渭南市抽黃供水工程數(shù)據(jù)通信設(shè)計(jì)

劉拓（陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院　陜西　西安　710001）

渭南市抽黃供水工程數(shù)據(jù)通信設(shè)計(jì)

劉拓
（陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院陜西西安710001）

本文以渭南市抽黃供水工程為例，介紹了供水工程數(shù)據(jù)通信的設(shè)計(jì)。通過(guò)調(diào)查工程通信現(xiàn)狀及通信方案比選，結(jié)合工程規(guī)模及特點(diǎn)，運(yùn)用當(dāng)前先進(jìn)的通信技術(shù)，采用光纖通信方式并通過(guò)地埋硅芯管敷設(shè)，設(shè)計(jì)出符合工程實(shí)際情況，預(yù)算合理的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)方案。

數(shù)據(jù)通信；通信組網(wǎng)；光纜敷設(shè)；路由

1　工程概述

渭南市抽黃供水工程位于陜西省關(guān)中東部，渭河北岸。從合陽(yáng)縣東王鄉(xiāng)太里樞紐一級(jí)站抽水后利用東雷抽黃總干渠輸水至蒲城縣龍陽(yáng)鎮(zhèn)總干渠蒲石分水閘，閘后修建蒲石沉沙池、北灣調(diào)蓄水池和供水泵站，后接壓力管道輸水至蒲城縣黨睦村北分水池，再?gòu)狞h睦分水池向南輸水至渭南市規(guī)劃的西酒王村水廠，在黨睦分水池為鹵陽(yáng)湖開(kāi)發(fā)區(qū)預(yù)留分水口，在蒲石沉沙池為渭北煤化工工業(yè)區(qū)預(yù)留分水口。供水線路全長(zhǎng)125.79km，其中利用東雷抽黃總干渠85.06km，新建輸水線路40.73km。

工程數(shù)據(jù)通信體系由光纜和工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)傳輸設(shè)備等組成，建設(shè)覆蓋渭南市抽黃供水工程的寬帶專(zhuān)用通信傳輸網(wǎng)，保證供水工程的各泵站及水池、黨睦供水管理站、管理調(diào)度中心及分中心的工程視頻監(jiān)視圖像信息、資源監(jiān)測(cè)（水位、流量、壓力、水質(zhì)等）數(shù)據(jù)信息、泵站監(jiān)測(cè)、調(diào)度管理話務(wù)通信、水資源管理、工程安全監(jiān)測(cè)信息等的準(zhǔn)確采集、精確處理、科學(xué)分析。

2　任務(wù)與難點(diǎn)

本工程需要建設(shè)供水工程各監(jiān)控站點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信鏈路，完成各輸水建筑物與各級(jí)調(diào)度管理單位之間語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像等各類(lèi)信息的傳輸。

由于工程輸水線路地下水位較高、鹽堿性強(qiáng)，具有腐蝕性，因此在數(shù)據(jù)通信鏈路設(shè)計(jì)中需要充分考慮以上問(wèn)題。

3　數(shù)據(jù)通信設(shè)計(jì)

3.1通信組網(wǎng)

1.通信方式選擇

按照自建通信傳輸專(zhuān)網(wǎng)方案，需要選擇合適的通信方式，目前大容量通信傳輸方式主要有數(shù)字微波中繼通信、衛(wèi)星通信和光纖通信三種。

由于光纖通信在傳輸質(zhì)量、傳輸帶寬、組織靈活性以及先進(jìn)性等方面更具優(yōu)勢(shì)，因此，本工程通信系統(tǒng)選用光纖通信傳輸方式。

2.組網(wǎng)方案

目前采用光纖通信傳輸體制主要有以下兩種：基于工業(yè)以太網(wǎng)的IP傳輸方式和基于SDH的MSTP傳輸方式。從實(shí)際情況考慮，基于工業(yè)以太網(wǎng)的IP傳輸方式投資較少，且1000M帶寬處理能力能夠滿(mǎn)足工程需求，綜合網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)靈活性、安全性，選用基于工業(yè)以太網(wǎng)的IP組網(wǎng)方式。

表1　　基于工業(yè)以太網(wǎng)的IP傳輸方式系統(tǒng)配置表

圖1　主干數(shù)據(jù)通信組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)組網(wǎng)方案，結(jié)合供水工程建筑物地理位置分布及工程管理要求，在工程管理調(diào)度中心配置2臺(tái)核心交換機(jī)；蒲石管理分中心、黨睦供水管理站、蒲石供水泵站、北灣供水泵站及渭南市中心水廠、鹵陽(yáng)湖開(kāi)發(fā)區(qū)水廠各配置1臺(tái)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)。系統(tǒng)配置如表1。

