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摘要：电力工业是我国最重要的基础产业之一，充足可靠的电力供应是国民经济和社会发展的基础。美国2005年卡特里娜飓风和我国2008年雨雪冰冻灾害都曾造成大面积停电事故，电网安全运行、电力可靠供应越来越成为业内和社会高度关注的安全事件。从2008年开始，各级电网公司为了应对电力应急事件和完善相应的应急体系，陆续建设电网应急指挥系统。但是如何确保电力应急过程中信息共享、协同调度、统一指挥的高效性和准确性，一直是各级电网公司研究的一个重要方向。现分析电力应急过程中信息共享和协同指挥的具体需求，并提出相应的解决方案。
关键词：电力应急；互动会商；协同调度指挥
作者简介：赵保才（1967-），男，湖北武汉人，鞍山超高压分公司副总经理，高级工程师；史素华（1973-），女，辽宁北宁人，鞍山超高压分公司，高级工程师。（辽宁 鞍山 114002）
基金项目：本文系国家科技项目“超高压电网应急管理技术的应用研究”（项目编号：ACKJ2010-01）的研究成果。
中图分类号：F273 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）09-0039-02
当前电力安全生产面临着来自用户需求、新能源快速发展及电网运行本身的三大挑战。电力行业安全事故仍时有发生，确保电力安全运行和可靠供应的任务依然艰巨。随着我国电力市场化改革不断深入，用户对电力可靠性的要求不断提高；新能源和可再生能源的快速发展对电网的安全稳定运行提出了新的要求；大电网不断延伸，电压等级不断升高，大容量、高参数的发电机组不断增多，使电力的技术复杂性进一步提高。
近几年，地震、雪灾、洪涝等重大自然灾害频频发生，美国2005年卡特里娜飓风和我国2008年雨雪冰冻灾害都曾造成大面积停电事故，电网安全运行、电力可靠供应越来越成为业内和社会高度关注的安全事件。因此，建立健全高效的电力安全应急机制，正确、有效和快速地处置电力突发事件，确保电力安全，是促进社会和谐、人民安居乐业的重要保障。对维护国家安全、社会稳定和人民生命财产安全具有十分重要的意义。
一、电力应急需求
经过多年的发展，随着国家电网各级应急指挥系统整体建设进程的完成，国家电网公司体系内各级电力公司均已建设应急指挥中心，并部署有各种应急管理系统。但是，目前已经完成建设的众多电网应急管理系统，在应急实战及演练过程中都存在以下需求：现有电网应急管理系统仅仅是在数据层面的上下贯通及传达，亟待建设实时在线应急协同的支撑手段；面对多区域和跨区域的电网应急事件，急需形成统一的、一致的、协同的和互动的应急指挥处置管理体系；面对突发应急事件，需要具备快速、可视、可控的信息及通讯手段，将应急指挥体系和资源进行及时整合；面对高级别的突发事件，急需形成省网、市网、区（县）网多层次、多级别的应急指挥监控和督导。
二、电力应急系统设计要求
鉴于电力应急的特殊性和复杂性，系统的设计应能够满足以下几个要求。
（1）实用性。满足应急指挥过程中的实用性，保障沟通及时、信息准确、处置及时、多部门协同的需求。
（2）可靠性。提供多通路、多模式管理，保障应急指挥的有效性。
（3）易用性。满足应急指挥过程简便性要求，系统操控人员少，易使用。
（4）高效协同性。应急管理过程中，多种沟通手段并行，各种人机系统高度协同。
整个系统的设计是围绕着远程多人互动交流所用进行的，需要能够实现多级单位和各级人员同时、同步、同策地完成应急联动处置，形成多级同步联动的应急指挥体系。因此，将系统命名为“电子互动会商系统”。
1.电子互动会商系统
（1）系统简介。该系统是完全基于IP网络的、实时在线的可视化互动交流系统，集语音、视频、数据共享等功能为一体。通过多级应急指挥联动平台，应急领导小组在指挥中心就可以实时了解事故现场发生的情况，并能快速而全面地收集与事故处理相关的信息，如抢修力量分布、抢修物资供给、重点保护的供电单位等。领导小组可以与事故现场的指挥小组和事故处理人员进行实时通信，及时掌握事故现场的实时信息。同时还可以与各级应急单位及远程专家进行实时会商讨论应急处置方案，以保证应急过程的快速、高效。系统的典型部署架构如图1所示。
