一種基于3g的便攜式遠程電力無線應急接入系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統，包括電力檢修單元、后臺指揮中心服務器、移動指揮中心和遠程監控終端，以及分別與所述電力檢修單元、后臺指揮中心服務器、移動指揮中心和遠程監控終端連接的通信單元。本發明所述基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統，可以克服現有技術中使用不方便和工作效率低等缺陷，以實現使用方便和工作效率高的優點。
【專利說明】—種基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力系統應急指揮系統【技術領域】，具體地，涉及一種基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統。
【背景技術】
[0002]近年來，各種自然災害、大型活動、反事故演習等應急事件不斷地考驗著電力部門的應變能力和反應速度。為了實現救災搶險的現場指揮、重大活動現場的通信保障、反事故演練的控制指揮，改善應急事件過程中的信息溝通情況，使電網應急工作高效、有序地進行，需要提高電力系統應急工作效率。因此，應急通訊系統首先必須具備以下功能:
[0003]①實時圖像傳輸功能，能夠讓后臺指揮中心人員了解到故障的現場情況；②雙向語音交互功能，前端與后臺間建立聯系，后臺指揮中心可向前端提供指導和技術支撐；③文本傳輸功能，便于不利于語音通訊的現場使用多點登入功能，后臺可多點登入，實現不同地點同時掌握現場情況；⑤多方互動功能，實現后臺與前端設備多方會議通信。
[0004]國內外同類技術情況:第三代移動通信網絡(3G)相比較原先的移動通信網絡，最明顯的改變就是在傳統語音業務外，擁有高速的數據傳輸能力。而且這種傳輸能力是一個不受距離、遮擋和氣候變化的一個廣域覆蓋。人們現在說的很多3G業務系統，其實就是利用的3G的數據傳輸業務。利用3G的數據傳輸能力實現一些系統應用。
[0005]目前國內有三個3G網絡，分別是:中國聯通的WCDMA，簡稱W-3G或WO等；中國電信的EVDO (或者叫CDMA-2000 ;中國移動的TD-SCDMA，簡稱TD。相比較而言，能夠利用3G網絡傳輸實時視頻的網絡只有中國聯通3G和中國電信的3G，中國移動的3G網絡由于技術不成熟，帶寬較窄，在數據業務方面處于劣勢。
[0006]3G無線接入理論速率在靜止環境下可達到2Mbps，對于一般的視頻會商系統的信息傳輸，其有效數據帶寬完全可以滿足采用MPEG4視頻壓縮格式的視頻信息實時傳輸要求。在應急現場進行信息采集和傳輸時，應急人員通過本系統的移動前端，隨時隨地對現場圖像和數據信息進行采集，并實時傳回遠程指揮中心，顯示在指揮大廳屏幕上，讓決策者和專家“直擊”出險現場，及時準確地掌握險情，提高分析決策效率，及時實施合理的電力搶險方案。
[0007]編碼正交頻分復用(codedorthogonal frequency division multiplexing,簡稱C0FDM)，是目前世界最先進和最具發展潛力的調制技術。其基本原理就是將高速數據流通過串并轉換，分配到傳輸速率較低的若干子信道中進行傳輸。
[0008]在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中至少存在使用不方便和工作效率低等缺陷。
【發明內容】
[0009]本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統，以實現使用方便和工作效率高的優點。[0010]為實現上述目的，本發明采用的技術方案是:一種基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統，包括電力檢修單元、后臺指揮中心服務器、移動指揮中心和遠程監控終端，以及分別與所述電力檢修單元、后臺指揮中心服務器、移動指揮中心和遠程監控終端連接的通信單元。
[0011]進一步地，所述通信單元，包括分別與所述電力檢修單元和移動指揮中心連接的3G通信網絡模塊，以及分別與所述后臺指揮中心服務器和遠程監控終端連接的廣域網通信模塊；所述3G通信網絡模塊與廣域網通信網絡模塊連接。
[0012]進一步地，所述通信單元，還包括連接在所述3G通信網絡模塊與電力檢修單元之間的CPFDM微波通信模塊。
[0013]進一步地，所述電力檢修單元，包括并行設置、且分別用于電力線路檢修、電力應急搶險、電力高空作業、線路故障排查、帶電安全施工和輸電線路事故的多個單兵終端。
[0014]進一步地，每個單兵終端，包括多模無線終端和/或微型軍警攝像機。