主干數(shù)據(jù)通信組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1。

3.光纜敷設(shè)與路由方案

（1）光纜敷設(shè)方式

室外光纜的敷設(shè)方式主要有以下三種：架空、直埋和管道。

架空光纜長(zhǎng)期暴露在外界自然環(huán)境中，易受環(huán)境溫度的影響而引起線路傳輸衰減的變化。且在施工期需要與當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門(mén)及土地所有者就賠償和臨時(shí)征地存在大量協(xié)調(diào)工作。

管道與直埋敷設(shè)相比，能提高光纜的抗腐蝕、抗側(cè)壓和抗拉伸能力，能有效防止鼠類(lèi)和白蟻的侵害及其他機(jī)械損傷，應(yīng)對(duì)地質(zhì)沉降能力優(yōu)于直埋方式敷設(shè)，可延長(zhǎng)光纜的使用壽命。

結(jié)合本工程項(xiàng)目具體情況，可選用光纜直埋方式或穿硅芯管敷設(shè)方式，兩種方式優(yōu)缺點(diǎn)如下：

1）直埋敷設(shè)方式

優(yōu)點(diǎn)：采用鎧裝光纜，施工簡(jiǎn)單；可與管道土建回填施工同步進(jìn)行；建設(shè)費(fèi)用低。缺點(diǎn)：光纜建設(shè)需一次到位。否則后期擴(kuò)容、維護(hù)難度較大；穿越公路、橋等需作特殊保護(hù)；施工期間光纜敷設(shè)于土建施工協(xié)調(diào)工作量大。

2）硅芯管敷設(shè)方式

優(yōu)點(diǎn)：敷設(shè)光纜可選擇普通光纜，光纜造價(jià)較直埋光纜低；硅芯管內(nèi)壁硅芯層是固體永久的潤(rùn)滑劑，在穿光纜時(shí)可采用氣吹法，可達(dá)1000m，可以充分利用管線沿線閥井，節(jié)省大量的人（手）孔；內(nèi)壁硅芯層的摩擦特性保持不變，線纜在管道內(nèi)可反復(fù)抽取；耐酸堿腐蝕，使用壽命長(zhǎng)，不需要基礎(chǔ)，施工可選擇與管道土建施工同步進(jìn)行，后期維護(hù)方便；在運(yùn)輸及操作方便的條件下可以定制長(zhǎng)度，中間無(wú)接頭。缺點(diǎn)：工程造價(jià)相對(duì)較高；管道修復(fù)難度大；穿光纜對(duì)施工設(shè)備、工藝和人員的素質(zhì)要求較高。

3）方案確定

通過(guò)上述兩種建設(shè)方案的對(duì)比，采用硅芯管建設(shè)每公里造價(jià)與直埋相比增加不大，綜合考慮工程地下水位較高且位于鹽堿地的實(shí)際情況及光纜安全性、后續(xù)接入、擴(kuò)容的方便性，選用硅芯管簡(jiǎn)易管道敷設(shè)光纜，硅芯管規(guī)格選用40mm、33mm。

（2）光纜路由方案

根據(jù)工程管理調(diào)度對(duì)光纜線路的要求，結(jié)合業(yè)務(wù)需求、可用產(chǎn)品和技術(shù)、工程造價(jià)、今后擴(kuò)容需求、與輸水管敷設(shè)的協(xié)調(diào)等因素綜合考慮，本工程在輸水管道敷設(shè)的同時(shí)，采用穿硅芯管地埋方式沿新建工程線路進(jìn)行光纜敷設(shè)，避免二次征地所帶來(lái)的費(fèi)用和糾紛。光纜選用GYTS-12B1型，敷設(shè)光纜長(zhǎng)度45km。

3.2語(yǔ)音電話通信

（1）技術(shù)方案

對(duì)本專(zhuān)網(wǎng)而言，采用軟交換設(shè)備組網(wǎng)，可以滿(mǎn)足功能應(yīng)用且工程投資較少，故采用軟交換系統(tǒng)組建語(yǔ)音電話系統(tǒng)。

（2）系統(tǒng)組網(wǎng)

根據(jù)監(jiān)控管理的需要，從工程管理調(diào)度中心一點(diǎn)出局，布設(shè)語(yǔ)音網(wǎng)守、1臺(tái)24口語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)；在蒲石管理分中心、黨睦供水管理站、北灣供水泵站、蒲石供水泵站各配備滿(mǎn)足8用戶(hù)的語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)，形成完整的監(jiān)控管理話務(wù)內(nèi)部通信網(wǎng)。水廠語(yǔ)音通信由水廠專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)解決，最終接入系統(tǒng)內(nèi)部語(yǔ)音網(wǎng)。