（2）系统应用图，如图2所示。利用电子互动会商系统，在电力应急处置过程中，可以在电力公司的各级应急单位之间建立起高效、丰富的信息共享平台，同时将业务系统信息、现场信息以及调度指挥信息融为一体，有效地提高电力公司的整体应急处置能力。
（3）系统架构，如图3所示。电子互动系统基于IP网络的多媒体协同技术，采用开放式体系架构开发，包括创新的分布实时通信数据库技术、自适应层次式多播技术、计算机程序共享协议、互联网通信传输多媒体数据格式等多项技术，实现了在IP网络上运行的万级用户规模的多媒体互动通信平台，可支持多点之间的各类信息（声音、视频、图像、文件）广播和交互。
（4）系统功能。电子互动会商系统主要有以下几个功能。
多方同步语音、视频：多人语音、多路视频实现实时互动通讯，保障了电力应急过程中命令和信息交互的实时、高效。
电子白板共享：提供可供应急方案制定、事故原因分析等多方用途的电子白板共享，让各级应急单位及远程专家能够随时会商应急处置方案、制定决策。
电子文档共享：高速的矢量化电子文档共享，保障了应急处置过程中辅助决策信息的传达。同时也可以作为应急演练、应急学习的重要工具之一。
远程桌面共享：实时的远程桌面共享可以让各种电力业务系统数据和信息作为应急处置决策的重要依据。
过程记录：全程的过程记录可以对应急处置过程进行事后分析、学习。同时是应急处置过程处置是否恰当的一个重要依据。
2.关键技术介绍
（1）视频编码技术。ITU-T与ISO/IEC是制定视频编码标准的两大组织，ITU-T的标准包括H.261、H.263、H.264，主要被应用于实时视频通信领域，如会议电视等；MPEG系列标准是由ISO/IEC制定的，主要被应用于视频存储（DVD）、广播电视、互联网或无线网上的流媒体等。两个组织也共同制定了一些标准，H.262标准等同于MPEG-2的视频编码标准，而最新的H.264标准则被纳入MPEG-4的第10部分。视频编码标准的发展历程如图4所示。
MPEG-4与H.261/263/263++/H.264的视频编码技术比较，如表1所示。
MIT应用MPEG-4标准进行视频压缩具有压缩率高和适应能力较强的优势。
压缩率高：无论是与同族的视频压缩算法MPEG-1和MPEG-2相比，或是与ITU的H.261、H.263算法相比，MPEG-4算法对视频数据的压缩率都具有明显优势。这对于有效节省视频互动中宝贵的带宽资源意义重大。
对不同带宽的适应能力：MPEG-4不仅可以应用在窄带上（带宽小于64kbps），还可以被灵活地扩展到高质量、高清晰度的宽带上。这就保证了可以满足不同用户的需求。MIT可以最大限度地利用带宽资源，从而达到最好的视频互动效果。视频图像的采集帧率随着视频图像采集码率的增加而增加。
（2）音频编码技术。MIT应用LBC标准进行音频压缩具有如下优势。压缩率高：LBC算法将语音压缩到13.33kbps～15.2kbps，在同类压缩算法中压缩率是较高的。语音质量好：经LBC算法压缩后的语音质量高于普通电话的音质，可以说能够完全满足当前网络实时互动的应用。
（3）多点数据通信技术。MIT 采用T.120标准，支持独立平台、多点数据通信。MIT系统建立在T.120的基础上，适应于基于Web的基础结构，大大增强了T.120的演示与应用层功能；同时MIT系统扩展了T.120标准的协议，使平台支持的用户规模增大，系统容错能力提高，管理能力提高。
MIT系统增强了T.120协议包，具体有以下几点：定义了对HTTP和SSL的支持，增强了安全性；以矢量格式的文档格式共享和会话保存，减少系统的通信负荷；利用特别的格式和协议来共享和同步多媒体应用和数据，减少了数据的传输量，减轻了带宽的压力；分布实时多点通信数据库，保证数据交换的灵活性和对资源占用的减少；自适应层次式IP多播系统，可减轻由于互联节点数量少瓶颈而造成路由排队等候时间过长、延迟严重而使数据丢包严重的常见问题。
