臺風(fēng)災(zāi)害下電力通信網(wǎng)保障發(fā)展方向
吳冠雄
摘要:我國東南沿海省份作為臺風(fēng)多發(fā)地區(qū),每年臺風(fēng)都會對電力通信網(wǎng)的穩(wěn)定運行帶來不利影響。論文首先分析了受臺風(fēng)影響后電力通信網(wǎng)面臨的主要問題,接著針對上述問題提出應(yīng)對措施以及未來為保障通信網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可以引入的先進技術(shù)和工作方法,以希望今后面對臺風(fēng)等自然災(zāi)害時,電力通信網(wǎng)能減小受自然災(zāi)害的影響程度,并迅速完成搶修,恢復(fù)穩(wěn)定運行。
關(guān)鍵詞:電力通信;臺風(fēng);保障
一、現(xiàn)狀
我國東南沿海省份作為臺風(fēng)多發(fā)地區(qū),每到臺風(fēng)季節(jié),一旦臺風(fēng)正面登陸,將會對電力通信網(wǎng),尤其是電力通信網(wǎng)的光纜網(wǎng)架穩(wěn)定運行帶來惡劣影響。而如果遭遇的是超強臺風(fēng),甚至還會造成電力一次線路倒桿、倒塔,電力架空光纜也隨之遭受嚴(yán)重破壞,而且受制于災(zāi)后惡劣的搶修環(huán)境和一次線路恢復(fù)進度,通常情況下電力通信網(wǎng)難以在短時間內(nèi)完成修復(fù),此時如果網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點再發(fā)生一次故障,將會造成業(yè)務(wù)中斷、甚至是網(wǎng)絡(luò)解列,帶來嚴(yán)重后果,直接威脅電網(wǎng)的安全生產(chǎn)。目前,電力通信網(wǎng)應(yīng)對臺風(fēng)及災(zāi)后搶修主要存在以下三個方面的問題:(一)電力搶修存在局部制約。日常情況下,電力通信網(wǎng)絡(luò)按照行政區(qū)域和電壓等級進行職責(zé)劃分,分別由省、地、縣三級單位運維,同時各運維單位各自維護所轄范圍內(nèi)的光纜。長此以往,各單位只有“局部”,沒有“整體”的概念。在這種傳統(tǒng)的運維思路下,搶通多是使用本級的光纜資源,不能因式、因地制宜,缺乏靈活性。(二)普通光纜占比較大導(dǎo)致?lián)屝捱M程變慢。因為受制于各方面客觀條件,普通光纜在電力通信網(wǎng)的組網(wǎng)中仍占有相當(dāng)比例,而其中架空的普通光纜,較易被臺風(fēng)破壞引起光路中斷,而在面對超強臺風(fēng)時,即使是OPGW光纜,也可能被臺風(fēng)破壞,此時電力通信網(wǎng)絡(luò)將進入N-1 狀態(tài),當(dāng)通信環(huán)網(wǎng)承載有大量重要業(yè)務(wù)時,如果無法盡快閉環(huán)運行,無疑將造成電力通信網(wǎng)絡(luò)極大的風(fēng)險。災(zāi)后的搶修工作一般進展較慢,風(fēng)險將隨搶修時間的延長變得越來越高。(三)通訊受阻,導(dǎo)致?lián)屝掭^慢。遭受臺風(fēng)后,電力光纜故障的位置一般較為偏僻,而電力通信網(wǎng)的相關(guān)設(shè)備都布置在變電站、營業(yè)廳等固定場所,因此電力專網(wǎng)的通信設(shè)備無法為搶修隊伍提供通信上的支撐。運營商的通信網(wǎng)絡(luò)通常情況下也會受到臺風(fēng)的影響,通信基站等公網(wǎng)通信設(shè)施被臺風(fēng)破壞后,公共通信網(wǎng)將無法正常運行,手機等運營商通信設(shè)備無法在搶修地點正常有效的工作,現(xiàn)場搶修人員與指揮中心缺乏溝通手段,無法及時溝通處理突發(fā)問題,很有可能造成搶修進展緩慢。
二、應(yīng)對措施
