北斗一体化运营服务平台在电力系统中的运用

陈远 刘佳 黄林超

摘 要：随着科技的发展，北斗一体化系统的应用日趋广泛。本文从项目背景和需求限制方面分析了北斗一体化运营服务平台的应用背景，从建设思路、建设内容、整体设计和安全运营管理方面介绍了项目方案，最终分析了实际运用中的风险和收益问题。

关键词：北斗一体化;电力系统;运用

0引言

近年来，公司人工智能业务飞速发展，智能设备保有量超过5000台，预计到2020年将超过10000台，2025年将超过80000台。从2015年到2018年无人机巡视总里程超过30万公里，但目前仍以人工操控的作业方式为主，未来要想实现无人机自动驾驶、自动巡检，关键支撑条件是北斗高精度定位技术。

1北斗一体化运营服务平台应用背景

1.1项目背景

2016年7月，国务院、中央军委印发《关于经济建设和国防建设融合发展“十三五”规划》的意见，明确将组织实施21个军民融合重大示范项目。其中国家卫星导航应用军民融合工程是军民融合重大示范项目，电力安全是重要领域之一。国务院和地方机构相继发布相关的方案和要求。根据国家关于推进北斗系统深化应用的战略部署，为推动“北斗+电力”资源共建共享，深化北斗系统在电网安全生产、应急抢险等各方面的应用。利用北斗短报文通讯功能，搭建北斗授時授频服务系统，可实现以下功能：一是采集无4G网络覆盖区域的生产信息，保障公司生产信息数据安全[1];二是自动采集与传输偏远山区无4G网络覆盖区域的表计电量信息，提升数据采集效率;三是自动采集信息、传输数据、掌握偏远山区无4G网络覆盖区域配电自动化情况，确保用电安全可靠;四是当公网和专网无法通信时，通过北斗卫星数据通道及时将灾损信息、应急抢修等一线情况回传至应急指挥中心，为应急指挥提供全天候、全时段的通信保障服务;五是为线路巡检人员提供巡检工作中数据通信、车辆定位功能，保证能够及时回传巡检信息，保障巡检人员生命安全;六是提供驻海外办事机构及工程场地信息通信功能，保证指令顺利下达及及时回传现场信息。按照公司统一规划、统一设计、统一建设、统一运营的原则，为统一北斗服务标准，急需开展北斗卫星导航一体化运营服务系统建设，整合北斗相关应用平台，为公司电力业务提供应用更直接、服务更广泛的北斗服务。

1.2需求与现状分析

从需求来看，我们需要做到：（1）保障国家战略安全的发展需求;（2）满足军民融合高精度定位服务的需求;（3）现有卫星定位地基增强系统无法满足电网实际需求，包括覆盖范围、信息安全、时频服务、可控性和服务质量;（4）提高经济效益和服务水平的需求;（5）电力应用领域的发展需求，具体包括：输电线路三维设计与工程建设需求，输电线路需求，基于北斗高精度定位的电力无人机巡检及管控需求，现场作业人员高精度定位需求，变电站人员作业行为与安全管控需求等[2]。具体需求情况见表1。

从应用现状来看，经过近二十年的发展，北美、欧洲及日本卫星导航应用市场逐渐走向成熟，民用市场的规模也早已远远超过了军用市场。在市场发展方面，2017年国内卫星导航与位置服务市场需求总量持续提升。行业市场保持平稳增速，交通运输与车辆监管等传统行业市场需求稳定，智慧城市、综合安防、植保服务等领域的规模化应用发展趋势明显，特别是在自动驾驶、精准农业等领域，GNSS高精度应用需求确定、发展迅速。

上述分析可以发现，公司有迫切的北斗应用需求，而且公司有良好的基础设施资源、信息化条件和应用基础，公司具有丰富的基础资源。在此基础上，北斗一体化系统的应用场景不断增加，急需统筹规划建设来解决安全风险，这些都预示着项目建设的必要性。