（4）先进的矢量成像技术。在MIT系统中，参与者可共享所有可打印的文件，包括CAD草图、蓝图、网络工程图等等。矢量成像技术能保证共享的演示和文档有高保真度的图像，甚至连原文件的字体和颜色也不会改变。MIT系统还能调整图像的尺寸来自动适应不同尺寸的屏幕。MIT系统矢量成像技术使共享的文档能满屏显示，并任意缩放（25%～800％）而不损失图像质量和清晰度。矢量成像的另一个好处是传输图像时对带宽的要求非常低。
自适应层次式IP-多播系统。MIT系统利用路径信息协议（RIP）来计算最短路径。RIP是基于距离向量算法，利用数据发送端和接收端的信息，计算出路由表或存入路由数据库。路由器会定时地计算向网络中的其他路由器广播路由表的内容，以确保数据库同步。实时更新的路径数据库会被用作IP组播的依据。基于交换而不是存储的服务器处理模式，实现了大规模的基于IP网络的实时交互，使其在目前的窄带互联网环境下得以广泛应用。
实时传输协议RTP。为了保证多媒体传输的实时性，MIT系统采用了实时传输协议（RTP）来传输音视频实时数据，从而最大限度地减少了因为网络的不稳定而产生的延时。MIT系统的消抖动算法可以处理数据包的抖动和错序问题。另外，系统采用了先进的丢包恢复机制，大幅度地提高了对网络丢包的抗御能力。
三、小结
电网安全稳定性要求之高、之快是众多民生相关产业中尤为突出的一个。因此要求电力应急处置及时、快速、高效地达到“瞬间响应”。电力应急处置过程所依赖的信息之多、所调动的资源之巨也使协同指挥、统一处置成为了电力应急处置的一个信条。
本文通过梳理信息共享、协同指挥在应急处置过程中的业务需求，对应急处置过程中的互动会商处理提出了具体的应对策略。该策略在电网应急指挥系统中进行了实施，其有效性得到了验证。希望本文所做尝试能够为国内电网应急指挥系统的完善建设提供有益的借鉴。
参考文献：
[1]吴文传,等.电网应急指挥技术支持系统设计与关键技术[J].电力系统自动化,2008,32(15):1-7.
[2]国家电网公司应急指挥中心建设规范及编制说明(Q/GDWZ 202-2008)[Z].
[3]国家电网公司.网省应急管理应用系统典型设计[S].2008.
（责任编辑：麻剑飞）
关键词：电力应急；互动会商；协同调度指挥
作者简介：赵保才（1967-），男，湖北武汉人，鞍山超高压分公司副总经理，高级工程师；史素华（1973-），女，辽宁北宁人，鞍山超高压分公司，高级工程师。（辽宁 鞍山 114002）
基金项目：本文系国家科技项目“超高压电网应急管理技术的应用研究”（项目编号：ACKJ2010-01）的研究成果。
中图分类号：F273 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）09-0039-02
当前电力安全生产面临着来自用户需求、新能源快速发展及电网运行本身的三大挑战。电力行业安全事故仍时有发生，确保电力安全运行和可靠供应的任务依然艰巨。随着我国电力市场化改革不断深入，用户对电力可靠性的要求不断提高；新能源和可再生能源的快速发展对电网的安全稳定运行提出了新的要求；大电网不断延伸，电压等级不断升高，大容量、高参数的发电机组不断增多，使电力的技术复杂性进一步提高。
近几年，地震、雪灾、洪涝等重大自然灾害频频发生，美国2005年卡特里娜飓风和我国2008年雨雪冰冻灾害都曾造成大面积停电事故，电网安全运行、电力可靠供应越来越成为业内和社会高度关注的安全事件。因此，建立健全高效的电力安全应急机制，正确、有效和快速地处置电力突发事件，确保电力安全，是促进社会和谐、人民安居乐业的重要保障。对维护国家安全、社会稳定和人民生命财产安全具有十分重要的意义。
一、电力应急需求
