核電廠無線電話系統(tǒng)的應(yīng)用與展望

【摘要】 隨著無線技術(shù)的快速發(fā)展，無線電話系統(tǒng)將被越來越多的廠礦、企業(yè)所采用?；赪IFI的無線電話系統(tǒng)不僅能夠提供清晰的語音通話功能，同時還可以用于數(shù)據(jù)傳輸、用于無線定位、用于活動軌跡跟蹤，是生產(chǎn)調(diào)度和安全生產(chǎn)的重要工具。三門核電有限公司將基于WIFI技術(shù)的無線電話系統(tǒng)作為電站的主要通信手段，這既是設(shè)計的創(chuàng)新，更是對傳統(tǒng)通信手段的挑戰(zhàn)。

【關(guān)鍵字】 無線電話系統(tǒng) MCU 無線定位

引言

目前各核電企業(yè)雖然有多種通信手段，但都以有線為主，有線通信手段由于其安裝位置固定，且分布數(shù)量有限，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)作業(yè)人員及其管理上的需要。無線電話系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理人員、一線工作人員及調(diào)度人員之間的實(shí)時聯(lián)系，并可以對廠房內(nèi)人員進(jìn)行實(shí)時跟蹤監(jiān)測和定位，隨時清楚掌握每個人員在廠房內(nèi)的位置及活動軌跡。如果發(fā)生災(zāi)變，還可立即從監(jiān)控計算機(jī)上查詢事故現(xiàn)場的人員位置分布情況、被困人員數(shù)量、遇險人員撤退線路等信息，為事故搶險提供科學(xué)依據(jù)。

同時，也可利用系統(tǒng)的日常安全管理功能，對電站人員進(jìn)行安全管理。

作為國有現(xiàn)代化的大型核電企業(yè)，三門核電對生產(chǎn)安全及生產(chǎn)調(diào)度一直是非常的重視，投入了大量人力物力開發(fā)建設(shè)。實(shí)現(xiàn)廠房內(nèi)作業(yè)人員與主控室的實(shí)時通訊，使主控室及時掌握廠房內(nèi)人員的動態(tài)分布及作業(yè)情況，開發(fā)建設(shè)核電廠房內(nèi)無線電話系統(tǒng)已成為三門核電實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)調(diào)度和保障生產(chǎn)人員安全的迫切需要。

一、需求分析

現(xiàn)在許多核電仍使用著有線調(diào)度通信系統(tǒng)，調(diào)度電話在廠房內(nèi)安裝位置固定，且分布數(shù)量有限，而核電站工作分布區(qū)域廣，整個電站又分為多個工作區(qū)，加上生產(chǎn)環(huán)節(jié)多、每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)在地理位置上又是分散的，為了確保廠房內(nèi)人員的人身安全，讓主控室調(diào)度指揮人員能夠?qū)崟r了解到廠房內(nèi)的工作情況，并根據(jù)工作實(shí)際進(jìn)行合理調(diào)度，無線電話系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的最佳通信手段。

核電生產(chǎn)主要在核島和常規(guī)島廠房作業(yè)，不安全因素多，人員、設(shè)備流動性大，生產(chǎn)作業(yè)流程在廠房內(nèi)還具有多工種聯(lián)合流水作業(yè)的特點(diǎn)。這種作業(yè)對運(yùn)輸、安裝、調(diào)試之間的配合要求很高，信息傳輸必須及時、準(zhǔn)確。核電廠房內(nèi)是一個特殊的工作環(huán)境，有易燃、易爆和放射性氣體，無線電波傳輸衰耗大（例如，在地面通信距離可達(dá)數(shù)幾千米的手機(jī)，在廠房內(nèi)通信距離僅有幾十米）等特點(diǎn)。