[0015]進一步地，所述遠程監控終端，包括設在電力公司的客戶端設備、設在電力分公司的客戶端設備、設在供電所的客戶端設備、以及單獨設置的手持設備。
[0016]進一步地，所述移動指揮中心，包括設在前端的第一便攜指揮箱。
[0017]進一步地，所述移動指揮中心，還包括通過無線網絡與第一便攜指揮箱連接的移動指揮平臺。
[0018]進一步地，所述移動指揮平臺，包括設在前端的第二便攜指揮箱和便攜指揮服務器；所述便攜指揮服務器、第二便攜指揮箱和第一便攜指揮箱，依次通過無線網絡連接。
[0019]進一步地，所述第一便攜指揮箱和第二便攜指揮箱，均包括調諧器，以及分別與所述調諧器連接的COFDM解調器、MEGP-2解碼器、變頻器、信號放大器和天饋系統；所述天饋系統，采用TQC-500AII車臺天線。
[0020]本發明各實施例的基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統，由于包括電力檢修單元、后臺指揮中心服務器、移動指揮中心和遠程監控終端，以及分別與電力檢修單元、后臺指揮中心服務器、移動指揮中心和遠程監控終端連接的通信單元；可以將3G和COFDM兩種通訊模式相結合使用，具備復雜惡劣環境下的應急通訊能力；從而可以克服現有技術中使用不方便和工作效率低的缺陷，以實現使用方便和工作效率高的優點。
[0021]本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。
[0022]下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中:
[0024]圖1為本發明基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統的整體架構示意圖；
[0025]圖2為本發明基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統工作在3G模式時的工作原理示意圖；
[0026]圖3為本發明基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統在3G模式下的數據回傳路徑示意圖；[0027]圖4為本發明基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統工作在COFDM工作模式時的工作原理示意圖；
[0028]圖5為本發明基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統在COFDM工作模式下的數據回傳路徑示意圖。
【具體實施方式】
[0029]以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0030]由于故障的突發性要求，要求電力搶修的人員能快速響應，電力系統應急通訊系統，還應具有靈活移動、便于攜帶、應用范圍廣，在惡劣環境下仍可正常工作的特點。根據本發明實施例，提供了一種基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統。
[0031]本實施例的基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統(即多模無線應急接入系統)，采用3G與COFDM無線微波技術相結合，在傳統3G通信系統上引入COFDM技術。因為3G網絡(公網)覆蓋范圍廣，使得應急系統可以應用于絕大部分場景，同時對3G網絡覆蓋不到的盲區，可以使用COFDM無線微波技術進行彌補，從而使該基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統具備復雜惡劣環境下的應急通訊能力。該基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統，將3G和COFDM兩種通訊模式相結合使用，具有如下特點:
[0032]⑴代替光纖和專線，降低了網絡建設成本，為用戶節省大量的費用；
[0033]⑵機動性強，適用于各種復雜的地理位置；
[0034]⑶可靈活方便地進行安裝部署；
[0035]⑷提供高可靠性，保證不間斷的視頻監控；
[0036](5)傳輸速率高，圖像清晰流暢；
[0037](6)支持網頁、手機、上網電腦瀏覽視頻；
[0038](7)設備成本低，操作簡單，打開電源開關便可投入使用。
[0039]如圖1-圖5所示，本實施例的基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統，包括電力檢修單元、后臺指揮中心服務器、移動指揮中心和遠程監控終端，以及分別與電力檢修單元、后臺指揮中心服務器、移動指揮中心和遠程監控終端連接的通信單元。