经过多年的发展，随着国家电网各级应急指挥系统整体建设进程的完成，国家电网公司体系内各级电力公司均已建设应急指挥中心，并部署有各种应急管理系统。但是，目前已经完成建设的众多电网应急管理系统，在应急实战及演练过程中都存在以下需求：现有电网应急管理系统仅仅是在数据层面的上下贯通及传达，亟待建设实时在线应急协同的支撑手段；面对多区域和跨区域的电网应急事件，急需形成统一的、一致的、协同的和互动的应急指挥处置管理体系；面对突发应急事件，需要具备快速、可视、可控的信息及通讯手段，将应急指挥体系和资源进行及时整合；面对高级别的突发事件，急需形成省网、市网、区（县）网多层次、多级别的应急指挥监控和督导。
二、电力应急系统设计要求
鉴于电力应急的特殊性和复杂性，系统的设计应能够满足以下几个要求。
（1）实用性。满足应急指挥过程中的实用性，保障沟通及时、信息准确、处置及时、多部门协同的需求。
（2）可靠性。提供多通路、多模式管理，保障应急指挥的有效性。
（3）易用性。满足应急指挥过程简便性要求，系统操控人员少，易使用。
（4）高效协同性。应急管理过程中，多种沟通手段并行，各种人机系统高度协同。
整个系统的设计是围绕着远程多人互动交流所用进行的，需要能够实现多级单位和各级人员同时、同步、同策地完成应急联动处置，形成多级同步联动的应急指挥体系。因此，将系统命名为“电子互动会商系统”。
1.电子互动会商系统
（1）系统简介。该系统是完全基于IP网络的、实时在线的可视化互动交流系统，集语音、视频、数据共享等功能为一体。通过多级应急指挥联动平台，应急领导小组在指挥中心就可以实时了解事故现场发生的情况，并能快速而全面地收集与事故处理相关的信息，如抢修力量分布、抢修物资供给、重点保护的供电单位等。领导小组可以与事故现场的指挥小组和事故处理人员进行实时通信，及时掌握事故现场的实时信息。同时还可以与各级应急单位及远程专家进行实时会商讨论应急处置方案，以保证应急过程的快速、高效。系统的典型部署架构如图1所示。
（2）系统应用图，如图2所示。利用电子互动会商系统，在电力应急处置过程中，可以在电力公司的各级应急单位之间建立起高效、丰富的信息共享平台，同时将业务系统信息、现场信息以及调度指挥信息融为一体，有效地提高电力公司的整体应急处置能力。
（3）系统架构，如图3所示。电子互动系统基于IP网络的多媒体协同技术，采用开放式体系架构开发，包括创新的分布实时通信数据库技术、自适应层次式多播技术、计算机程序共享协议、互联网通信传输多媒体数据格式等多项技术，实现了在IP网络上运行的万级用户规模的多媒体互动通信平台，可支持多点之间的各类信息（声音、视频、图像、文件）广播和交互。
（4）系统功能。电子互动会商系统主要有以下几个功能。
多方同步语音、视频：多人语音、多路视频实现实时互动通讯，保障了电力应急过程中命令和信息交互的实时、高效。
电子白板共享：提供可供应急方案制定、事故原因分析等多方用途的电子白板共享，让各级应急单位及远程专家能够随时会商应急处置方案、制定决策。
电子文档共享：高速的矢量化电子文档共享，保障了应急处置过程中辅助决策信息的传达。同时也可以作为应急演练、应急学习的重要工具之一。
远程桌面共享：实时的远程桌面共享可以让各种电力业务系统数据和信息作为应急处置决策的重要依据。
过程记录：全程的过程记录可以对应急处置过程进行事后分析、学习。同时是应急处置过程处置是否恰当的一个重要依据。
2.关键技术介绍
（1）视频编码技术。ITU-T与ISO/IEC是制定视频编码标准的两大组织，ITU-T的标准包括H.261、H.263、H.264，主要被应用于实时视频通信领域，如会议电视等；MPEG系列标准是由ISO/IEC制定的，主要被应用于视频存储（DVD）、广播电视、互联网或无线网上的流媒体等。两个组织也共同制定了一些标准，H.262标准等同于MPEG-2的视频编码标准，而最新的H.264标准则被纳入MPEG-4的第10部分。视频编码标准的发展历程如图4所示。
MPEG-4与H.261/263/263++/H.264的视频编码技术比较，如表1所示。
MIT应用MPEG-4标准进行视频压缩具有压缩率高和适应能力较强的优势。