二、技術(shù)選型

由于核電廠房的特殊性，制約了廠房內(nèi)無線電話系統(tǒng)的發(fā)展，但隨著近年來無線技術(shù)的快速發(fā)展以及科技水平的不斷提高，新型的無線技術(shù)越來越多地服務(wù)于特殊環(huán)境中，國外不少核電廠已經(jīng)采用了無線通信手段。

WiFi，全稱Wireless Fidelity，人們習(xí)慣用WiFi來稱呼802.11b協(xié)議。IEEE802.11規(guī)定的發(fā)射功率不可超過100毫瓦，實(shí)際發(fā)射功率約60～70毫瓦，使這類設(shè)備可以設(shè)計成符合核電安全要求的本質(zhì)安全型設(shè)備。同時WiFi工作在免授權(quán)的2.4GHz頻段。

WiFi技術(shù)先進(jìn)、又工作在免授權(quán)頻段，以及其協(xié)議本身能限制其設(shè)備的功率，使得WiFi設(shè)備可以設(shè)計成符合核電安全要求的安全型設(shè)備。

三、無線電話系統(tǒng)的具體應(yīng)用

3.1系統(tǒng)模型

為確保電站主要通信手段——無線電話系統(tǒng)的語音質(zhì)量，設(shè)計者們?yōu)闊o線電話系統(tǒng)設(shè)計了一套WiFi專用的工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)無線電話系統(tǒng)的需求與目標(biāo)，提出了基于WiFi技術(shù)的無線電話系統(tǒng)的模型，如圖1所示。

WiFi無線電話系統(tǒng)實(shí)際上就是用軟交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)IP電話的控制系統(tǒng)即MCU（Main Control Unit）；然后通過WiFi無線技術(shù)將承載話音的IP包傳輸?shù)礁鲄^(qū)域，實(shí)現(xiàn)全廠的WiFi無線通信；并通過軟件編程實(shí)現(xiàn)對IP電話的調(diào)度功能。

從圖1可以看出，WiFi無線電話系統(tǒng)的模型分為三層結(jié)構(gòu)：

3.1.1數(shù)據(jù)源層

數(shù)據(jù)源層包括WiFi手機(jī)、IP電話以及其它生產(chǎn)調(diào)度指揮的多媒體終端；這里的數(shù)據(jù)源主要指可將話音等信息數(shù)字化并壓縮打包為可在IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)脑O(shè)備。以WiFi手機(jī)為例，主要由VoIP處理器（對信號進(jìn)行編碼、分組打包等處理）、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（對信號進(jìn)行模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換），以及電源控制集成電路（系統(tǒng)的電源控制）等。

3.1.2承載傳輸層

承載傳輸層包括廠房內(nèi)外的WiFi無線網(wǎng)絡(luò)、廠房內(nèi)外的WiFi專用工業(yè)以太網(wǎng)以及各種數(shù)據(jù)協(xié)議接口；工業(yè)以太網(wǎng)是WiFi應(yīng)用的基礎(chǔ)，是數(shù)據(jù)IP化的前提條件；承載傳輸層負(fù)責(zé)將承載了話音的IP包通過傳輸網(wǎng)送到目的地；而WiFi無線網(wǎng)絡(luò)是無線電話系統(tǒng)的核心，是實(shí)現(xiàn)WiFi無線電話系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。承載傳輸層還應(yīng)包括IP與傳統(tǒng)電話網(wǎng)的各種接口，如：E1、ISDN等。

3.1.3應(yīng)用處理層

應(yīng)用處理層包括MCU、調(diào)度臺、IP調(diào)度通信服務(wù)器、語音服務(wù)器、錄音服務(wù)器等。本層負(fù)責(zé)對呼叫進(jìn)行接續(xù)等控制，并實(shí)現(xiàn)群呼、強(qiáng)插強(qiáng)拆、錄音等電話調(diào)度功能。MCU是以高性能服務(wù)器為硬件載體、采用軟件技術(shù)、使用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議（SIP等）開發(fā)的，可以分為硬件層、軟件模塊層、維護(hù)管理層和控制接口層4部分。軟件模塊層又分為語音信號處理、PSTN呼叫控制、IP呼叫管理、IP呼叫控制、IP數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?/p>

