攔河引水樞紐工程區(qū)通信系統(tǒng)建設

□劉晨亮（新疆伊犁河流域開發(fā)建設管理局）

1 概況

新建攔河引水樞紐工程區(qū)由攔河引水樞紐啟閉機閘房，管理處辦公樓及35kV 變電所三座建筑物組成。為滿足“無人值班、少人值守”的設計原則和信息化管理要求，根據(jù)工程區(qū)管理單位今后運行管理的實際需要,需進行傳輸網(wǎng)絡骨干通訊系統(tǒng)設計與建設，運用高新技術、高新手段，實現(xiàn)實時的信息采集網(wǎng)絡、動態(tài)的遠程監(jiān)控網(wǎng)絡和實用的專家決策支持系統(tǒng)，構筑一個技術先進、性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠、系統(tǒng)開放、擴展靈活和經(jīng)濟實用的現(xiàn)代化工程運行管理信息網(wǎng)絡系統(tǒng)，提供信息交互、資源共享的網(wǎng)絡服務環(huán)境，實現(xiàn)攔河樞紐水位實時采集處理、閘門啟閉遠程控制、現(xiàn)場環(huán)境實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)的遠程傳輸及交換等相關擴展業(yè)務應用的通信需求，通過數(shù)據(jù)視圖、數(shù)據(jù)目錄、瀏覽器/服務器等技術的應用，實現(xiàn)對攔河樞紐的遠程監(jiān)控及管理。

2 通信光纜建設及要求

該通訊系統(tǒng)建設將北岸35kV 變電所中控室作為光纜傳輸核心設備安裝位置，其它建筑物通過直埋重鎧光纜分別匯入中控室，實現(xiàn)各建筑物之間的光纜互聯(lián)，同時敷設1 條光纜匯接到項目所在工程區(qū)信息專網(wǎng)主干光纜中。光纜敷設采用建筑物外地埋，建筑物內(nèi)管溝或管槽的方式。光纜應從纜盤的上端引出，不能使光纜在地面摩擦拖拉。光纜上不得有鎧裝壓扁、光纜絞擰、護層折裂等未消除的機械損傷，彎曲半徑應符合規(guī)范要求。在溝內(nèi)敷設應有適當?shù)纳咝螐潱饫|兩端、中間接頭、穿管處、垂直位差處均應留有適當?shù)挠嗔俊Ｌ盥駮r光纜上下端需覆蓋10cm砂土或軟土，然后用磚或蓋板將光纜蓋好，覆蓋寬度應超過光纜兩側5cm。在拐彎、接頭、交叉、進出建筑物等地段應設明顯方位標樁，光纜直線段每隔50～100 處應加設間距適當?shù)穆窂綐藰丁藰稇喂蹋瑯酥緫逦瑯藰堵冻龅孛嬉?5cm 為宜。

3 傳輸系統(tǒng)建設

該項目所在工程區(qū)目前有一套傳輸系統(tǒng)在運行，主要由專用電力線路伴行的OPGW 光纜、ADSS 光纜線路及分布在電廠、變電站內(nèi)的光傳輸設備組成，采用中興通訊的ZXMPS320 設備組成保護環(huán)網(wǎng)，傳輸容量為622M。為滿足攔河引水樞紐工程區(qū)自動化控制系統(tǒng)、遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)和語音系統(tǒng)等對通信的需求，從傳輸系統(tǒng)的可管理性、可維護性等因素考慮，在35kV變電所中控室新增1 臺中興通信公司622M 的ZXMPS320 傳輸設備，對現(xiàn)有信息專網(wǎng)傳輸系統(tǒng)進行結構調(diào)整，與信息專網(wǎng)互聯(lián)，使攔河引水樞紐成為信息專網(wǎng)傳輸系統(tǒng)中的一個節(jié)點，以提高此節(jié)點傳輸系統(tǒng)的可靠性和安全性。建成后的項目所在工程區(qū)光傳輸系統(tǒng)拓撲圖見圖1。

圖1 光傳輸系統(tǒng)拓撲圖

光傳輸設備配置:根據(jù)工程區(qū)光傳輸系統(tǒng)結構，新增的ZXMPS320 傳輸設備配置2 個622M 光接口。為滿足信息安全的要求，為控制區(qū)域網(wǎng)絡和管理區(qū)域網(wǎng)絡提供獨立的物理通信通道，配置2 塊4 端口的快速以太網(wǎng)板；考慮需為攔河引水樞紐預留一定數(shù)量的E1 接口，實現(xiàn)一些業(yè)務系統(tǒng)對通信2M 通道的需求，配置1 塊16*E1 接口板；從傳輸系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性的角度出發(fā)，傳輸設備的關鍵板塊（如時鐘板、電源板）按1+1 方式配置。

4 網(wǎng)絡系統(tǒng)建設

攔河引水樞紐網(wǎng)絡系統(tǒng)建設分為控制區(qū)域網(wǎng)絡和管理區(qū)域網(wǎng)絡，兩張網(wǎng)絡之間相對物理隔離，只有一個唯一的相互通信通道，這樣可以有效地避免管理區(qū)域網(wǎng)絡對控制區(qū)域網(wǎng)絡的通信影響。

