时空势大数据关联的电力应急分布式通信会商系统①
邓 创
【摘 要】 时间和空间是“坚强智能电网”的基础依据,使得电网运行状态和事故都与时空紧密关联. 在实际电力应急通信事件中,跨域、跨网、跨时的多地区、多部分协同应急指挥和会商具有更高的实用需求. 针对电力应急通信指挥系统存在的异质数据融合难和信息关联关系表征效率低的问题,本文研究了时空势大数据关联的电力应急分布式通信会商系统,设计了业务无关的动态分布式电力应急随域架构,提出了时空势大数据异质基准,设定的融合基准能够有效将不同数据转换到地理时空坐标上. 制定了电力应急通信协商态势标绘元素分类基础. 通过在ArcGIS和Linux上搭建的电力应急协商系统进行实验验证,本文方法能够有效提升协同响应时间和系统可视化的成功性. 【期刊名称】计算机系统应用 【年(卷),期】2018(027)003 【总页数】7
【关键词】 坚强智能电网; 时空势大数据; 应急通信; 会商
“坚强智能电网”(Strong Smart Grid,SSG)是国家电力“十三五”发展规划的重要建设内容[1],其注重可靠性和智能化的动态平衡,通过将电力流、信息流和业务流的深度融合关联,在大幅提升电网运营效率的同时,着重增强电网的鲁棒性和安全性. 由于状态和事故的不确定性,电力网络的运行存在不可避免的“失能”态势,因此从全局性稳态控制出发,应急预警和控制是坚强智能电网的必要反馈环路和自适应状态调整的重要支撑部分.
时间和空间是电力网络建设的基础依据,使得电网运行状态和事故都与时空紧密
关联,国内外科研机构都将基于地理空间信息作为电力应急系统的重点突破思路,其主要集中在全局网络随时控制、地域网络脆弱性、电力负荷特征管制等时、空、电多元因素.全局网络随时控制主要是以电力系统发电、输电、变电、配电、用电和调度的单一步骤信息抓取[2],每一步骤的状态紧密依靠前一步骤的态势发展,因此,采集数据量大、传输时延长,反馈控制效果差. 地域网络脆弱性是基于GIS (Geographic Information System)映射到电力传输网络,构建以地理信息关联集群调度指挥信息、应急移动视频会商数据、应急单兵需求等,使得电力应急态势以地图形式显示在可视化的平台中[3],大幅提升了电网应急系统的信息可用性.
通过与灵通度结合,构建电力通信网络的抗毁性模型,设计可靠性测度指标[4],能够对电力通信网络的保障能力进行有效评估. 但是纯物理网络概念需要进一步扩展到实际电力运营元素中才能具有实质性指导意义. 因此引入态势标绘系统,融合地理信息系统[5],构建一体化的应急态势多维特征表达平台,将能在不同异构网络下多源平台态势融合分析和协调. 基于实体模型的二维军标标绘技术[6]进一步从地理信息角度提升应急处理的精细度. 路径选择算法[7]、跨平台符号转换[8]、态势标绘元素分类体系[9]等新技术和方法的提出,优化了电力应急系统的适应能力和基准.
NG (Next Generation)112 Crossroads应急通信项目[10]于2016年被提出,面向异构网络融合以及服务聚合的需求,提出了新型的应急通信架构,其包括应急服务路由代理ESRP (Emergency Service Routing Proxy),应急呼叫路由功能ECRF (Emergency Call Routing Function)、边界控制功能BCF (border control function)、传统网关LNG (Legacy Network Gateway)以及位置信息
服务器LIS (Location Information Server). 由此,可以以OTT(Over The Top)和VoLTE (Voice on Long Term Evolution)的模式接入到应急通信网络中,从而提供更便捷的应急通信服务. KE Markakis等提出了EMYNOS下一代应急通信项目[11],其设计了分离交互关联的应急通信网络架构,融合了位置管理、互操作管理以及内容感知管理等功能形成服务中间价,为业务监测点以及应急通信节点提供快速的网络管理服务. 学习增强型的应急通信架构RescueNet[12]设计了自适应节点用于感知应急通信区域的网络流量,并构建了强交互的知识共享代理,有效提升了特定任务下流量突发剧增的通信服务效率.
然而,在实际电力应急通信事件中,跨域、跨网、跨时的多地区、多部分协同应急指挥和会商具有更高的实用需求,因此实际应用中主要存在以下两方面的问题. (1)异质应急信息缺乏等效时空基准,难以支撑分布式应急协作和管理. 传统的多方在线会商基于流媒体协议进行网域内单维传输,语音、文字和视频中缺乏统一的地理信息标志,异质数据难以在数据层进行基于时空信息的融合.
(2)对象间的空间关系在应用层中表征效率低,态势信息的可用程度依赖于决策者原有的知识库,难以提升电力应急信息的作用效果. 由此电力网络的事故发生随机性、随域性、随时性严重,因此决策者很难从已过滤的数据中获得具体的参考信息,事件发生的地点、周边地理环境、现场路网分布、故障影响范围、应急资源的分布以及抢修队伍力量部署位置等信息关联关系弱.
因此,针对电力应急通信指挥系统存在的异质数据融合难和信息关联关系表征效率低的问题,本文研究了时空势大数据关联的电力应急分布式通信会商系统,设计了业务无关的动态分布式电力应急随域架构,使得系统架构能够适应电力应急通信的特定需求,随时扩展系统功能. 提出了时空势大数据异质基准,设定的融合基
时空势大数据关联的电力应急分布式通信会商系统