通過對模型的分析可以得出，基于WiFi技術(shù)的無線電話系統(tǒng)的設(shè)計主要內(nèi)容是承載傳輸層的WiFi無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及應(yīng)用處理層的IP電話調(diào)度系統(tǒng)。

3.2設(shè)備組成

3.2.1 數(shù)據(jù)源層設(shè)備

（1） 無線手持終端

無線WiFi終端采用SpectraLink 8030 WiFi手機(jī)，主要是提供移動電話服務(wù)，它具有撥號呼叫、可編程直通鍵、呼叫轉(zhuǎn)移、免提全雙工通話揚(yáng)聲器、和手機(jī)麥克風(fēng)靜音。

（2） 觸摸屏調(diào)度臺

調(diào)度臺是整個無線電話系統(tǒng)的指揮中心，它是話務(wù)員（調(diào)度員）操作調(diào)度業(yè)務(wù)服務(wù)器的界面，同時，系統(tǒng)的所有指揮、調(diào)度功能也是通過調(diào)度臺與IP調(diào)度通信服務(wù)器的通信來實(shí)現(xiàn)的，因此調(diào)度臺應(yīng)承擔(dān)如下兩項(xiàng)功能：即話務(wù)臺功能和指揮調(diào)度功能。話務(wù)員要通過調(diào)度臺向IP調(diào)度通信服務(wù)器發(fā)送各種命令，控制其完成調(diào)度業(yè)務(wù)過程中需完成的各種操作。同時，還需要配合調(diào)度功能，隨時提供各成員分機(jī)的狀態(tài)、顯示及各功能鍵的工作狀態(tài)。

觸摸屏調(diào)度臺使用圖形化界面，能夠顯示實(shí)時系統(tǒng)內(nèi)的IP終端系統(tǒng)狀態(tài)，通過不同的圖標(biāo)、顏色來顯示用戶的不同狀態(tài)（離線、在線、空閑、呼叫、會議等）：使管理員直接、方便地管理調(diào)度。

3.2.2 承載傳輸層設(shè)備

（1） 無線基站

無線電話系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施是一個專用網(wǎng)絡(luò)，只有WiFi電話被允許訪問無線網(wǎng)絡(luò)，而通過修改規(guī)則以及無線網(wǎng)絡(luò)管理能力組件可以禁止其他無線終端設(shè)備連入。在設(shè)備選型上，采用Aruba公司多業(yè)務(wù)移動控制器Aruba-6000-400-FI作為基站控制器，雙無線電接入基站AP-70-FI無盲點(diǎn)完全覆蓋核電廠室內(nèi)區(qū)域，室外采用高功率的無線基站AP-85對核電廠控制區(qū)域的室外部分進(jìn)行覆蓋?；贗EEE 802.11無線局域網(wǎng)的瘦AP和移動控制器，使整個無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施更加靈活和健壯。基站是電磁干擾最主要的發(fā)射源，Aruba公司的AP發(fā)射功率可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，從而確保重要儀控設(shè)備的正常工作。

3.2.3 應(yīng)用處理層設(shè)備

（1） IP調(diào)度通信服務(wù)器

IP調(diào)度通信服務(wù)器是整個無線電話系統(tǒng)的核心節(jié)點(diǎn)，硬件設(shè)備采用IBM Xseries 3850服務(wù)器，軟件安裝Trinno Link 的Lucid的智能調(diào)度通信系統(tǒng)。

IP調(diào)度通信服務(wù)器主要功能包括普通電話交換機(jī)的點(diǎn)對點(diǎn)呼叫、呼叫轉(zhuǎn)移和代接等，同時具有強(qiáng)大的調(diào)度功能，可以支持在組內(nèi)配置6級調(diào)度員，主要調(diào)度功能包括：強(qiáng)插、強(qiáng)拆、組呼、全呼、會議、錄音等。