[0040]其中，上述通信單元，包括分別與電力檢修單元和移動指揮中心連接的3G通信網絡模塊，以及分別與后臺指揮中心服務器和遠程監控終端連接的廣域網通信模塊；3G通信網絡模塊與廣域網通信網絡模塊連接。通信單元，還包括連接在3G通信網絡模塊與電力檢修單元之間的CPFDM微波通信模塊。
[0041]上述電力檢修單元，包括并行設置、且分別用于電力線路檢修、電力應急搶險、電力高空作業、線路故障排查、帶電安全施工和輸電線路事故的多個單兵終端。每個單兵終端，包括多模無線終端和/或微型軍警攝像機。
[0042]上述遠程監控終端，包括設在電力公司的客戶端設備、設在電力分公司的客戶端設備、設在供電所的客戶端設備、以及單獨設置的手持設備。
[0043]上述移動指揮中心，包括設在前端的第一便攜指揮箱。移動指揮中心，還包括通過無線網絡與第一便攜指揮箱連接的移動指揮平臺。移動指揮平臺，包括設在前端的第二便攜指揮箱和便攜指揮服務器；便攜指揮服務器、第二便攜指揮箱和第一便攜指揮箱，依次通過無線網絡連接。第一便攜指揮箱和第二便攜指揮箱，均包括調諧器，以及分別與調諧器連接的COFDM解調器、MEGP-2解碼器、變頻器、信號放大器和天饋系統；天饋系統，采用TQC-500AII車臺天線。
[0044]參見圖1，本實施例的基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統，分為前端部分和后臺部分兩部分。前端部分包括單兵終端和便攜指揮箱。后臺部分包括指揮中心服務器和客戶端。前端部分負責采集和回傳現場信息，并與后臺部分建立通訊；后臺部分負責接收存儲信息，并將信息下發到各客戶端。
[0045]參見圖2和圖3，上述實施例的基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統，可以工作在3G模式；圖2可以顯示工作在3G模式下的工作原理，圖3可以顯示3G模式下的數據回傳路徑。
[0046]參見圖4和圖5，上述實施例的基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統，可以工作在COFDM工作模式；圖4可以顯示工作在COFDM工作模式下的工作原理，圖5可以顯示COFDM工作模式下的數據回傳路徑。采用COFDM微波技術的單兵終端與便攜指揮箱之間，能夠實現高清晰圖像采集和傳輸，通視條件下傳輸距離可達2公里；便攜指揮箱最大同時支持4路單兵終$而。
[0047]便攜指揮箱主要由六部分組成:調諧器、COFDM解調器、MEGP-2解碼器、變頻器、信號放大器和天饋系統；單兵終端采集信息發射到便攜箱，便攜箱經過天線耦合進調諧器，再由COFDM解碼器，解出MPEG-2TS流，在進入MPEG-2解碼器進行解壓縮變換，形成音視頻信號，對故障現場進行查看、錄像及指揮。同時便攜指揮箱可將視頻信息通過集成的3G模塊回傳到后臺的指揮中心。
[0048]鑒于COFDM無線微波的以上特性，當故障現場位于沒有3G網絡或者3G網絡不理想時，搶修人員可以攜帶單兵終端進入到故障現場，將便攜指揮箱置于3G網絡能夠覆蓋的位置，那么故障現場的情況可以先經COFDM微波傳遞到便攜箱后，再經3G網絡回傳到后臺的數據中心，從而實現后臺對故障現場的指揮調度工作。
[0049]上述實施例的基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統，融合了 3G通信模式及基于COFDM通信模式。當有3G網絡時，應急首選3G網絡用以完成視頻、語音及其他數據的傳輸；當故障現場位于沒有3G網絡或者3G網絡不理想時，搶修人員可以攜帶單兵終端進入到故障現場，將便攜指揮箱置于3G網絡能夠覆蓋的位置，那么故障現場的情況可以先經COFDM微波傳遞到便攜箱后，再經3G網絡回傳到后臺的數據中心(即后臺指揮中心服務器)，從而實現后臺對故障現場的指揮調度工作。
[0050]經驗證，上述實施例的基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統，對甘肅慶陽的電力系統安全可靠的運行帶來了保障，更加完善了慶陽電力局在突發事件的無線應急能力，對設備安全穩定運行起到了較大的作用。后期還可將該項目進行擴展，可將多種視頻會商方式整合，具有3G視頻、移動平板、智能手機及互聯網等多種跨網絡平臺的視頻會商接入能力，既能保留現有機動應急車軟視頻會議和單兵視頻接入方式，又能滿足應急處置現場的專家遠程桌面協助、應急研判、多人會商等即時高清視頻會商接入需求，真正實現隨時隨地、多地域、跨平臺、低延時、多應用的應急高清視頻會商。
