現(xiàn)場通信設(shè)備指有線電話，在調(diào)度指揮通信系統(tǒng)的設(shè)計中,，只要具備民用有線電話就可以進行臨時組網(wǎng),，根據(jù)野戰(zhàn)輸油管線鋪設(shè)運行的整體要求，整個系統(tǒng)涉及到N個泵站值班室,、1個輸油調(diào)度指揮中心和機動的上級作戰(zhàn)指揮部,。光端機設(shè)備設(shè)計為多種型號，包括局端機(調(diào)度中心使用),、遠(yuǎn)端機(泵站用),、迷你端機(指揮首長使用)等設(shè)備。光端機設(shè)備具有網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng),，通過RS232口與網(wǎng)管PC連接,。在幾種型號的光端機設(shè)備的研制開發(fā)基礎(chǔ)上設(shè)計機動組網(wǎng)方案，野戰(zhàn)輸油管線的鋪設(shè)運行要根據(jù)現(xiàn)場情況臨時開設(shè),，多種型號的光端機設(shè)備為靈活組網(wǎng)提供了可靠保證,。
    以圖1的組網(wǎng)方案為例：開設(shè)XX輸油調(diào)度指揮中心1個，使用局端機型號可以進行最多18路專線電話信號的全時雙工傳輸,，可接入光纜,。開設(shè)泵站值班室N個(N<16)，根據(jù)值班室通信需求使用遠(yuǎn)端機,，支持2路電話MODEM接口,。前方指揮部可以使用迷你便攜式光端機，通過有線電話設(shè)備接入輸油調(diào)度指揮專用網(wǎng)絡(luò),，隨時隨地處理監(jiān)控整個系統(tǒng)的運行[2],。
2.2 指揮調(diào)度通信軟件設(shè)計
    本軟件應(yīng)該具有通信調(diào)度指揮的功能，用于泵站與泵站之間,、泵站與調(diào)度中心之間,、調(diào)度中心與指揮部之間進行實時互通信息、收發(fā)命令,、調(diào)度指揮,、提示報警、數(shù)據(jù)存儲等功能,。選用星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常有利于發(fā)揮系統(tǒng)的優(yōu)勢,，因此軟件設(shè)計基本可以分為調(diào)度中心指揮控制軟件和泵站實時監(jiān)控軟件兩部分，軟件的界面設(shè)計如圖2所示,。調(diào)度中心軟件基本功能包括：(1)接收來自各個泵站的數(shù)據(jù)(最多接收17個站),，包括各種輸油工況的參數(shù)，例如：總輸油量,、累計流量,、瞬時流量、油品等,，每泵站只發(fā)給相鄰的泵站,，事故發(fā)給全線泵站，文字命令發(fā)給全線泵站,。(2)向上級指揮部發(fā)送基本信息,，與各個泵站、指揮部之間進行通信,，包括發(fā)送指令,、上報情況。(3)數(shù)據(jù)存儲功能、查詢功能,、打印報表功能,。(4)報警功能。

3 關(guān)鍵技術(shù)研究
3.1 光端機設(shè)計
    研制的便攜設(shè)備能為用戶提供多路指揮調(diào)度全時雙工熱線電話通道和多路運行參數(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送通道,。使作業(yè)各單位與各單位之間,，各單位與指揮部之間不再僅僅只是原來傳統(tǒng)的簡單專線低速數(shù)據(jù)傳遞和話音聯(lián)絡(luò)，而是將整個作業(yè)現(xiàn)場各單位的實時運行參數(shù),、話音聯(lián)絡(luò),、以及文字調(diào)度指令、實時控制參數(shù)等經(jīng)過計算機處理的大量信息通過光纖網(wǎng)絡(luò)進行高速傳遞相互交換,。
    由于研制的光端機設(shè)備必須具有多種傳輸媒介接入輸出的功能,，調(diào)度指揮通信需要使用各種通信設(shè)備，將各種通信接口連接到終端集成設(shè)備上,，如圖3所示,。根據(jù)接入接出各種傳輸媒介的要求，光端機終端集成設(shè)備的芯片為YLXT系列專用通信系統(tǒng)芯片,，數(shù)據(jù),、話音的接入、傳輸和交換都集成在芯片中,。系統(tǒng)由單色單模雙芯光纜和XTYL120光傳輸(光端機),、接口轉(zhuǎn)換設(shè)備及其他附屬設(shè)備構(gòu)成，形成25 MHz光傳輸多通道數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)硬件,。選用了專用4芯光電轉(zhuǎn)換卡,、電話線電路板卡、網(wǎng)口板卡等器件支持終端設(shè)備開發(fā)[3],。