（2） 無線定位服務(wù)器

無線定位服務(wù)器是基于分析手機(jī)之間和手機(jī)連接的AP的射頻信號，通過數(shù)據(jù)分析處理，能夠?qū)崟r快速地找到電廠內(nèi)無線手機(jī)位置。無線定位服務(wù)器的硬件也是采用IBM Xseries 3850服務(wù)器，軟件安裝華楓信通的無線定位系統(tǒng)。

通過無線定位服務(wù)器，可以顯示某個選定區(qū)域內(nèi)的所有手機(jī)、可以在地圖上實(shí)時顯示某個選定手持終端的當(dāng)前位置、并且能夠回放選定時間段內(nèi)的手持終端位置軌跡。

（3） 錄音服務(wù)器

錄音服務(wù)器與IP調(diào)度通信服務(wù)器、觸摸屏調(diào)度臺和調(diào)度終端協(xié)同工作，共同為用戶提供自動錄音服務(wù)?？筛鶕?jù)需要將錄音服務(wù)器與IP調(diào)度通信服務(wù)器集成管理或分散管理，管理員經(jīng)由WEB 界面進(jìn)行遠(yuǎn)端設(shè)置、監(jiān)控、錄音資料的聽取、下載、管理等各項(xiàng)操作。

（4） 無線語音質(zhì)量服務(wù)器

無線語音質(zhì)量服務(wù)器是主要控制單元（MCU）的重要組成部分。無線電話系統(tǒng)的語音傳輸都是基于無線網(wǎng)絡(luò)和IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，由于無線網(wǎng)絡(luò)以及IP網(wǎng)絡(luò)都具有延時、抖動的特性，無線語音質(zhì)量服務(wù)器與SpectraLink 8030 WiFi手機(jī)配合，通過一種被稱為SpectraLink語音優(yōu)先級（SVP）的機(jī)制保證語音數(shù)據(jù)優(yōu)先通過企業(yè)的WiFi網(wǎng)絡(luò)。通過這個標(biāo)準(zhǔn)的兼容協(xié)議簡單的實(shí)施減少了語音數(shù)據(jù)包排隊的延誤，確保在無線網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)恼Z音質(zhì)量不會受損。

（5） 語音網(wǎng)關(guān)

語音網(wǎng)關(guān)主要是提供無線電話系統(tǒng)與其他第三方通信系統(tǒng)的接口，實(shí)現(xiàn)VoIP到TDM的轉(zhuǎn)換，支持E1的數(shù)字中繼或FXO模擬中繼等。在語音網(wǎng)關(guān)的選型上，采用Mediant 1000設(shè)備作為語音網(wǎng)關(guān)。

3.3網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

工業(yè)以太網(wǎng)是WiFi無線電話系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)，是數(shù)據(jù)IP化的前提條件。工業(yè)以太網(wǎng)，是指技術(shù)上與商用以太網(wǎng)（即IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)）兼容，但在產(chǎn)品設(shè)計時，在材質(zhì)的選用、產(chǎn)品的強(qiáng)度、適用性以及實(shí)時性等方面能滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要。簡言之，工業(yè)以太網(wǎng)是將以太網(wǎng)應(yīng)用于工業(yè)控制和管理的局域網(wǎng)技術(shù)。由于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的提高，困擾以太網(wǎng)進(jìn)入控制領(lǐng)域的實(shí)時性、確定性、傳輸速度等問題均得到了完善的解決，各大PLC產(chǎn)品（Programmable Logic Controller可編程邏輯控制器）已提供工業(yè)以太網(wǎng)接口，工業(yè)以太網(wǎng)已在自動化系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

