指揮調(diào)度通信系統(tǒng)主要由現(xiàn)場(chǎng)通信設(shè)備、光端機(jī)設(shè)備、機(jī)動(dòng)組網(wǎng)方案、指揮調(diào)度通信軟件四大部分組成，系統(tǒng)組成及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1所示。

    2.2 指揮調(diào)度通信軟件設(shè)計(jì)

    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(jìn)行實(shí)時(shí)互通信息、收發(fā)命令、調(diào)度指揮、提示報(bào)警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(shì)，因此軟件設(shè)計(jì)基本可以分為調(diào)度中心指揮控制軟件和泵站實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件兩部分，軟件的界面設(shè)計(jì)如圖2所示。

    調(diào)度中心軟件基本功能包括：

    （1）接收來(lái)自各個(gè)泵站的數(shù)據(jù)（多接收17個(gè)站），包括各種輸油工況的參數(shù)，例如：總輸油量、累計(jì)流量、瞬時(shí)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(jí)指揮部發(fā)送基本信息，與各個(gè)泵站、指揮部之間進(jìn)行通信，包括發(fā)送指令、上報(bào)情況。

    （3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能、查詢功能、打印報(bào)表功能。

    （4）報(bào)警功能。

    3 關(guān)鍵技術(shù)研究

    3.1 光端機(jī)設(shè)計(jì)

    研制的便攜設(shè)備能為用戶提供多路指揮調(diào)度全時(shí)雙工熱線電話通道和多路運(yùn)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(lái)傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單專線低速數(shù)據(jù)傳遞和話音聯(lián)絡(luò)，而是將整個(gè)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各單位的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)、話音聯(lián)絡(luò)、以及文字調(diào)度指令、實(shí)時(shí)控制參數(shù)等經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理的大量信息通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高速傳遞相互交換。

    由于研制的光端機(jī)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(jī)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(jī)）、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(kāi)發(fā)。

    XTYL120光端機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的設(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(duì)2 MHz高速數(shù)據(jù)傳送，8對(duì)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(jī)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(jì)了3種機(jī)型：遠(yuǎn)端機(jī)（光網(wǎng)端機(jī)XTYL120A）、中繼機(jī)（光網(wǎng)端機(jī)XTYL120B）、局端機(jī)（光網(wǎng)端機(jī)XTYL120C），其中局端機(jī)是指揮調(diào)度中心使用的調(diào)度機(jī)，具有很強(qiáng)的設(shè)備資源擴(kuò)展能力。局端機(jī)的內(nèi)部模塊設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

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

    光端機(jī)設(shè)計(jì)特點(diǎn)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(shí)間長(zhǎng)及開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)的缺點(diǎn)。

    （3）傳輸線路具有可備份自動(dòng)保護(hù)功能，當(dāng)一處設(shè)備被毀壞自動(dòng)轉(zhuǎn)換到其他路徑傳輸，不同傳輸媒介之間自動(dòng)切換，保證信息傳輸?shù)挠行Э煽俊?/P>

    數(shù)字光端機(jī)具有明顯的優(yōu)勢(shì)

    與傳統(tǒng)的模擬光端機(jī)相比，數(shù)字光端機(jī)具有明顯的優(yōu)勢(shì)：

    1）傳輸距離較長(zhǎng)：可達(dá)80Km，甚至更遠(yuǎn)（120Km）；

    2）支持視頻無(wú)損再生中繼，因此可以采用多級(jí)傳輸模式；

    3）受環(huán)境干擾較小，傳輸質(zhì)量高；

    4）支持的信號(hào)容量可達(dá)16路，甚至更多（32路、64路）。

    3.2 Indy開(kāi)發(fā)阻塞模式通信軟件

    指揮調(diào)度通信軟件的開(kāi)發(fā)建立在硬件條件的基礎(chǔ)上，由于光端機(jī)的研制，既降低了軟件開(kāi)發(fā)的成本，又減少了開(kāi)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(kāi)發(fā)提供了便利。選用合適的關(guān)鍵技術(shù)，就能開(kāi)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(shí)時(shí)采集功能的開(kāi)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(jì)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(jìn)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(gè)泵站同時(shí)與調(diào)度中心請(qǐng)求連接的問(wèn)題，基于此，采用了Indy控件配合編寫(xiě)多線程代碼。

    Indy是一套開(kāi)放源代碼的Internet控件集，是完全基于SOCKET阻塞工作模式的開(kāi)發(fā)庫(kù)，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(wèn)更像是文件存取，當(dāng)讀取數(shù)據(jù)或是寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，讀取和寫(xiě)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(shí)就直接返回，如果未能成功執(zhí)行，則會(huì)拋出相應(yīng)的異常。同文件訪問(wèn)不同的是，Socket調(diào)用可能會(huì)需要更長(zhǎng)的時(shí)間，因?yàn)橐x寫(xiě)的數(shù)據(jù)可能不會(huì)立即就能準(zhǔn)備好，這在很大程度上依賴于網(wǎng)絡(luò)帶寬。

    阻塞式Socekt通常都采用線程技術(shù)，Indy也是如此。從層開(kāi)始，Indy的設(shè)計(jì)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(kāi)發(fā)環(huán)境和Indy對(duì)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多包括15個(gè)泵站，1個(gè)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(shí)時(shí)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(dòng)后始終處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)，等待泵站Client端發(fā)出連接請(qǐng)求，采用“實(shí)時(shí)上線實(shí)時(shí)通知”的方式，當(dāng)Server端接收到請(qǐng)求后立即為客戶開(kāi)辟一個(gè)新的線程。這樣，每個(gè)泵站都與調(diào)度中心建立有固定的連接通道，直至泵站請(qǐng)求斷開(kāi)連接或者線程異常終斷。在每個(gè)線程存續(xù)期間都用來(lái)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(gè)同應(yīng)用程序主線程分離的監(jiān)聽(tīng)線程來(lái)監(jiān)聽(tīng)客戶連接請(qǐng)求，對(duì)于接受的每一個(gè)客戶，都創(chuàng)建一個(gè)新的線程來(lái)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(lái)處理。

    本文設(shè)計(jì)的指揮調(diào)度通信系統(tǒng)在前端設(shè)計(jì)研制了網(wǎng)絡(luò)配套的光傳輸硬件設(shè)備，包括3種型號(hào)的光端機(jī)，能夠?yàn)橐皯?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(shí)，這種移動(dòng)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(kāi)發(fā)的調(diào)度指揮通信軟件具有很強(qiáng)的針對(duì)性，雖然對(duì)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(kāi)發(fā)周期，使光端機(jī)設(shè)備靈活組網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)得到進(jìn)一步鞏固。該調(diào)度指揮通信系統(tǒng)方便實(shí)用，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和廣泛的應(yīng)用前景。