針對以上三個主要問題,結(jié)合實際工作經(jīng)驗,提出以下三個措施,有效地改進了應(yīng)對臺風(fēng)時運維單位的工作成效。(一)省、地、縣光纜資源共享。1.匯總地理范圍內(nèi)省、地、縣三級光纜資源,并將所有的光纜圖冊整合到一起,以分層、分級的方式,在一份電子圖冊上呈現(xiàn)地區(qū)范圍內(nèi)所有的光纜,并將具體的光纜長度、剩余纖芯數(shù)量、衰耗值、最近一次的測試資料錄入電子表格。并隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化、光纜檢修、日常運維測試,滾動更新以上資料,保持?jǐn)?shù)據(jù)真實可用。2.基于匯總后的圖冊和數(shù)據(jù)。按照光纜的重要程度(省干、地市骨干、承載繼電保護較多的光纜)或是易受破壞的程度,整理符合以上光纜承載光路的參數(shù)指標(biāo)要求的備用光纜路由,并在臺風(fēng)季前完成全程跳纖和測試,一旦光纜發(fā)生異常,運維單位就可以迅速的以備用纖芯完成中斷光路的恢復(fù)工作,避免了長時間故障對電力通信網(wǎng)穩(wěn)定運行帶來的影響。(二)高速率系統(tǒng)承載低速率系統(tǒng),完成系統(tǒng)應(yīng)急閉環(huán)。目前地市傳輸網(wǎng)絡(luò)的核心層、匯聚層帶寬一般為10G、2.5G,構(gòu)建該層網(wǎng)絡(luò)的光纜一般為OPGW光纜(光纖復(fù)合架空地線)。接入層帶寬一般為155/622M,組建該層網(wǎng)絡(luò)的光纜通常為OPGW、ADSS、普通光纜。由光纜組成可以看出,核心層、匯聚層的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性要高于接入層,抗自然災(zāi)害的能力也較強,一般情況下,臺風(fēng)過后仍然可以保持網(wǎng)絡(luò)的完整性;接入層網(wǎng)絡(luò)使用ADSS、普通光纜的區(qū)段,則比較容易受到臺風(fēng)的影響中斷。因此,我們可以將低速率網(wǎng)絡(luò)中斷光路兩側(cè)的光口改接到高速率網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上(最好為同站點背靠背互聯(lián)),然后,在高速率網(wǎng)絡(luò)上開通低速率網(wǎng)絡(luò)全部業(yè)務(wù)時隙,從而利用高速率網(wǎng)絡(luò)帶寬完成業(yè)務(wù)的閉環(huán)運行。如果是OTN網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)段出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)開環(huán),則可以開通一個波道,為中斷光路兩側(cè)站點提供另一條路由的光路實現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)急閉環(huán),從而有效的避免了環(huán)網(wǎng)上另一節(jié)點故障可能造成的業(yè)務(wù)中斷等更為嚴(yán)重的后果。(三)衛(wèi)星通信為搶險指揮保駕護航。為了給現(xiàn)場搶修人員、現(xiàn)場臨時指揮部與調(diào)度中心通信提供可靠地通信保障,我們將衛(wèi)星電話引入災(zāi)后搶修的工作。衛(wèi)星電話具有體積小巧、便于攜帶,可以在任何地點、時間提供可靠地通信服務(wù)的特點,完全符合了光纜搶修地點偏僻,可能面臨公網(wǎng)通信失效的使用場景。在日常運維中,衛(wèi)星電話很少使用,為了在災(zāi)后搶修中,現(xiàn)場搶修人員可以正確的使用衛(wèi)星電話,在臺風(fēng)季來臨之前,信通公司對應(yīng)急搶修的基干隊伍展開相應(yīng)培訓(xùn),確保相關(guān)人員掌握衛(wèi)星電話的正確使用方式,一旦故障發(fā)生,衛(wèi)星電話就能確實發(fā)揮作用,成為搶修現(xiàn)場和指揮中心溝通最有力的通信保障手段。
三、未來的發(fā)展方向