核電選用先進(jìn)的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)作為電站生產(chǎn)骨干網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)方向，通過分析比較當(dāng)前的工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品和組網(wǎng)特點(diǎn)，最終選定阿爾卡特朗訊的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)建設(shè)基于千兆光纖工業(yè)以太網(wǎng)的生產(chǎn)骨干網(wǎng)絡(luò)。在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的選型上，采用阿爾卡特朗訊的OmniSwitch系列產(chǎn)品，網(wǎng)絡(luò)按三層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計，分別為核心交換機(jī)、匯聚交換機(jī)、接入交換機(jī)。核心交換機(jī)采用Alcatel-Lucent OS9700-CB-A交換機(jī)，主要功能是接入MCU核心設(shè)備，同時作為網(wǎng)絡(luò)的核心交換節(jié)點(diǎn)，所有的數(shù)據(jù)交換都由核心交換機(jī)完成。匯聚交換機(jī)采用Alcatel-Lucent OS6850-U24X交換機(jī)，作用是將某個區(qū)域或廠房的多個接入交換機(jī)的數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)行匯聚，然后再上傳核心交換機(jī)，以減少核島內(nèi)的線纜的數(shù)量。接入交換機(jī)采用Alcatel-Lucent OS6400-P24H和Alcatel-Lucent OS-LS-6212P交換機(jī)，主要用于連接無線基站，同時給基站提供電源等功能。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D2所示：

該網(wǎng)絡(luò)的成功建設(shè)，不僅滿足了語音通信的需要，同時為電站將來的綜合應(yīng)用創(chuàng)造了條件，電站各安全、生產(chǎn)子系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)控的數(shù)據(jù)、工業(yè)電視視頻圖像、調(diào)度數(shù)據(jù)等信息直接在該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。

3.4具體應(yīng)用

無線電話系統(tǒng)以WiFi無線網(wǎng)絡(luò)和TCP/IP協(xié)議為基本架構(gòu)，以WiFi專用的工業(yè)以太網(wǎng)為整個系統(tǒng)的主干傳輸平臺，形成有線主干與無線接入、無線終端相結(jié)合的方式，覆蓋電站部分或全部廠房及地面相關(guān)區(qū)域，最終實(shí)現(xiàn)電站寬帶無線通訊。

系統(tǒng)由IP調(diào)度通信服務(wù)器、無線定位服務(wù)器、觸摸屏調(diào)度臺、錄音服務(wù)器、無線語音質(zhì)量服務(wù)器、語音網(wǎng)關(guān)和無線基站、WiFi終端等組成。WiFi無線電話系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

服務(wù)器在硬件上選用IBM Xseries 3850服務(wù)器，該服務(wù)器是IBM有史以來提供的最安全的服務(wù)器產(chǎn)品之一，它能夠提供內(nèi)部擴(kuò)展能力與機(jī)架密度的最佳組合，能夠在為企業(yè)提供最佳服務(wù)器性能的同時，降低空間與能源需求。

采用Aruba公司多業(yè)務(wù)移動控制器Aruba-6000-400-FI作為基站控制器，室內(nèi)采用AP-70-FI基站，實(shí)現(xiàn)無盲點(diǎn)完全覆蓋核電廠室內(nèi)區(qū)域，室外采用高功率的無線基站AP-85對核電廠控制區(qū)域的室外部分進(jìn)行覆蓋。手持終端采用SpectraLink 8030 WiFi手機(jī)。

系統(tǒng)工作原理簡單來說就是主控單元通過交換機(jī)為進(jìn)入到無線信號覆蓋區(qū)域的每一臺手持終端分配一個IP地址，并自動為其在管理軟件中注冊，將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。注冊后的手持終端即可正常通話。呼叫時節(jié)點(diǎn)收到手持終端調(diào)制打包后發(fā)出的無線信號、通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)送到主控單元，經(jīng)軟件處理后又經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)送到覆蓋被呼叫手持終端所在區(qū)域的節(jié)點(diǎn)，呼叫目標(biāo)手持終端接收信號后經(jīng)過振鈴提示并調(diào)制成語音給與持機(jī)者，完成一次通話。

