【背景与需求】
(1)行业背景
为实现国家电网公司建设“一强三优”现代公司的战略目标和“三抓一创”的工作思路,确保电网安全生产可控、在控、能控,全面推进国家电网公司系统现场标准化作业工作,强化现场标准化作业工作的管理,规范现场标准化作业的准备、执行和考核,国家电网公司从2006年开始在整个公司内部推广现场标准化作业的规范。
现场标准化作业目前已经成为国家电网公司和各级下属公司贯穿现场安全生产、技术和质量活动的全过程及其要素的主要内容,确保了现场作业任务清楚、危险点清楚、作业程序清楚、安全措施清楚、安全责任清楚,人员到位、思想到位、措施到位、执行到位、监督到位的有效措施,已经成为生产管理长效机制的重要组成部分。
(2)需求分析
按照国家电网公司的统一要求,包括xx公司在内的各级公司需要根据实际情况,建立现场标准化作业工作管理制度,明确现场标准化作业工作的开展、检查、评估、考核等工作的要求。要求建立现场标准化作业工作监督检查机制,定期对现场标准化作业工作开展情况及现场标准化作业指导书执行情况进行监督检查,保证现场标准化作业工作的深入、有效开展。并且要求积极采用现代化的科技管理手段,逐步实现现场标准化作业工作管理的数字化、信息化、网络化。通过以上科技管理手段,建立现场标准化作业工作的考核制度,并纳入单位安全、工作质量考核体系,定期发布考核结果。
在充分考虑标准化作业施工现场的可视稽查和指挥调度需求功能,充分利用现代通信技术和计算机网络技术,以有线和无线通信为纽带,以多媒体信息手段为延伸,从快速稽查、有效调度指挥、迅速处理突发电力事件、保障电力安全运行等基本点出发,在符合电力系统应急预案基本业务应用技术发展趋势的基础上,编组分析各种应急预案,充分考虑与其他社会联动单位的应急处理需求,建立一体化、高度集成的可视稽查和指挥调度中心。系统主要需求如下:
针对不同作业施工现场进行标准化远程稽查,第一时间发现并取证各种违反标准的现场异常情况,并能及时进行提醒和指导纠正;
现场人员能记录事发现场情况,并及时反馈给稽查和指挥调度中心;
稽查和指挥调度中心可与现场人员和现场指挥小组实时对讲;
稽查和指挥调度中心平台能够完整记录车载设备所在车辆运行轨迹、应急车辆出勤速率及前端视频数据;
为降低调度中心输入带宽使用,节省成本,平台可支持流媒体转发,支持用户容量的扩展;
系统需提供安全保障策略,包括防火墙或者组建视频VPN网络;
【设计思路】
(1)指导思想
充分整合电力系统现有各种资源,利用先进的软交换技术、应急通信技术及网络数据融合技术,集互联互通应急通信指挥网络系统、电力基础数据支撑系统及电力应急管理电子化系统于一体,建立高度集成的电力现场标准化作业稽查和指挥调度平台,主要实现电力现场标准化作业情况的远程稽查和调度指挥的日常工作管理、应急预案作业管理、应急培训、演练与评估、应急安全预警管理及日常外部信息分析等功能。同时实现电网调配、故障处理、视频监控等实时信息及车辆、人员、物资等资源分配信息的集中展现与管理,以确保应急情况下各部门之间快速、高效的配合与运作,及时修复故障,减少事故损失。
(2)设计原则
随着信息技术的飞速发展,新技术不断涌现。应急指挥调度系统,必须是高性能、可扩展的计算机网络体系结构,以便支持今后不断更新和升级的需要,从而保护投资。同时本方案以满足实际应用为出发点,设计时主要遵循以下原则:
1)可靠性
系统可靠性是系统长期稳定运行的基石,只有可靠的系统,才能发挥有效的作用。本方案从系统设计理念到系统架构的设计,再到产品选型,都将持续秉承系统可靠性原则,均采用成熟的技术,具备较高的可靠性、较强的容错能力、良好的恢复能力及防雷抗强电干扰能力。
2)先进性