    XTYL120光端機是整個系統(tǒng)的核心設(shè)備,，它完成了從光電變換到信令收發(fā)、多通道數(shù)據(jù)傳輸及信道分/復(fù)接等全部工作,。它可以為系統(tǒng)提供2條專用熱線話音,，8對2 MHz高速數(shù)據(jù)傳送，8對64 kHz低速數(shù)據(jù)傳送的系統(tǒng)數(shù)據(jù)通道鏈路,。根據(jù)需求由XTYL120光端機配接相應(yīng)的接口變換電路模塊,，即可組成所需的光網(wǎng)終端設(shè)備。指揮調(diào)度通信系統(tǒng)設(shè)計了3種機型：遠(yuǎn)端機(光網(wǎng)端機XTYL120A),、中繼機(光網(wǎng)端機XTYL120B),、局端機(光網(wǎng)端機XTYL120C)，其中局端機是指揮調(diào)度中心使用的調(diào)度機,，具有很強的設(shè)備資源擴展能力,。局端機的內(nèi)部模塊設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖4所示,。

    XTYL120A和XTYL120B適用于沿途聯(lián)絡(luò)站點，它最終為各站點提供：2個熱線電話接口(可接通4條話音通道),、2個以太網(wǎng)接口(用于視頻語音圖像傳輸或計算機寬帶接入),、1個RS232接口，XTYL120B具有跨站轉(zhuǎn)接能力,。XTYL120A遠(yuǎn)端機內(nèi)部模塊設(shè)計結(jié)構(gòu)圖如圖5所示[4],。