2项目方案设计

2.1建设思路

公司北斗卫星导航一体化运营服务系统是一个整体解决方案，系统的整体性对系统建设成果、运营效果起到至关重要的作用。因此，项目方案设计集中统一进行设计，总部及分子公司须严格按照设计成果开展建设。项目方案设计主要包含北斗一体化运营服务平台与北斗一体化运营服务基础设施的总体设计、详细设计、标准编制、基站验收、系统联调等工作。

2.2建设内容

北斗卫星导航一体化运营服务系统建设主要由北斗一体化运营服务平台与北斗一体化运营服务基础设施两大部分组成。具体见图1。

总体架构需要包括以下几个模块：高精度位置服务和实时位置管理模块，主要用于处理原始数据并进行数据分发等;北斗短报文服务模块，主要负责处理应急情况;北斗授时授频服务模块，主要功能是定时巡检访问路径和数据。

2.3整体设计

南方电网北斗卫星导航一体化运营服务系统总体设计主要包含北斗卫星导航一体化运营服务平台主要功能模块设计和详细功能设计，全网北斗定位基站的网型设计满足基站建设要求。整体设计主要包括：功能架构、高精度位置服务模块、实时位置管理模块、北斗短报文服务模块等。这些模块间相互配合才能实现北斗一体化的建设要求。

2.4运维与安全管理

运维管理包括两点：（1）基站运维：由基站监控发起基站的运维申请，由平台运维团队制定基站运维计划，由站点运维团队提交运维报告。包括对运维的计划的新增、修改、删除等功能。（2）节点运维：由节点监控模块发起节点维护申请，由平台运维团队制定节点维护计划，由机房维护人员提交节点维护报告，并进行报警规则的管理及报警历史的查询[3]。根据信息安全等级保护定级规范，建议本系统按照第三级系统的相关要求进行防护，具体包括物理安全、网络安全、主机系统安全、应用安全、数据安全等技术要求，以及安全管理机构、安全管理制度、人员安全管理、系统建设管理、系统运维管理等安全措施，密码技术应符合国家密码管理部门的相关规定。

3运行过程

3.1实际运用

为确保本项目交付质量，初步拟定实施计划从2020年1月开始，2021年6月结束。项目实施分为六个阶段：前期准备阶段、系统设计阶段、开发及测试阶段、系统联调及测试阶段、实施阶段、试运行阶段。

3.2效益分析

随着北斗卫星导航一体化运营服务系统的建设，南方电网公司北斗服务与管理相关的业务将由分散模式过渡到集中模式，在管理水平上将迈上一个台阶。北斗卫星导航一体化运营服务系统建设项目的成果将为南方电网公司带来多方面效益，主要体现在社会、管理经济等三个方面。

3.3风险与保障措施

系统应用的风险主要体现在良好的用户体验及系统集成安全等方面。针对项目存在的应用风险，建议采取以下的防范对策：（1）设计合理的符合用户使用习惯的功能模块;（2）充分与业务部门以及领导层面沟通，做好系统集成工作;（3）充分与业务部门沟通，做好数据质量优化工作。

4结语

在进行充分调研的基础上，对项目现状进行了分析;对项目开展的必要性进行了研究;对项目技术方案进行了研究，就建设内容、技术路线、部署方式进行了说明，针对个别内容给出了设计过程和要点;对项目实施方案进行了研究，对阶段性项目建设进行了充分的分析，并研究了分阶段实施过程中的目标、组织、计划等内容;给出了项目投资估算;进行了社会效益、管理效益和经济效益分析;对项目开展过程中的风险进行了识别，并给出了规避和管理基本措施。总之，从开展的可行性研究得出如下的结论：开展北斗卫星导航一体化运营服务系统建设不仅是必要的，也是十分迫切的，其经济可行，值得推广与应用。

参考文献

[1] 崇毓华.一种微波光子下变频器[J].信息技术与信息化，2017（09）：55-56.

[2] 王培章，邵尉，余同彬.S波段上下变频器的设计[J].微波学报，2012，28（S2）：274-277.

[3] 王绪宁，孙书良，陈强.导航L波段多通道下变频器的设计[J].无线电工程，2015，45（08）：69-72.