系統(tǒng)與電站PABX和EPABX系統(tǒng)無縫連接；當(dāng)使用者接聽時，便攜式電話會選擇最好質(zhì)量的信道；當(dāng)便攜式電話在電站范圍內(nèi)移動時，它能連續(xù)地搜索最強(qiáng)信號的基站/頻道，頻道之間的轉(zhuǎn)移是不易察覺到的、不影響正常通話。

手持終端是標(biāo)準(zhǔn)制造的數(shù)字蜂窩話機(jī)，有鍵盤和字母數(shù)字顯示屏，它有PABX電話系統(tǒng)的典型功能和額外的無線電話系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)功能。手持終端支持自動定位、聲音加振動的報警尋呼、可編程的快速自動撥號、號碼儲存、通話加密、單鍵激活會議等多項(xiàng)功能。

無線手持終端和無線基站的最大射頻輸出功率不高于100mw；系統(tǒng)提供呼叫通話、電話會議、強(qiáng)插強(qiáng)拆、監(jiān)聽錄音、手機(jī)漫游、終端定位等使用功能；同時也能提供智能的RF（Radio Frequency 射頻）管理功能和集中的網(wǎng)絡(luò)管理功能。

四、無線電話系統(tǒng)的應(yīng)用展望

在核電站內(nèi)構(gòu)建基于WiFi的無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)質(zhì)上是建立了覆蓋核電站的高速無線通信平臺，在該平臺上，除了實(shí)現(xiàn)上面詳細(xì)闡述的無線電話尋呼應(yīng)用以外，還可以在其基礎(chǔ)上來擴(kuò)展許多其他方式的應(yīng)用，包括：數(shù)據(jù)采集應(yīng)用、無線視頻應(yīng)用和應(yīng)急通信應(yīng)用。

4.1數(shù)據(jù)采集應(yīng)用

核電站在生產(chǎn)和維護(hù)作業(yè)中需要對各種設(shè)備、儀器、工作人員和環(huán)境狀況進(jìn)行監(jiān)控。采用無線設(shè)備，可以為這些與核電作業(yè)緊密結(jié)合的數(shù)據(jù)采集工作帶來巨大的便利。下面就是未來可能的核電無線數(shù)據(jù)采集應(yīng)用的實(shí)例。

4.1.1 無線條碼掃描系統(tǒng)

借助核電站內(nèi)的WiFi無線基礎(chǔ)設(shè)施，可以為物料管理人員配置便攜式無線條碼掃描，通過無線接入倉庫物料管理系統(tǒng)，從而使物料管理人員遠(yuǎn)程地管理物料，改善倉庫運(yùn)營和效率。

4.1.2 劑量檢測系統(tǒng)

為了保持人員輻射劑量最優(yōu)化（按實(shí)際情況、盡可能低）?？梢宰屵M(jìn)入有輻射區(qū)域內(nèi)的人員佩戴無線劑量檢測器，它本身具備無線通信能力，可以實(shí)時地將區(qū)域內(nèi)每個工作人員的輻射照射量通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送到劑量檢測系統(tǒng)的服務(wù)器上，從而得到個人在輻射污染區(qū)域內(nèi)或附近的工作人員的累積輻射劑量的精確探測，精確度可達(dá)1μSv，同時劑量檢測器可以配有身份認(rèn)證能力，進(jìn)一步確保劑量監(jiān)測的準(zhǔn)確性。

除了對人員的累積輻射劑量進(jìn)行監(jiān)測外，這種無線劑量檢測器還可以對移動和固定儀器受到的輻射進(jìn)行實(shí)時劑量。由于具備雙向通信能力，無線劑量檢測器的報警閾值等工作參數(shù)還可以遠(yuǎn)程設(shè)定，提高應(yīng)用的靈活性和易用性。