不同路由器通過SDH 傳輸系統(tǒng)以MSTP 組網(wǎng)方式實現(xiàn)互聯(lián)，組建各節(jié)點局域網(wǎng)。為了保證控制系統(tǒng)的帶寬不被監(jiān)控系統(tǒng)擠占，在路由器上運行QOS。在交換機與其上級管理交換機之間，采用Trunk 方式進行互聯(lián)，這樣可以將各監(jiān)控點上VLAN 信息透傳到上級交換機上。

根據(jù)應用的分類，攔河引水樞紐在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡上建立工業(yè)控制區(qū)域、視頻監(jiān)控區(qū)域、語音通訊區(qū)域3 個相對獨立的區(qū)域，這3 個區(qū)域在數(shù)據(jù)交換機上有各自相對應的VLANID 和IP 地址。在各信息節(jié)點，均采用路由器＋交換機的方式，組建各節(jié)點局域網(wǎng)，安全設計采用單臂路由二層VLAN 技術將不同的安全區(qū)域隔離開，使各安全區(qū)域間的相互通信必須經(jīng)過路由器，這樣就可以在路由器上采用ACL 過濾技術，實現(xiàn)各安全區(qū)域間的安全。因此，區(qū)域間的邏輯隔離是由交換設備利用VLAN 技術實現(xiàn)，區(qū)域間的互通是由路由設備實現(xiàn)，這樣在路由設備上通過相應的訪問控制策略，可以自由的限制區(qū)域間的互通。同時，通過路由器也起著隔離廣播的作用。

攔河引水樞紐信息網(wǎng)絡拓撲如圖2。

圖2 攔河引水樞紐信息網(wǎng)絡拓撲圖

各系統(tǒng)點設備配置：

攔河引水樞紐閘房：部署1 臺工業(yè)級的交換機，閘房冬天的溫度很低，非工業(yè)級交換機在溫度過低的環(huán)境中，不能正常工作；部署1 臺4 口IAD 設備，提供電話接入；總控柜內(nèi)的控制主機接入交換機。

攔河引水樞紐35kV 變電所：部署2 臺路由器、1 臺交換機，1 臺8 口IAD 設備，其中管理區(qū)域網(wǎng)絡和控制區(qū)域網(wǎng)絡內(nèi)的設備在物理上是獨立的，沒有互聯(lián)，它們之間的通信必須經(jīng)過傳輸系統(tǒng)，通過兩張網(wǎng)絡的核心節(jié)點，進行受控通信。此處的IAD 設備和DVR 設備，接在管理區(qū)域網(wǎng)絡的交換機上。

北岸管理處：部署1 臺交換機，屬于控制區(qū)域網(wǎng)絡。

網(wǎng)絡設備采用思科公司的產(chǎn)品，語音設備采用中興通信公司的產(chǎn)品。

5 遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)建設

通過遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)建設可以對攔河引水樞紐工程區(qū)和管理區(qū)周邊環(huán)境，閘室內(nèi)的設備運行，人員活動的實時狀況進行遠程監(jiān)視，提高管理質(zhì)量和效益，做到防患于未然。

工程區(qū)在不同地段根據(jù)需求配置相應功能攝像機，將前端采集的視頻控制信號用電纜匯聚至閘房內(nèi)的監(jiān)控機柜內(nèi)，通過視頻光端機傳輸至中控室；管理區(qū)視頻控制信號直接通過視頻、控制電纜傳輸至中控室。

前端采集的視頻信號匯聚至中控室后接入配置的1 臺16路視頻分配器，將視頻信號一分為二，一路接入硬盤錄像機進行視頻圖像的存儲，一路接入視頻矩陣；控制信號匯聚至中控室后接入配置的多協(xié)議轉(zhuǎn)換器上，配置1 臺控制鍵盤進行視頻圖像的顯示、切換和操控。遠程監(jiān)控中心各功能建成后，調(diào)度人員使用數(shù)字監(jiān)控平臺進行圖像調(diào)度，可以通過本地控制鍵盤操作矩陣主機，對各點的閘門圖像進行切換，也可對單點攝像頭進行上下左右運動及變焦距控制，從而全面監(jiān)視各站閘門的具體運行情況。

系統(tǒng)核心設備硬盤錄像機具有標準以太網(wǎng)接口，可以直接連接到交換機并接入建管局信息專網(wǎng)。授權用戶可通過客戶端軟件或IE 瀏覽器進行前端各視頻圖像的實時瀏覽和操控。

6 結論

通信系統(tǒng)是實現(xiàn)引水工程安全運行的基礎。通過上述系統(tǒng)的建設，攔河引水樞紐以現(xiàn)代信息技術、通信技術和計算機網(wǎng)絡技術為依托，實現(xiàn)遠程、自動、實時的運行管理模式，實現(xiàn)既定目標，同時為整個北岸干渠后續(xù)信息化建設打下基礎。