(一)運用ASON實現(xiàn)保護。目前電力光傳輸網(wǎng)絡(luò)以傳統(tǒng)SDH為主,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以環(huán)形為主,輔以少部分鏈型結(jié)構(gòu),保護方式主要采用SNCP和MSP等,缺少先進的業(yè)務(wù)保護、業(yè)務(wù)恢復(fù)和路由選擇功能。一般情況下,通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生單點故障,SDH網(wǎng)絡(luò)的保護機制可以發(fā)揮作用,保證業(yè)務(wù)正常運行。然而在臺風(fēng)等自然災(zāi)害發(fā)生的情況下,受災(zāi)區(qū)域往往會有多條光纜故障,因為SDH業(yè)務(wù)的主、備路徑在開局就已經(jīng)固化,無法自動調(diào)整,一旦主、備路徑各發(fā)生一次故障,即使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)業(yè)務(wù)的源、宿之間還有其他可達光路,業(yè)務(wù)仍會中斷,缺乏抗災(zāi)能力。今后,一方面增加光纜資源,豐富地區(qū)光纜網(wǎng)架;另一方面,在光傳輸網(wǎng)絡(luò)中采用自動交換光網(wǎng)絡(luò)ASON?(Automatically?Switched?Optical?Network)技術(shù),該技術(shù)將信令引入傳輸網(wǎng),并通過增加控制平面,增強了網(wǎng)絡(luò)連接管理和故障恢復(fù)能力,支持Mesh型組網(wǎng),依據(jù)客戶層信號的業(yè)務(wù)等級調(diào)整所需要的保護等級。引入ASON技術(shù)后,逐步將通信網(wǎng)絡(luò)向Mesh組網(wǎng)演進,通過重路由功能,只要業(yè)務(wù)源、宿兩點間仍有可達光路,均可以保持業(yè)務(wù)不中斷,大大提高了業(yè)務(wù)可靠性。(二)建立綜合性的智能管理系統(tǒng)。為了徹底解決各單位運維資料零散,沒有關(guān)聯(lián)性,對運維、搶修工作缺乏指導(dǎo)作用的問題,建設(shè)綜合的智能管理系統(tǒng)勢在必行。一方面,通過基于智能分析技術(shù)對原先各單位運維人員手工維護的靜態(tài)數(shù)據(jù)進行解析、整合,發(fā)現(xiàn)原有數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性,并建立對應(yīng)關(guān)系,將全部孤立的數(shù)據(jù)統(tǒng)合成“數(shù)據(jù)關(guān)系庫”。系統(tǒng)可以根據(jù)運維人員的實際需要自由選擇所需字段,以圖、表、文等形式靈活展現(xiàn)。這樣,系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)就可以被各運維單位有效使用。另一方面,構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)故障模式庫,針對故障現(xiàn)象、信息進行特征識別,調(diào)用故障模式庫進行匹配,根據(jù)匹配結(jié)果向運維人員呈現(xiàn)故障處理方案,同時通過前面建立的全網(wǎng)數(shù)據(jù)庫,運用AI技術(shù),快速地計算出可以采取的應(yīng)急迂回措施。臺風(fēng)過后網(wǎng)絡(luò)多點發(fā)生故障的情況下,通過智能管理系統(tǒng),可以同時針對不同的故障及時的給運維人員提供所需的對應(yīng)信息和指導(dǎo)意見,大大縮短制定處置方案的時間。(三)和運營商資源互補。與運營商進行戰(zhàn)略合作,相較于電力通信網(wǎng),運營商光纜資源更為豐富。可以和運營商建立合作關(guān)系,梳理雙方可以互為備用的光纜資源,建立相應(yīng)的臺賬和應(yīng)急響應(yīng)機制。一旦相關(guān)區(qū)域受災(zāi),即啟動應(yīng)急響應(yīng)機制,借用運營商光纜恢復(fù)光路,縮短電力通信網(wǎng)遭到破壞的時間。在電力通信網(wǎng)資源充足的情況下,也可將空余纖芯借給運營商恢復(fù)運營商通信網(wǎng),實現(xiàn)互惠共贏。
四、結(jié)語
本文針對臺風(fēng)對電力通信網(wǎng)帶來的主要問題,論述了應(yīng)對措施,提高應(yīng)對臺風(fēng)能力可以采取的技術(shù)手段和工作方法,保證電力通信網(wǎng)在臺風(fēng)影響后能快速恢復(fù)、可靠運行。
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