4.1.3 應(yīng)用無線傳感器加強(qiáng)智能監(jiān)控

核電未來在監(jiān)控領(lǐng)域的趨勢是在儀控設(shè)備（IC）上增加智能感應(yīng)器，包括智能壓力感應(yīng)器、智能溫度感應(yīng)器和智能流量感應(yīng)器等。這里的智能意味著每個感應(yīng)器都有一個嵌入式微處理器、能夠把感應(yīng)變量（如報警狀態(tài)、門限開關(guān)量等）處理后通過無線網(wǎng)絡(luò)，將信息傳送到遠(yuǎn)程操作臺，從而實(shí)現(xiàn)對重要儀控設(shè)備的監(jiān)控。

4.2 無線視頻應(yīng)用

由于基于WiFi的高速無線網(wǎng)絡(luò)可以支持視頻傳輸，這就使得可以在核電站內(nèi)非常靈活地部署視頻監(jiān)控攝像機(jī)，而不再受傳統(tǒng)視頻應(yīng)用中需要的以太網(wǎng)電纜或視頻電纜的限制。同時，電站員工還可以通過掌上電腦（PDA）或智能手機(jī)來攝取視頻。這種靈活性對于那些需要在電站各處巡檢的員工是非常重要的。

有了在核電站內(nèi)各個場所攝取圖像/圖片的能力，就為進(jìn)一步的視頻應(yīng)用提供了可能。核電站各場所的圖像可以保存在一個圖像數(shù)據(jù)庫中，經(jīng)過處理與分析可以生成各場所的特征標(biāo)簽（包含了關(guān)于如顏色、質(zhì)地、形狀等可視屬性的信息）。一旦實(shí)際生產(chǎn)監(jiān)控過程中發(fā)現(xiàn)某地點(diǎn)的圖像與其特征標(biāo)簽的不符，就可以發(fā)起報警。

4.3 應(yīng)急通信應(yīng)用

核電站的應(yīng)急處理能力直接關(guān)系到核電站的安全，其中核電站的應(yīng)急通信平臺是確?？焖?、高效的應(yīng)急處理的關(guān)鍵性要素之一。由于某些突發(fā)性的意外事件可能會破壞核電站內(nèi)既有的基礎(chǔ)設(shè)施，包括既有的核電站內(nèi)部的供電和通信網(wǎng)絡(luò)，所以核電站的應(yīng)急通信平臺除了能夠接入既有的核電站通信系統(tǒng)以外，還具有獨(dú)立的通信設(shè)備，即不是核電站內(nèi)正常運(yùn)行時使用的、已經(jīng)安裝部署好的通信設(shè)施和設(shè)備，并且這些獨(dú)立的應(yīng)急通信設(shè)備能夠在不依賴于核電站內(nèi)既有的基礎(chǔ)設(shè)施的條件下獨(dú)立工作，即不需要使用核電站內(nèi)正常運(yùn)行時使用的、已經(jīng)安裝部署好的各類供電電源和通信線路和信道。

為了應(yīng)對核電站的既有基礎(chǔ)設(shè)施遭到嚴(yán)重破壞，核電站的應(yīng)急通信平臺應(yīng)該具有很強(qiáng)的靈活性和接入能力，可以快速部署到核電站內(nèi)任何一處或幾處具體的應(yīng)急業(yè)務(wù)處理現(xiàn)場，提供在這些具體地點(diǎn)的一定范圍內(nèi)的通信能力。而且，構(gòu)成核電站的應(yīng)急通信系統(tǒng)的架構(gòu)和設(shè)備要具備冗余能力，即在應(yīng)急通信系統(tǒng)的某一個或少數(shù)幾個設(shè)備出現(xiàn)故障或遭到破壞時、系統(tǒng)所支持的通信業(yè)務(wù)可以不受影響。

基于WiFi基礎(chǔ)開發(fā)而成的無線應(yīng)急無線通信系統(tǒng)充分滿足了應(yīng)急通信快速、可高的基本要求，系統(tǒng)部署靈活、使用方便，完全獨(dú)立于既有的通信設(shè)施（供電、信道），無線網(wǎng)狀網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通過自帶的蓄電池進(jìn)行供電。