    光端機設(shè)計特點如下：
    (1)集數(shù)據(jù),、話音業(yè)務(wù)于一體,，集接入、傳輸,、交換(叉)于一體,。可自組成專網(wǎng)也可以利用公網(wǎng)組成虛擬專網(wǎng),。
    (2)數(shù)據(jù),、話音的接入、傳輸,、交換(叉)集成在芯片內(nèi),，體積小、重量輕,、功耗低,。一些外圍的電路以及一些交換功能等全部集成在芯片，既降低了成本又縮小了體積,，避免了軟件的占用時間長及開發(fā)周期長的缺點,。
    (3)傳輸線路具有可備份自動保護功能，當(dāng)一處設(shè)備被毀壞自動轉(zhuǎn)換到其他路徑傳輸,，不同傳輸媒介之間自動切換,，保證信息傳輸?shù)挠行Э煽俊?br /> 3.2 Indy開發(fā)阻塞模式通信軟件
    指揮調(diào)度通信軟件的開發(fā)建立在硬件條件的基礎(chǔ)上，由于光端機的研制,，既降低了軟件開發(fā)的成本,，又減少了開發(fā)周期。設(shè)備提供的以太網(wǎng)接口和光纖通道,，為通信監(jiān)控軟件的開發(fā)提供了便利,。選用合適的關(guān)鍵技術(shù)，就能開發(fā)出高效,、安全,、可靠的網(wǎng)絡(luò)通信軟件。
    在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實時采集功能的開發(fā)中,，本系統(tǒng)采用了Indy(Internet Direct)技術(shù),。根據(jù)通信設(shè)備組網(wǎng)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(如圖1所示),，采用TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計通信鏈路。由于采用了星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),，突出了網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)備的重要性,，因此很自然地選擇了C/S模式進行Client端(泵站)與Sever端(調(diào)度中心)之間的信息互通，這就要求用多線程技術(shù)解決幾個泵站同時與調(diào)度中心請求連接的問題,，基于此,，采用了Indy控件配合編寫多線程代碼[5]。
    Indy是一套開放源代碼的Internet控件集,，是完全基于SOCKET阻塞工作模式的開發(fā)庫,，涵蓋了幾乎所有流行的Internet協(xié)議。Indy是阻塞式(Blocking)的,，與通常的Winsock編程方法不同,，Indy使用了阻塞式Socket調(diào)用方式。阻塞式訪問更像是文件存取,，當(dāng)讀取數(shù)據(jù)或是寫入數(shù)據(jù)時,，讀取和寫入函數(shù)將一直等到相應(yīng)的操作完成后才返回。例如,，發(fā)起網(wǎng)絡(luò)連接只需調(diào)用Connect方法并等待它返回,，如果該方法執(zhí)行成功，在結(jié)束時就直接返回,，如果未能成功執(zhí)行,，則會拋出相應(yīng)的異常。同文件訪問不同的是,，Socket調(diào)用可能會需要更長的時間,，因為要讀寫的數(shù)據(jù)可能不會立即就能準(zhǔn)備好，這在很大程度上依賴于網(wǎng)絡(luò)帶寬[6],。
    阻塞式Socekt通常都采用線程技術(shù),，Indy也是如此。從最底層開始,，Indy的設(shè)計都是線程化的,。因此利用Indy創(chuàng)建服務(wù)器和客戶程序與在Unix下十分相似，并且Delphi的快速開發(fā)環(huán)境和Indy對WinSock的良好封裝使得應(yīng)用程序創(chuàng)建更加容易,。
    以野戰(zhàn)輸油調(diào)度指揮通信系統(tǒng)為例,，假設(shè)一套完整的輸油管線最多包括15個泵站，1個供油泵站,。為了保證傳輸數(shù)據(jù)的可靠性,、通信鏈路的穩(wěn)定性以及數(shù)據(jù)采集的實時性，采用了阻塞模式下Indy的多線程技術(shù),。即調(diào)度中心Server端啟動后始終處于監(jiān)聽狀態(tài),，等待泵站Client端發(fā)出連接請求,，采用“實時上線實時通知”的方式，當(dāng)Server端接收到請求后立即為客戶開辟一個新的線程,。這樣,，每個泵站都與調(diào)度中心建立有固定的連接通道，直至泵站請求斷開連接或者線程異常終斷,。在每個線程存續(xù)期間都用來處理專門的客戶事件,。
    圖6為Indy服務(wù)器的工作原理。Indy服務(wù)器組件創(chuàng)建一個同應(yīng)用程序主線程分離的監(jiān)聽線程來監(jiān)聽客戶連接請求,，對于接受的每一個客戶,，都創(chuàng)建一個新的線程來為該客戶提供服務(wù)，所有與這一客戶相關(guān)的事務(wù)都由該線程來處理,。

    本文設(shè)計的指揮調(diào)度通信系統(tǒng)在前端設(shè)計研制了網(wǎng)絡(luò)配套的光傳輸硬件設(shè)備,，包括3種型號的光端機，能夠為野戰(zhàn)條件下管線輸油調(diào)度指揮的通信網(wǎng)絡(luò)提供多種配套解決方案,。同時，這種移動靈活的組網(wǎng)方式還可以平行地應(yīng)用于大型突發(fā)公共事件的應(yīng)急指揮調(diào)度組網(wǎng)中,。利用阻塞模式開發(fā)的調(diào)度指揮通信軟件具有很強的針對性,，雖然對于不同的應(yīng)用需求需要一定程度的調(diào)整與完善，但是Indy網(wǎng)絡(luò)控件技術(shù)的使用大大縮短了開發(fā)周期,，使光端機設(shè)備靈活組網(wǎng)的優(yōu)勢得到進一步鞏固,。該調(diào)度指揮通信系統(tǒng)方便實用，具有較高的經(jīng)濟效益和廣泛的應(yīng)用前景,。
參考文獻
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