電力應(yīng)急視頻系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用

    所謂電力應(yīng)急，就是快速處理突發(fā)緊急事件，盡量減小因供電中斷造成的損失，快速修復(fù)故障設(shè)備或線路，使電力生產(chǎn)和運(yùn)營恢復(fù)正常。例如重大施工事故、公共緊急事件、性質(zhì)惡劣的違章操作、蓄意破壞、自然災(zāi)害等，都極易引發(fā)大規(guī)模停電事故甚至電網(wǎng)癱瘓，這些都是電力應(yīng)急要面臨的局面。

    正因?yàn)榫o急事件的不可預(yù)知性和破壞嚴(yán)重性，所以不可能給我們的應(yīng)急建設(shè)留有充分的準(zhǔn)備時間。從2008年9月開始提出到2009年6月完成一期建設(shè)，對于大多數(shù)國網(wǎng)省公司來說電力應(yīng)急其實(shí)來的有點(diǎn)突然，甚至有些措手不及。一方面電力應(yīng)急系統(tǒng)是一個復(fù)雜系統(tǒng)，涉及技術(shù)種類多，誰先誰后難以抉擇；另一方面建設(shè)周期長、實(shí)施難度大但進(jìn)度要求緊，參與各方責(zé)任重大。幾經(jīng)權(quán)衡之后，很多省公司的硬件基礎(chǔ)設(shè)施還沒完全建好甚至還顧不上建設(shè)，上個軟件平臺就算完成了。

    實(shí)際上電力應(yīng)急建設(shè)的宗旨是“流程規(guī)范、多級協(xié)調(diào)、統(tǒng)一通信、信息共享”，從這個角度來看，電力應(yīng)急應(yīng)該是一個軟硬結(jié)合、相輔相成的綜合應(yīng)用系統(tǒng)。而我們縱觀目前全國電力應(yīng)急的建設(shè)局面，大多數(shù)情況是對業(yè)務(wù)軟件關(guān)注的多，而對硬件支撐關(guān)注的少，這固然和時間緊迫不無關(guān)系，但直到今天，如果我們還認(rèn)為所謂應(yīng)急系統(tǒng)只不過是幾臺服務(wù)器和一套業(yè)務(wù)軟件，那么我們系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用永遠(yuǎn)只能浮于表面。

    電力應(yīng)急系統(tǒng)的構(gòu)成

    圖1：電力應(yīng)急系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

    圖1是一個電力應(yīng)急系統(tǒng)的簡化框圖，總的來說分為硬件支撐平臺和軟件業(yè)務(wù)平臺兩個部分�！坝布�支撐平臺”是整個電力應(yīng)急的基礎(chǔ)，而“軟件業(yè)務(wù)平臺”是系統(tǒng)的上層建筑。支撐系統(tǒng)建設(shè)的合理性和完善程度決定了整個電力應(yīng)急系統(tǒng)能夠達(dá)到的高度。對于系統(tǒng)的規(guī)劃和建設(shè)者而言，宜綜合考慮軟件和硬件的協(xié)調(diào)部署而不應(yīng)厚此薄彼，甚至顧此失彼。

    同樣我們也發(fā)現(xiàn)，與單純的“應(yīng)急通信”不同，電力應(yīng)急強(qiáng)調(diào)了視頻系統(tǒng)的應(yīng)用，如：應(yīng)急會商系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)；這主要是基于以下幾點(diǎn)的考慮：

    1. 視頻會商系統(tǒng)延伸到各級應(yīng)急指揮中心和相關(guān)部門后，指揮中心系統(tǒng)內(nèi)的溝通更為直接有效，多部門間的工作協(xié)調(diào)和數(shù)據(jù)共享也變得非常簡單；

    2.視頻會商系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)擺脫了以往只能通過電話來協(xié)調(diào)各部門處理事件的局面，各級應(yīng)急指揮中心都可以第一時間了解事故現(xiàn)場的真實(shí)情況，這種可視化的指揮很大程度提高了電力應(yīng)急處置水平；

