GSM短信遙控技術在槐扒黃河提水工程中的應用

□路玉萍 □路 明 □杜克勤（三門峽市槐扒黃河供水工程有限責任公司）

三門峽市槐扒黃河提水工程（以下簡稱槐扒工程）屬河南省利用亞州開發銀行貸款豫西農業綜合開發項目，也是河南省“九五”重點建設項目。該項目集城市供水、工業供水、農業灌溉和解決沿線山區人畜飲水于一體，綜合性強，社會效益顯著。工程建成后可解決澠池縣、義馬市30萬人、2萬頭大牲畜的飲水困難，發展農業灌溉2萬畝，并為該地區工業生產用水提供可靠保證。工程取水口位于澠池縣陳村鄉槐扒村西坡黃河南岸魚咀處，上距三門峽大壩23km，下距小浪底大壩108km，處于小浪底水庫的回水末端。黃河水經一級提水泵站進入三個∮100米的輻流式沉沙池沉淀后，由二～四級提水至出水池，通過渠道、渡槽、隧洞、倒虹、水庫、壓力管道等建筑物，直接將水輸送到澠池縣、義馬市水廠，再由澠池、義馬供水公司供給各用水戶。該工程大部分在澠池縣境內，少部分在義馬市，工程沿線均屬丘陵和淺山區。

槐扒工程提水總規模為7m3/s，第一期工程提水3m3/s。分四級提水，總提水揚程359m，設計輸水干線總長29.87km。泵站5座，隧洞4條，渡槽7座、倒虹9座、架空管7座，輸水干線8段明渠共長2180m，西段村中型調節水庫1座，預應力鋼筋混凝土壓力管道長16.22km。總裝機容量2.14萬kW。配套建設110kV變電站一座、輸電線路兩條29.95km，公路3條20km，通訊線路一條10km。

1.項目背景

槐扒工程立項批復于1993年，1996年開工，1999年完成主體工程，并具備通水條件。2001年開始小流量向用戶供水。工程建設之初，由于受資金、技術條件的制約，自動化程度低，特別是供水壓力管道為Φ1200mm預應力混凝土承插管，且為單管，安全保證系數不高。加上提水量大，供水總量小，供水流態不穩，監測、調控全靠人工、憑經驗，運行十年來，不斷發生爆管漏水事件，不但造成了經濟損失，也產生了不良影響。為了這一解決供水瓶頸，三門峽市水資源管理處自籌資金，引進GBM短信遙控技術，對供水壓力管道進行監測調控，收到了良好效果。

2.方案選擇

目前，供水調度監控系統中采用的數據通信可簡單分為有線和無線兩大類。根據本工程戰線長，監控點多，且穿越城鎮、工業區，管理困難，結合自身資金能力，經過比選，我們選擇中國移動的GSM短信遙控模塊系統作為供水管道調度監控系統的數據通信平臺。

在移動通信公司的GSM短信遙控模塊業務平臺上構建供水調度監控系統，實現管網監控點的無線數據傳輸具有可充分利用現有網絡，縮短建設周期，降低建設成本的優點，而且設備安裝方便、維護簡單。特別是針對槐扒供水管網監控點數量多，且分布在丘陵山區，且地理位置分散，采用GSM短信遙控模塊方式，在無線GSM短信遙控模塊網絡的覆蓋范圍之內，均可實現監控。同時采用GSM短信遙控模塊雙向傳輸系統，監控中心可以反向實現對流量、壓力觀測儀器設備的時間校正、狀態報告以及調節閥門開關、監測、控制等功能。

3.設計方案

由于GSM短信遙控模塊通信是基于IP地址的數據分組通信網絡，在供水管理所監控中心計算機主機配置固定的IP地址，各個端站的GSM短信遙控模塊和該主機進行通信聯絡。

3.1 系統組成

3.1.1 管網監控點

槐扒工程壓力管道共有調節流量閘門8個，流量監測點3個分水計量點5個。根據工程運行管理需要，在調節流量閘門前安裝壓力傳感計，在流量監測點處安裝插入式電磁流量計，在分水計量點處安裝管道式電磁流量計。各監控點通過數據模塊采集壓力、流量數據，通過RS232接口與GSM短信遙控模塊透明數據傳輸終端相連，通過GSM短信遙控模塊透明數據傳輸終端內置嵌入式處理器對數據進行處理、協議封裝后發送到GSM網絡。

3.1.2 監控中心

監控中心設在供水管理所，管網監控服務器申請固定IP地址，采用移動通信公司提供的DDN專線與GSM短信遙控模塊網絡相連。由于DDN專線可提供較高的帶寬，當管網監控點數量增加，中心不用擴容即可滿足需求。

3.1.3 GSM短信遙控模塊/GSM移動數據傳輸網絡

供水管網現場16個監控點采集的數據經GSM網絡空中接口功能模塊同時對數據進行解碼處理，轉換成在公網數據傳送的格式，通過GSM短信遙控模塊無線數據網絡進行傳輸，最終傳送到供水管理所監控中心IP地址。

3.2 系統方案

供水管網16個監控點使用GSM短信遙控模塊透明數據傳輸終端，通過移動的GSM短信遙控模塊網絡與監控中心相連。供水管網各信息采集點使用統一的STK卡，同時監控中心對各點進行登記，保存相關資料以便識別和維護處理。各信息采集點運行監控系統軟件，支持24h實時在線，實現信息采集點24h傳送采集的信息數據。

3.3 安全措施

由于供水調度監控系統的特殊性，本系統需要極高的系統安全保障和穩定性，以防止系統內外的有意和無意破壞。網絡安全防護措施包括信道加密、信源加密、登錄防護、訪問防護、接入防護、防火墻等。

4.運行管理成本

槐扒工程供水管道GSM短信遙控模塊系統總投資120萬元（包括閥門改造及現地電控），安裝調試簡單，建設周期短，2個月就完成了改造任務。

在后期運行中，采用GSM短信傳送數據的方法，GSM設備采集現場流量計和壓力計的信號，均通過發送短信至調度中心監控計算機，并自動記錄存儲數據。閥門調控指令也通過調中心計算機經GSM短信傳送至現場控制設備，基本實現了自動監測和自動調控。調度運行費用只需開通SIM卡短信包月即可，每月不超過500元。

5.使用效果

通過近2年初步運行，通過GSM短信遙控模塊無線監控系統實現了對遠程現場的運行設備進行監視和控制，自動采集到管道壓力、供水流量的實時數據及閥門的開關狀態等數據，并傳輸到監控中心，監控中心通過對傳輸回的數據進行分析，及時掌握供水動態。然后根據供水需求，適時調整供水模式。

先進技術的推廣應用，實現了科學調度，節約了運營成本，降低了漏水故障率，提高了供水保證率，有力地支撐了三門峽經濟社會可持續發展。