上圖即為典型布置方案，從圖中可以發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)主要由多媒體應(yīng)急通信平臺、無線網(wǎng)狀網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、便攜衛(wèi)星設(shè)備、移動視頻會議終端組成。其中多媒體應(yīng)急通信平臺是整個系統(tǒng)的中樞所在，通過網(wǎng)線與無線網(wǎng)狀網(wǎng)主節(jié)點(diǎn)連接，主節(jié)點(diǎn)通過5.8GHz頻段與相鄰無線網(wǎng)狀網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通信，同時主節(jié)點(diǎn)還配有衛(wèi)星接口，與便攜衛(wèi)星設(shè)備對接后，無線終端即可通過衛(wèi)星信號與外界（核電應(yīng)急辦等）取得聯(lián)系。當(dāng)然，每個節(jié)點(diǎn)還能覆蓋300米范圍的2.4GHz無線信號。最主要的是應(yīng)急無線系統(tǒng)可以與無線電話系統(tǒng)無縫對接，提供統(tǒng)一、透明、靈活、高速的無線數(shù)據(jù)通道。即任何的無線手持終端都可以用于應(yīng)急無線通信系統(tǒng)中，自然也都可以通過衛(wèi)星信號與外界通話。更值得一提的是，只要你的無線終端有拍照或攝像功能，都可以通過無線網(wǎng)絡(luò)將圖像傳遞到指定區(qū)域，為領(lǐng)導(dǎo)的決策提供更多的參考數(shù)據(jù)。

五、結(jié)論

本文針對目前核電有線通信系統(tǒng)布置局限性的實(shí)際情況，在分析了核電企業(yè)對無線電話系統(tǒng)迫切需求的基礎(chǔ)上，選擇WiFi為核電的安全無線電話系統(tǒng)。

該系統(tǒng)基于局域網(wǎng)技術(shù)，組網(wǎng)方便，易于維護(hù)，使用的頻段無須在無委會備案，不用繳納費(fèi)用，便于地面無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋使用，能避免將來出現(xiàn)不必要的麻煩；技術(shù)先進(jìn)，符合發(fā)展趨勢，通話信道較小，系統(tǒng)功率可根據(jù)環(huán)境自動調(diào)整，更能保證通話質(zhì)量；系統(tǒng)建成后帶寬可滿足將來數(shù)據(jù)采集、無線視頻、應(yīng)急通信等廠房內(nèi)其它應(yīng)用需要，擴(kuò)展能力較強(qiáng)。

該無線電話系統(tǒng)不但可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理人員、一線工作人員及調(diào)度人員之間的實(shí)時聯(lián)系，還可以對廠房內(nèi)人員進(jìn)行實(shí)時跟蹤監(jiān)測和定位，隨時清楚掌握每個人員在廠房內(nèi)的位置及活動軌跡。如果發(fā)生災(zāi)變，還可立即從監(jiān)控計算機(jī)上查詢事故現(xiàn)場的人員位置分布情況、被困人員數(shù)量、遇險人員撤退線路等信息，為事故搶險提供科學(xué)依據(jù)。

我們相信，WIFI無線電話系統(tǒng)一定能在三門核電有限公司核電安全生產(chǎn)過程中發(fā)揮出其他通信系統(tǒng)無法替代的重要作用。而且這一選擇必將對未來中國核電項(xiàng)目通信系統(tǒng)的建設(shè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

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作者信息：

第一作者：翁黎明（1976年），男，浙江衢州，高級工程師 ，碩士學(xué)位，通信工程。

第二作者：虞舟凱（1980年），男，浙江舟山，工程師 ，碩士學(xué)位，通信工程。

天津市和平區(qū)沙市道福林里12-202，史輝收，18902031051