    3.隨著電力應(yīng)急的建設(shè)，原來變電站的視頻監(jiān)控系統(tǒng)得以完善，并從單一的安防監(jiān)控逐步發(fā)展成為“安防生產(chǎn)一體化”監(jiān)控，達(dá)到了“常時保生產(chǎn)、戰(zhàn)時能應(yīng)急”。在傳統(tǒng)電力“四遙”基礎(chǔ)上，“遙視”不再遙不可及。

    但是，電力應(yīng)急系統(tǒng)中視頻的應(yīng)用對通信鏈路提出了較高的要求。目前來看，一是原有的電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)帶寬較低，無法承載大容量的視音頻數(shù)據(jù)的傳輸；二是無線和有線結(jié)合的通信系統(tǒng)建設(shè)不全面，無法保證指令能夠隨時隨地可達(dá)。所以如何確保鏈路可靠是目前電力應(yīng)急視頻系統(tǒng)建設(shè)必須關(guān)注的技術(shù)問題。

    其實(shí)這些困難并非無解，如果我們能夠根據(jù)自身的現(xiàn)有條件，分清建設(shè)的輕重緩急，應(yīng)急系統(tǒng)的建設(shè)完全可以深入淺出、化繁為簡。

    基于IP技術(shù)的統(tǒng)一融合通信

    在視頻應(yīng)用中，視頻會議系統(tǒng)是電力行業(yè)的日常業(yè)務(wù)系統(tǒng)之一，各省電力公司很早就開始了各級部門之間的系統(tǒng)建設(shè)。因此建設(shè)應(yīng)急視頻會議系統(tǒng)不存在技術(shù)上的難題，但是以往視頻會議系統(tǒng)往往是作為獨(dú)立的通訊系統(tǒng)建設(shè)的，和電話語音通信、視頻監(jiān)控系統(tǒng)缺乏融合手段，無法實(shí)現(xiàn)事故處理現(xiàn)場音頻、現(xiàn)場監(jiān)控視頻和指揮中心會議視頻間的融合通信，這一點(diǎn)是必須要做的改進(jìn)。當(dāng)前電力的IT系統(tǒng)正逐步向IP技術(shù)上移植和發(fā)展，基于IP技術(shù)的視頻會議、視頻監(jiān)控和音頻融合的統(tǒng)一通信系統(tǒng)已經(jīng)越來越成熟，這無疑給解決難題提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

    存儲小集中 監(jiān)控大聯(lián)網(wǎng)

    電力應(yīng)急中視頻監(jiān)控綜合管理系統(tǒng)，包括與之緊密相關(guān)的電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)擴(kuò)容建設(shè)工作量較大。主要體現(xiàn)在三個方面：

    1、基礎(chǔ)監(jiān)控設(shè)施很不完善，大多數(shù)變電站和輸電線路還沒有開展監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，“遙視”基本無從談起；已經(jīng)建設(shè)的變電站大多數(shù)屬于站端的安防監(jiān)控，是隨著變電站基建形成的早期系統(tǒng)，監(jiān)控覆蓋范圍有限。所以電力應(yīng)急建設(shè)必將伴隨著大規(guī)模的監(jiān)控技術(shù)改造和點(diǎn)位擴(kuò)容；

    2、基層的監(jiān)控系統(tǒng)基本都是為本地監(jiān)控設(shè)計，大多屬于傳統(tǒng)的CCTV系統(tǒng)，而應(yīng)急指揮系統(tǒng)的建設(shè)迫切要求實(shí)現(xiàn)監(jiān)控視頻的聯(lián)網(wǎng)，并同時實(shí)現(xiàn)多級共享、分級管理的功能。對于傳統(tǒng)安防監(jiān)控系統(tǒng)的改造技術(shù)難度和工作量都較大；

    3、監(jiān)控傳輸專用網(wǎng)絡(luò)條件不具備。目前視頻傳輸主要利用的是電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)，因?yàn)閹�寬較低，無法實(shí)現(xiàn)前端到各級中心的高清晰度圖像傳輸。