3.3互聯(lián)網(wǎng)通信

工程管理信息系統(tǒng)屬于內(nèi)部專(zhuān)用綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)，但是為了擴(kuò)大對(duì)外交流，提高管理水平，通過(guò)嚴(yán)格的隔離措施，實(shí)現(xiàn)與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)接是十分必要的。為此，在工程管理調(diào)度中心設(shè)一點(diǎn)出局方案，互聯(lián)網(wǎng)帶寬為10M。同時(shí)解決好防病毒和網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，滿(mǎn)足整體工程管理的需要。

3.4與上級(jí)單位及相關(guān)水利部門(mén)通信

系統(tǒng)預(yù)留與上級(jí)管理單位的通信接口，為了及時(shí)獲取上級(jí)管理單位及相關(guān)水利單位的管理信息及水資源信息，管理調(diào)度中心租用2M專(zhuān)用電路一條。

3.5通信網(wǎng)絡(luò)綜合監(jiān)控

通信系統(tǒng)是信息管理和自動(dòng)監(jiān)控等業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)，必須滿(mǎn)足高安全性、高可靠性和高度自動(dòng)化等的要求。通信系統(tǒng)由許多環(huán)節(jié)組成，包括多種設(shè)備且地點(diǎn)分散，每個(gè)設(shè)備運(yùn)行的好壞都直接影響到通信的質(zhì)量和可靠性。本工程通過(guò)配置通信網(wǎng)綜合監(jiān)控體系，對(duì)通信系統(tǒng)及設(shè)備環(huán)境的主要指標(biāo)和實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)監(jiān)控，從而對(duì)通信系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)、變化趨勢(shì)、運(yùn)行故障做到及時(shí)準(zhǔn)確地分析和了解。

（1）監(jiān)控范圍

系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象包括：各級(jí)通信設(shè)備、通信光纜、通信電源設(shè)備、空調(diào)、通信機(jī)房環(huán)境狀況（溫、濕度等）等。

（2）系統(tǒng)功能

監(jiān)控系統(tǒng)具備以下功能：采集各級(jí)通信設(shè)備、通信電源的狀態(tài)量、告警信號(hào)及通信機(jī)房煙霧、防盜等告警信號(hào)；采集各級(jí)通信設(shè)備、通信電源及通信機(jī)房的主要電子、電壓和溫度等信號(hào)；采集通信光纜的運(yùn)行狀況、衰減、斷點(diǎn)等；通過(guò)遙測(cè)獲取某指定通信設(shè)備即時(shí)的狀態(tài)量、模擬量數(shù)據(jù)；具有模擬量的越線顯示和告警功能，并具有聲、光兩種報(bào)警方式；告警聯(lián)動(dòng)功能，可以自動(dòng)啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)記錄；具有對(duì)通信機(jī)房設(shè)備的遙控功能；具有定時(shí)制表打印功能等。

對(duì)于本身帶監(jiān)控的智能設(shè)備可利用規(guī)約轉(zhuǎn)換器將有關(guān)監(jiān)控信息接入系統(tǒng)；對(duì)于本身不帶監(jiān)控的非智能化設(shè)備及環(huán)境狀態(tài)可通過(guò)數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備采集和收發(fā)有關(guān)信息，從而接入系統(tǒng)。

4　結(jié)語(yǔ)

（1）數(shù)據(jù)通信設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合水利工程特點(diǎn)，充分考慮地形、周邊環(huán)境等因素，選擇可靠的通信組網(wǎng)方式。

（2）選擇穿硅芯管敷設(shè)光纜方式可有效解決敷設(shè)線路地下水位較高、鹽堿性強(qiáng)、腐蝕性強(qiáng)等問(wèn)題。

（3）對(duì)于新建的水利輸供水工程，數(shù)據(jù)通信的光纜施工可采用與輸供水管線同溝敷設(shè)硅芯管的方式，與輸水管線同期施工，在水工土建施工完成后，統(tǒng)一吹放光纜，可大大減少光纜被土建施工損壞的概率。

（4）硅芯管敷設(shè)時(shí)可利用供水管線設(shè)置的各閥井代替人孔及手孔，穿越閥井時(shí)，需根據(jù)地下水情況采用穿墻套管進(jìn)行防水保護(hù)。

（5）穿越通車(chē)繁忙的公路或開(kāi)挖路面受到限制的地段時(shí)，可沿水工頂管段與其同時(shí)頂進(jìn)一根鍍鋅鋼管，硅芯管穿鋼管敷設(shè)。陜西水利

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（責(zé)任編輯：暢妮）

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