发送短信。

◆ 状态消息:收发双方预先编码设定好的一些信息,如巡逻、加油等。

◆ 紧急告警:是个状态消息,通常在移动终端发起紧急呼叫时发射。

六、有线调度功能

smartone for XPT调度系统采用C/S架构设计,适用于Windows7、Windows Server 2012等多种操作系统,集群系统、调度台服务器、调度台客户端通过IP网络进行互联,可根据客户的需求灵活部署。DWS调度系统结构如下:

smartone for XPT调度台由客户端、服务器、网关3个网元构成。网关是连接PUC调度网络和专网系统的通道,服务器是调度台的中央处理器,客户端是提供给用户调度操作的界面。

XPT系统通过IP网络以有线的方式与网关连接,XPT系统里面每一个中转台都要连接到PUC网关.

 

调度系统结构图.png

调度系统结构图

根据实际的需要,调度台可以支持本地调度(通过LAN方式)和远程调度(通过WAN方式)两种调度方式。

1、语音调度功能

基本业务功能

基本语音业务功能包括单呼、组呼、全呼、广播呼叫。调度台可以发起或接收半双工单呼组呼(或全双工单呼组呼),呼叫接通后按住PTT讲话(全双工呼叫不用按住PTT可直接讲话)。PDT集群系统有相应的定时器,记录通话时间,当时间达到限定值时自动拆除呼叫。全呼功能是指调度台可以向网下所有的手持终端、车载终端和调度台发起呼叫。

 

调度系统界面.png

 

多选呼叫

多选呼叫:调度客户端同时呼叫多个呼叫对象时必须创建多选呼叫,把各个对象加入到多选呼叫中,然后发起多选呼叫;多选呼叫对象可以是个号、组号。

用户监听

监听概念:调度客户端手动将感兴趣的对象(个号、组号)加入到workspace后,当该对象处于主叫或者被叫时当前调度台客户端才能显示并接收该呼叫。如果没有监听对象呼叫则调度客户端不显示。

当终端个呼调度台号码或者全呼时客户端即使没有监听也能收到该呼叫。

强插/强拆

强插是指在有调度台参与的呼叫中,调度台可以随时强行终止当前移动终端的讲话,并获取讲话权。

选择点击调度界面的 即可实现强插。

强拆是指无论移动终端是否正在发射,授权的调度台都可以强行结束正在进行的通话。

选择点击调度界面的 即可实现强拆。

遥晕/复活

遥晕指将移动终端部分功能暂时性失效,遥晕后的终端仅支持登记、遥醒、遥毙、鉴权、环境侦听和GPS上报功能。在移动终端丢失的情况下保证了组织通信的安全,只有当调度员发起遥醒操作成功后才可恢复正常工作。

在线检测

检测移动终端是否在线,为对其进行调度做好准备工作

检测结果将在主界面顶部显示,如下图所示。

呼叫提醒

当移动终端用户正在通话或不方便接听呼叫时,调度员可发送呼叫提醒提示移动终端有未接呼叫,以便移动终端用户方便时对调度员进行回呼。

发送呼叫提醒结果将在主界面顶部显示,如下图所示。

会议

调度员可以对组进行重新编组并发起通话。移动终端用户也可以向任意会议成员发起通话或接听由该组其他移动终端用户发起的通话。

呼叫面板,如下图所示。

遥毙

遥毙是将丢失的终端的ITSI号从HLR中删除,或者一并删除其鉴权密钥K,使其永久性失效。被遥毙的终端彻底被禁止入网使用,无法注册、鉴权、发起和接收呼叫等,如果想再次使用,需要重新烧录终端。

端到端加密

本功能可提高语音或数据传输的安全性。收发双方之间传输的语音或数据信息始终都是以密文的形式存在,信息在被传输到达目的终端之前不进行解密,在整个传输过程中均受到保护,发送方和接收方通过各自内部加密算法进行加密和解密,所有密钥均预先配置在终端或调度台中。

语音调度界面单击按钮 ,图标变为 即启动端到端加密传输功能。

2、短信管理

调度台可以选择多个对象同时发送短信;

客户端是否接收到短信跟是否监听有关,只有监听了的个号或者组号的短信才能显示在客户端上面;

3、可视化调度

具有可视化调度功能,可对车辆和人员进行综合监控、管理、可以在电子地图上直接调度和警情发布。

卫星定位

GPS支持GPS单次上拉、周期订阅、批量订阅、全网上拉

调度台可订阅指定终端北斗卫星定位信息(订阅数大于2000个用户),并在地图上显示该终端的地理位置,调度员可以将鼠标移到终端上,便可显示终端的ISI、别名、卫星定位时间等信息。每个基站的卫星定位信息(支持GPS和北斗两种定位模式)上传速度可达1000条/分钟,在业界处于领先地位。

定位误差小于10米,满足低于20米的要求。

卫星定位上拉类别包括全网周期上拉、部分周期上拉、客户端周期上拉、客户端单次上拉。

 

可视化调度.png

 

可视化调度

可视化调度:在GPS地图界面直接单击终端图标,弹出呼叫面板,可以方便的对其呼叫。

轨迹跟踪

调度台可以选择指定的终端进行跟踪,并利用卫星定位技术在地图上实时显示该终端的运动轨迹。调度台根据设定的周期上报时间,在地图上打点,显示出终端的运动轨迹。

可以查询7天时间范围内的终端历史GPS数据;

轨迹回放支持按时间点对点回放和一次性全路径显示。

越区告警

具有权限的调度员可以为移动终端设置工作区域或工作禁区,但用户离开工作区域或进入禁区时,系统便会发送告警通知短信,同时调度台也会及时显示越区告警信息。

紧急告警

终端用户在紧急情况下,可按紧急报警键向调度客户端发送一条表示紧急告警的状态短信;调度客户端收到该状态短信后,将以紧急告警信息和播放告警音的形式提醒调度员,调度员可对该紧急告警进行处理。调度客户端收到紧急告警后,在状态区的“紧急告警”区域将显示紧急告警信息,如下图所示。

调度员了解并处理该警情后单击,处理成功后在主界面上侧弹出处理成功提示信息,如下图所示。

录音回放

录音回放:集成在通话记录报表之中,选中一条呼叫记录,点击播放按钮即可播放;

全网录音:XPT系统内所有的呼叫都会传给PUC网关,PUC会全部记录下来,即自动全网录音。

报表查询

调度台用户查询呼叫记录、短信记录、紧急告警记录、越区告警记录等

 

调度呼叫记录.png

 

呼叫记录短信记录

七、数字系统网管系统

网管系统主要由网管服务器和网管客户端组成,如下图所示。部署的硬件主要是服务器和操作终端为主,还包括部分网络设备,如防火墙、路由器、以太网交换机等。

 

网管系统示意图.png

网管系统示意图

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