    為了解決建設(shè)難題，一種結(jié)構(gòu)簡單的流媒體視頻監(jiān)控方案被應(yīng)用在電力應(yīng)急系統(tǒng)中。這種解決方案不對變電站做任何的技術(shù)改變，而是利用原有CCTV系統(tǒng)中DVR設(shè)備的網(wǎng)口配合圖像調(diào)閱軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻圖像傳輸和查看。考慮到應(yīng)急過程中需要多用戶對單點(diǎn)圖像進(jìn)行訪問，而DVR設(shè)備本身不具備如此高的性能，所以只能通過配置幾臺流媒體服務(wù)器來解決問題。但是這種“流媒體分發(fā)、前端存儲”的技術(shù)方案存在一定的缺陷和隱患：

    1、 數(shù)據(jù)不可靠：迫于帶寬現(xiàn)狀，變電站、線路監(jiān)控數(shù)據(jù)只能存儲到本地，而無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程存儲，一旦前端發(fā)生緊急事件，如電站損毀、線路電塔坍塌導(dǎo)致監(jiān)控存儲設(shè)備損壞，監(jiān)控數(shù)據(jù)將不可能再被找到；

    2、設(shè)備無法管理：流媒體的監(jiān)控技術(shù)方案是以前端的DVR設(shè)備為核心，但該方案又無法對DVR設(shè)備進(jìn)行管理。試想一下，未來變電站將逐步實(shí)現(xiàn)無人值守，一個網(wǎng)省成百上千個變電站的數(shù)千臺DVR設(shè)備如果無法被應(yīng)急平臺統(tǒng)一管理，直到緊急情況發(fā)生需要調(diào)閱前端圖像的時候才發(fā)現(xiàn)前端設(shè)備早已損壞，這對于需要第一時間了解現(xiàn)場的指揮中心而言，就不僅僅是尷尬而已了；

    3、“管理的管理”困難：所謂“管理的管理”，就是對管理系統(tǒng)的二次保障措施。隨著變電站視頻建設(shè)的不斷深入，網(wǎng)省公司管理的視頻資源越來越大，基于流媒體監(jiān)控方案的電力應(yīng)急建設(shè)既不對原有設(shè)備做任何改動，也不對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)做調(diào)整，只能一味的增加服務(wù)器數(shù)量來緩解訪問壓力。這樣一來，對流媒體服務(wù)器的管理成為系統(tǒng)的最大難題。日后即便是對所有的服務(wù)器進(jìn)行熱備份和集群管理，故障服務(wù)器的切換也需要花上十幾分鐘。流媒體的瓶頸和先天缺陷決定了它并不適合應(yīng)用在大型視頻管理系統(tǒng)尤其是應(yīng)急系統(tǒng)。

    所以，監(jiān)控“圖像專網(wǎng)傳輸、錄像集中存儲”才是保證“事后有據(jù)可查”的技術(shù)前提；而采用更先進(jìn)的NGN系統(tǒng)結(jié)構(gòu)才是規(guī)避流媒體方案缺陷的出路。目前的現(xiàn)狀只是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)帶寬條件和建設(shè)進(jìn)度上的妥協(xié)，并不代表電力應(yīng)急中監(jiān)控視頻應(yīng)用的方向。

    目前，真正適合電力應(yīng)急的監(jiān)控解決方案已經(jīng)出現(xiàn)，并且在少數(shù)的超高壓變電站的建設(shè)當(dāng)中得到應(yīng)用。它不像以往電力系統(tǒng)的CCTV監(jiān)控系統(tǒng)那樣在變電站端部署DVR設(shè)備，而是部署可靠性更高的嵌入式視頻編碼器，將存儲部分從變電站端集中到市一級電力公司或集控站。這種先進(jìn)的“集中存儲、大帶寬傳輸”的變電站、輸電線解決方案在電力應(yīng)急中體現(xiàn)出以下幾個優(yōu)點(diǎn)：