[0051]在上述實施例的基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統中，采用的主要設備如下:[0052]⑴多模無線終端:
[0053]單兵終端為搶修員佩戴使用，直接工作在故障界面。單兵終端支持3G，COFDM (多載波調制技術)無線微波接入，是高度集成的移動式非視距數字圖像傳輸設備，可以在高速移動中和城市建筑物遮擋情況下傳輸實時穩定的音頻和視頻。提供USB接口，可為筆記本電腦提供3G上網服務器。支持分辨率、幀率、碼流等編碼參數調節，根據現場需要提供高清碼流視頻采集；視頻接口豐富，可接微型監視器，結合頭戴攝像機使用，空閑出搶修員雙手，以利于快速排出故障。
[0054]多模無線終端的功能特點如下:
[0055]①高度集成，模塊化組合式設計；②采用COFDM調制技術，MPEG-2圖像壓縮技術；③全方位通信，不怕樓墻遮擋；高速行進間通信，音/視頻傳輸實時、穩定；④最高支持Dl圖像質量；⑤散熱片式鋁材機殼，防雨、防潮、防震、抗沖擊；⑥高保真數碼立體聲傳輸?’⑦非視距(NLOS)移動傳輸，通視條件下距離不低于3公里；⑧集成3G模塊(WCDMA、EVD0)。
[0056]技術參數如下表:
[0057]
【權利要求】
1.一種基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統，其特征在于，包括電力檢修單元、后臺指揮中心服務器、移動指揮中心和遠程監控終端，以及分別與所述電力檢修單元、后臺指揮中心服務器、移動指揮中心和遠程監控終端連接的通信單元。
2.根據權利要求1所述的基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統，其特征在于，所述通信單元，包括分別與所述電力檢修單元和移動指揮中心連接的3G通信網絡模塊，以及分別與所述后臺指揮中心服務器和遠程監控終端連接的廣域網通信模塊；所述3G通信網絡模塊與廣域網通信網絡模塊連接。
3.根據權利要求2所述的基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統，其特征在于，所述通信單元，還包括連接在所述3G通信網絡模塊與電力檢修單元之間的CPFDM微波通信模塊。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統，其特征在于，所述電力檢修單元，包括并行設置、且分別用于電力線路檢修、電力應急搶險、電力高空作業、線路故障排查、帶電安全施工和輸電線路事故的多個單兵終端。
5.根據權利要求4所述的基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統，其特征在于，每個單兵終端，包括多模無線終端和/或微型軍警攝像機。
6.根據權利要求1-3中任一項所述的基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統，其特征在于，所述遠程監控終端，包括設在電力公司的客戶端設備、設在電力分公司的客戶端設備、設在供電所的客戶端設備、以及單獨設置的手持設備。
7.根據權利要求1-3中任一項所述的基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統，其特征在于，所述移動指揮中心，包括設在前端的第一便攜指揮箱。
8.根據權利要求7所述的基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統，其特征在于，所述移動指揮中心，還包括通過無線網絡與第一便攜指揮箱連接的移動指揮平臺。
9.根據權利要求8所述的基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統，其特征在于，所述移動指揮平臺，包括設在前端的第二便攜指揮箱和便攜指揮服務器；所述便攜指揮服務器、第二便攜指揮箱和第一便攜指揮箱，依次通過無線網絡連接。
10.根據權利要求9所述的基于3G的便攜式遠程電力無線應急接入系統，其特征在于，所述第一便攜指揮箱和第二便攜指揮箱，均包括調諧器，以及分別與所述調諧器連接的COFDM解調器、MEGP-2解碼器、變頻器、信號放大器和天饋系統；所述天饋系統，采用TQC-500AII車臺天線。
【文檔編號】H04L29/08GK103491166SQ201310432254
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月22日 優先權日:2013年9月22日
【發明者】徐劍, 齊興順, 章永濤, 張明棟, 吳會勇, 何奕潔, 李明洋, 侯立興 申請人:國家電網公司, 甘肅省電力公司, 甘肅省電力公司慶陽供電公司