压缩率高：无论是与同族的视频压缩算法MPEG-1和MPEG-2相比，或是与ITU的H.261、H.263算法相比，MPEG-4算法对视频数据的压缩率都具有明显优势。这对于有效节省视频互动中宝贵的带宽资源意义重大。
对不同带宽的适应能力：MPEG-4不仅可以应用在窄带上（带宽小于64kbps），还可以被灵活地扩展到高质量、高清晰度的宽带上。这就保证了可以满足不同用户的需求。MIT可以最大限度地利用带宽资源，从而达到最好的视频互动效果。视频图像的采集帧率随着视频图像采集码率的增加而增加。
（2）音频编码技术。MIT应用LBC标准进行音频压缩具有如下优势。压缩率高：LBC算法将语音压缩到13.33kbps～15.2kbps，在同类压缩算法中压缩率是较高的。语音质量好：经LBC算法压缩后的语音质量高于普通电话的音质，可以说能够完全满足当前网络实时互动的应用。
（3）多点数据通信技术。MIT 采用T.120标准，支持独立平台、多点数据通信。MIT系统建立在T.120的基础上，适应于基于Web的基础结构，大大增强了T.120的演示与应用层功能；同时MIT系统扩展了T.120标准的协议，使平台支持的用户规模增大，系统容错能力提高，管理能力提高。
MIT系统增强了T.120协议包，具体有以下几点：定义了对HTTP和SSL的支持，增强了安全性；以矢量格式的文档格式共享和会话保存，减少系统的通信负荷；利用特别的格式和协议来共享和同步多媒体应用和数据，减少了数据的传输量，减轻了带宽的压力；分布实时多点通信数据库，保证数据交换的灵活性和对资源占用的减少；自适应层次式IP多播系统，可减轻由于互联节点数量少瓶颈而造成路由排队等候时间过长、延迟严重而使数据丢包严重的常见问题。
（4）先进的矢量成像技术。在MIT系统中，参与者可共享所有可打印的文件，包括CAD草图、蓝图、网络工程图等等。矢量成像技术能保证共享的演示和文档有高保真度的图像，甚至连原文件的字体和颜色也不会改变。MIT系统还能调整图像的尺寸来自动适应不同尺寸的屏幕。MIT系统矢量成像技术使共享的文档能满屏显示，并任意缩放（25%～800％）而不损失图像质量和清晰度。矢量成像的另一个好处是传输图像时对带宽的要求非常低。
自适应层次式IP-多播系统。MIT系统利用路径信息协议（RIP）来计算最短路径。RIP是基于距离向量算法，利用数据发送端和接收端的信息，计算出路由表或存入路由数据库。路由器会定时地计算向网络中的其他路由器广播路由表的内容，以确保数据库同步。实时更新的路径数据库会被用作IP组播的依据。基于交换而不是存储的服务器处理模式，实现了大规模的基于IP网络的实时交互，使其在目前的窄带互联网环境下得以广泛应用。
实时传输协议RTP。为了保证多媒体传输的实时性，MIT系统采用了实时传输协议（RTP）来传输音视频实时数据，从而最大限度地减少了因为网络的不稳定而产生的延时。MIT系统的消抖动算法可以处理数据包的抖动和错序问题。另外，系统采用了先进的丢包恢复机制，大幅度地提高了对网络丢包的抗御能力。
三、小结
电网安全稳定性要求之高、之快是众多民生相关产业中尤为突出的一个。因此要求电力应急处置及时、快速、高效地达到“瞬间响应”。电力应急处置过程所依赖的信息之多、所调动的资源之巨也使协同指挥、统一处置成为了电力应急处置的一个信条。
本文通过梳理信息共享、协同指挥在应急处置过程中的业务需求，对应急处置过程中的互动会商处理提出了具体的应对策略。该策略在电网应急指挥系统中进行了实施，其有效性得到了验证。希望本文所做尝试能够为国内电网应急指挥系统的完善建设提供有益的借鉴。
参考文献：
[1]吴文传,等.电网应急指挥技术支持系统设计与关键技术[J].电力系统自动化,2008,32(15):1-7.
[2]国家电网公司应急指挥中心建设规范及编制说明(Q/GDWZ 202-2008)[Z].
[3]国家电网公司.网省应急管理应用系统典型设计[S].2008.
（责任编辑：麻剑飞）