应急通信与网络保护系统在川气东送管道的应用

许磊



应急通信与网络保护系统在川气东送管道的应用

许磊

中原石油勘探局通信管理处天然气管道项目部，河南 濮阳 457001

川气东送管道的调度控制以及运行维护，是依托于随管道同期建设的通信系统和自动化控制系统，管道站场的SCADA数据、语音信号、视频信号、办公网络数据等均依赖于通信系统传送至本部调度控制中心。管道在其运行的过程中，面临着洪灾、地震、山体滑坡、地面沉降等自然灾害和基础建设施工、农业耕种、河道清淤等人为的破坏。这些针对管道的危害一旦发生，不仅会造成资源的损失，而且还会造成较大的环境污染以及社会安全事件。为保障企业站场的正常运行以及在险情发生的第一时间进行控制和抢修，建设统一的应急通信系统和网络保护系统是非常必要的。

应急通信系统；卫星通信系统；网络保护

1 长输管道运维现状及面临的问题

长输管道的调度、控制以及运行维护，是依托于随管道同期建设的通信系统和自动化控制系统，管道站场的SCADA数据、语音信号、视频信号、办公网络数据等均依赖于通信系统传送至本部调度控制中心。管道在其运行的过程中，面临着洪灾、地震、山体滑坡、地面沉降等自然灾害和基础建设施工、农业耕种、河道清淤等人为的破坏。这些针对管道的危害一旦发生，不仅会造成资源的损失，而且还会造成较大的环境污染以及社会安全事件。因此，建设一个统一的应急通信系统和网络保护系统，消除信息孤岛，为管道灾害发生后的站场的备用通信接入、现场的应急通信保障，能够提供视频、语音等信号传输，以保证站场的正常运行。在灾害发生后的第一时间到达现场，在控制灾害影响范围，保护环境并减少企业损失的同时，将现场实时情况以及维抢修的进度等情况传送至公司本部、调控中心以及维抢修中心，及时跟踪现场抢修进度，评估灾害影响，为领导做决策提供依据。

2 应急通信与网络保护系统

2.1 网络保护系统

当前国内大部分企业采用的保护方式有以下几种：一是SDH自愈环保护，二是人工调度保护，三是光路自动切换保护等。SDH自愈环保护技术是目前提高光网络安全性的有效手段之一。所谓自愈，就是不需要人为干预，光网络能够在极短的时间内，从故障中自动恢复业务。在自愈的过程中各种业务不会中断，用户甚至感觉不到网络发生了变化。SDH自愈环保护网采用多条路由的拓扑方式进行组网，备用路由可以采用备用设备或者是利用现有设备中的冗余能力，以满足业务恢复，或使高优先级别的业务不受影响。通过这种组网结构，自愈环上的各节点能够根据需要进行灵活切换，同时在网电路可以得到百分百的保护，无需人为干预。但是SDH自愈环保护技术在网络拓扑结构上要求形成环网，投资巨大。光纤链路自动切换保护系统是一种应用于光纤通信领域的主备光路切换的系统。它能够自动识别主备系统光路的信号状态，在主用光纤线路发生障碍的时候，将光路实时切换到备用线路，从而保护光缆线路的通畅运行。就是通过对光缆线路中光功率的变化进行实时监测，一旦发现故障，可以实现自动将工作光路快速切换到备用光路上，在极短时间内恢复业务，完成对故障的快速反应以及恢复机制。光纤自动切换保护系统是一种对物理层的保护，原理比较简单，只是要求有多条路由物理链路。上述两种保护方式对现阶段大多数管道运行企业来说存在一定难度，主要体现在国内管道通信网多为单路由链式结构，难以形成环网，同时管道光缆多为同沟敷设模式，没有多路由物理链路用以实现物理保护。一旦发生单路由传输的光缆故障和设备故障，链型网络所带的业务将中断，存在一个极大的网络安全隐患[1]。

为了实现管道光缆路由在遭到破坏后，远端站场的SCADA数据、语音、视频信号、办公网络数据等能够传送到调控中心，不影响正常的生产运行。除了在SDH网络上将所有通信业务传输到调控中心，同时将重点业务（如SCADA业务、视频会议业务等）通过SDH网络反向传输到末端站场，在末端站场租用电信运营商已具有的跨省电路将业务传送到调控中心，这样形成正常状态下的管道专网运行，以及发生故障时期的业务反向传输结合电信跨省电路对重点业务进行不间断传输。

2.2 应急通信系统

应急通信系统是由卫星通信系统、应急指挥系统以及车载通信系统几部分构成。其中应急指挥系统是整个系统的核心，通过卫星链路与通信车连接，实现数据、语音、视频等各种业务的传输。通信车通过卫星链路与本部的应急指挥系统进行连接，布置于现场的通信系统包括高清摄像机、对讲系统等通过有线或无线方式将数据传输至通信车，实现与指挥中心双向通信。应急指挥系统综合无线通信、有线通信、卫星通信等多种技术手段，可以保障各级应急指挥的通信需要，保障数据、语音、视频等业务的实时传输需求。卫星通信系统由主站系统和移动端站部分组成星形网络。车载通信系统主要由移动视频通信系统、天线、卫星通信设备、车载固定摄像机设备、综合接入平台软件、视频会议设备、电源设备等组成。应急通信系统综合了多种技术手段保障各级应急指挥的通信需要，保障数据、语音、视频等业务的实时传输需求，保证业务全天候畅通；保障现场图像、语音、视频等通信畅通；在山地、沙漠、丘陵等自然环境下，保障应急通信联络不中断；提供灾害等特殊情况下的应急通信保障，各种应急通信方式能够互为备份。

3 系统优势

（1）提供业务级保护，规划灵活：反向传输仅提供业务保护，不用增加设备，可随时上下业务，租用的电信电路透明，不会对业务产生额外影响。（2）分布式调度：应急指挥中心和应急通信车分别配备有独立的调度系统，视频服务器和调度机可以作为主从关系存在，现场应急通信车中的设备可以将现场数据实时上传至指挥中心服务器，在卫星链路不可靠的情况下，现场应急通信车调度系统可以自成体系，独立对应急现场进行指挥调度，可以通过现场应急通信车的视频会议系统召开局部视频会议、对本地视频信息进行录像和保存，很大程度可减少卫星链路压力。二级分布式的调度系统，可以协同工作，也可以互为备份，这是整套系统的优势所在。（3）协同调度：系统还支持多调度台协同调度，可以让现场人员和指挥中心的人员实现异地协同调度，极大地提高工作协同的能力。（4）全IP架构，高度融合；将语音、视频调度等融合为一，在同一个信息通道上，实现了应急语音调度、视频回传等多种功能。

4 应用案例

潜江应急抢险演练保障：2014年11月24日 川气东送管道分公司进行公司级应急演练，邀请湖北省安检部门领导及天分公司领导进行观摩。演练模拟管道发生险情后，管道巡线人员将现场情况汇报后，川气东送应急指挥中心执行应急预案，应急通信车开赴现场，开启车载应急通信系统将现场抢险情况上传指挥中心，并建立语音通道，保障了抢险工作的顺利进行。

[1]许磊，熊文龙，张义.川气东送视频会议系统卡顿的分析与处理[J].中小企业管理与科技旬刊，2015（9）：286.

TE973

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1009-6434（2016）02-0027-01