在投资费用许可的情况下,系统采用当今先进的技术和设备,一方面能反映系统所具有的先进水平,包括先进的传输技术、图像编码压缩技术、存储技术、控制技术,另一方面使系统具有强大的发展潜力,设备选型与技术发展相吻合,能保障系统的技术寿命及后期升级的可延续性。
3)扩展性
系统应充分考虑扩展性,采用标准化设计,严格遵循相关技术的国际、国内和行业标准,确保系统之间的透明性和互通互联,并充分考虑与其它系统的连接;在设计和设备选型时,科学预测未来扩容需求,进行余量设计,设备采用模块化结构,便于系统扩容、升级。系统加入设备时,只需配置前端设备、建立和上级调度的连接,在管理平台做相应配置即可,软硬件无须做大的改动。
4)易用性
系统采用全中文、图形化软件实现整个监控系统管理与维护,人机对话界面清晰、简洁、友好,操控简便、灵活,便于监控和配置;采用稳定易用的硬件和软件,完全不需借助任何专用维护工具,既降低了对管理人员进行专业知识的培训费用,又节省了日常频繁地维护费用。
5)安全性
综合考虑设备安全、网络安全和数据安全。在前端采用完善的安全措施以保障前端设备的物理安全和应用安全,在前端与监控中心之间必须保障通信安全,采取可靠手段杜绝对前端设备的非法访问、入侵或攻击行为。
【设计目标】
现场标准化作业稽查和调度指挥系统的建设,以“功能全面、资源整合、服务领导、方便指挥”为目标,在综合电力公司现有通信、网络、应用、信息等基础上,通过提供应用整合服务、业务整合服务、数据整合,形成立体互动的、动态实时的、反应迅速的、安全可靠的预警防范、指挥调度、过程跟踪、善后处理全过程的稽查和调度指挥系统。
标准化作业施工现场可视稽查和指挥调度系统是电网公司保障输电、变电、配电、用电环节安全有效运行的系统,也是电网公司安全管理科技化建设的一个重要组成部分,主要实现以下目标:
(1) 建立一套标准化作业施工现场可视稽查和指挥调度系统,满足调度中心实时监控前端作业现场的实时其情况,及时了解工作人员的标准化作业情况,并实现远程监控和语音对讲;
(2)调度中心与现场人员可进行双向视频/语音通话,现场人员通过单兵及车载取证设备向调度中心汇报情况,同时可通过单兵进行集群对讲,对于违反标准化的事件进行直接提醒,对于应急抢险等突发工作也能进行实时指挥和远程技术支持;
(3)对突发事件快速做出响应和处置,对安全事件进行有效防范,降低和控制意外事故发生的风险;
(4) 结合GIS地图,精确定位事发现场,并了解工程施工人员的轨迹和出发效率,帮助调度中心领导及时了解现场状况;
【系统总体设计】
(1)技术路线
本系统将充分利用现有系统、做好整体规划和系统整合、快速形成应急指挥能力。同时,通过有效的数据集成、功能流程集成体系提供应急抢修过程中指挥决策信息有力支持,并为日常生产指挥管理提供良好基础数据架构。
根据电力行业的特点,将现场指挥与视频采集设备高度整合,实现移动设备实时监控的功能,从而构建一整套事发后的应急报警系统、现场标准化作业督查取证系统以及完善严谨的指挥调度系统,满足无线督查现场的需求,实现视频监控与业务处理相融合的新型业务系统:
1) 移动设备的接入:单兵、布控球、车载、便携式取证系统,实现现场无盲区监控;
2) 可视化管理:使用专门针对稽查和指挥调度系统设计的多媒体交互平台,界面友好,操作简便;
3) 立体监管模式:实现前端、稽查和指挥调度中心垂直监管,固定网络采用C/S、B/S方式进行访问,移动网络通过手持终端(手机、平板等)进行指挥;
4) 系统运维管理:IT基础设施管理、GIS定位、带宽优化及控制、资产管理、日志管理。
(2)系统架构
根据电网公司组织架构,将标准化作业施工现场可视稽查和指挥调度系统解决方案分为二级架构部署,通过部署现场作业区、稽查和指挥调度中心,并承载于无线基站或运营商网络,组成一个完整的多级联网系统。
图表1系统网络拓扑图(搭载4G公网传输)