    1、維護(hù)更簡單：數(shù)據(jù)集中在條件較好的信息節(jié)點(diǎn)或者集控中心，站點(diǎn)和線路前端僅僅配置最可靠的嵌入式編碼器而不放置存儲，如此一來對數(shù)據(jù)的維護(hù)集中在少數(shù)的幾個點(diǎn)而并非以前的一個面，大大減小了對成百上千個站點(diǎn)的設(shè)備維護(hù)工作量；

    2、數(shù)據(jù)更可靠：數(shù)據(jù)集中存儲后，即便前端站點(diǎn)發(fā)生事故導(dǎo)致設(shè)備損壞，后端集控中心也可以調(diào)閱歷史圖像，對于判斷事故發(fā)生原因提供了重要證據(jù)；

    3、 結(jié)構(gòu)更先進(jìn)：集中部署存儲必然造成監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，而采用SIP、NGN、交換機(jī)組播技術(shù)、實(shí)時存儲雙流分離、IP SAN存儲虛擬化等先進(jìn)理念和技術(shù)的解決方案符合應(yīng)急系統(tǒng)中監(jiān)控子系統(tǒng)的建設(shè)需要，同時也代表了監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展方向；

    4、 融合更簡單：由于監(jiān)控平臺采用了SIP協(xié)議，這使得監(jiān)控系統(tǒng)和應(yīng)急平臺軟件的融合變得更簡單，離“在一個平臺上協(xié)調(diào)所有部門、調(diào)用所有資源”的目標(biāo)更近了一步。

    這套方案將監(jiān)控存儲從條件惡劣的前端轉(zhuǎn)移到了更為適合的集控中心甚至是地市供電公司，并且利用交換機(jī)的組播技術(shù)和強(qiáng)大的硬件轉(zhuǎn)發(fā)性能來避免流媒體服務(wù)器帶來的瓶頸，我們稱之為“存儲集中式”的監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)解決方案。

    由此可見，電力應(yīng)急系統(tǒng)中監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)同樣有章可循。雖然在現(xiàn)階段電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)帶寬不足的條件下，這種存儲集中式的監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)方案難以在短時間內(nèi)獲得大規(guī)模應(yīng)用，但它代表了應(yīng)急系統(tǒng)中視頻監(jiān)控應(yīng)用的趨勢，也是電力應(yīng)急完善和成熟的標(biāo)志之一。而網(wǎng)絡(luò)帶寬則會隨著電力綜合信息網(wǎng)絡(luò)改造逐步解決，未來的電力應(yīng)急系統(tǒng)必然是搭建在聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺之上的。

    結(jié)束語

    電力應(yīng)急指揮系統(tǒng)的建設(shè)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其中將采用多種先進(jìn)的技術(shù)手段，運(yùn)用先進(jìn)的應(yīng)急管理理念。在長期的系統(tǒng)建設(shè)和完善過程中，硬件支撐系統(tǒng)和軟件業(yè)務(wù)平臺應(yīng)協(xié)調(diào)發(fā)展，視頻會議、視頻監(jiān)控、應(yīng)急語音應(yīng)實(shí)現(xiàn)融合統(tǒng)一，才能使系統(tǒng)在保障應(yīng)急管理指揮過程中“信息收集全面、信息交換通暢、領(lǐng)導(dǎo)決策有據(jù)、事故處理高效”。

    整個電力應(yīng)急系統(tǒng)圍繞“流程規(guī)范、多級協(xié)調(diào)、統(tǒng)一通信、信息共享”等幾個方面的建設(shè)展開，而這幾個方面也正是大多數(shù)行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)急管理指揮系統(tǒng)所關(guān)心的核心問題。雖然目前電力應(yīng)急指揮系統(tǒng)并不完善，有些缺陷還有待解決，但仍具有一定的普遍意義，它不僅能在電力行業(yè)推廣和應(yīng)用，而且稍加修改和定制就可以應(yīng)用到其他行業(yè)領(lǐng)域，如能源、安監(jiān)、公共安全等。