攔河引水樞紐工程區通信系統建設

□劉晨亮（新疆伊犁河流域開發建設管理局）

1 概況

新建攔河引水樞紐工程區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，根據工程區管理單位今后運行管理的實際需要,需進行傳輸網絡骨干通訊系統設計與建設，運用高新技術、高新手段，實現實時的信息采集網絡、動態的遠程監控網絡和實用的專家決策支持系統，構筑一個技術先進、性能穩定、質量可靠、系統開放、擴展靈活和經濟實用的現代化工程運行管理信息網絡系統，提供信息交互、資源共享的網絡服務環境，實現攔河樞紐水位實時采集處理、閘門啟閉遠程控制、現場環境實時監控、數據的遠程傳輸及交換等相關擴展業務應用的通信需求，通過數據視圖、數據目錄、瀏覽器/服務器等技術的應用，實現對攔河樞紐的遠程監控及管理。

2 通信光纜建設及要求

該通訊系統建設將北岸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，實現各建筑物之間的光纜互聯，同時敷設1 條光纜匯接到項目所在工程區信息專網主干光纜中。光纜敷設采用建筑物外地埋，建筑物內管溝或管槽的方式。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，彎曲半徑應符合規范要求。在溝內敷設應有適當的蛇形彎，光纜兩端、中間接頭、穿管處、垂直位差處均應留有適當的余量。填埋時光纜上下端需覆蓋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 處應加設間距適當的路徑標樁。標樁應牢固，標志應清晰，標樁露出地面以15cm 為宜。

3 傳輸系統建設

該項目所在工程區目前有一套傳輸系統在運行，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、變電站內的光傳輸設備組成，采用中興通訊的ZXMPS320 設備組成保護環網，傳輸容量為622M。為滿足攔河引水樞紐工程區自動化控制系統、遠程圖像監控系統、數據和語音系統等對通信的需求，從傳輸系統的可管理性、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，對現有信息專網傳輸系統進行結構調整，與信息專網互聯，使攔河引水樞紐成為信息專網傳輸系統中的一個節點，以提高此節點傳輸系統的可靠性和安全性。建成后的項目所在工程區光傳輸系統拓撲圖見圖1。

圖1 光傳輸系統拓撲圖

光傳輸設備配置:根據工程區光傳輸系統結構，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，為控制區域網絡和管理區域網絡提供獨立的物理通信通道，配置2 塊4 端口的快速以太網板；考慮需為攔河引水樞紐預留一定數量的E1 接口，實現一些業務系統對通信2M 通道的需求，配置1 塊16*E1 接口板；從傳輸系統穩定性、可靠性的角度出發，傳輸設備的關鍵板塊（如時鐘板、電源板）按1+1 方式配置。

4 網絡系統建設

攔河引水樞紐網絡系統建設分為控制區域網絡和管理區域網絡，兩張網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域網絡對控制區域網絡的通信影響。

不同路由器通過SDH 傳輸系統以MSTP 組網方式實現互聯，組建各節點局域網。為了保證控制系統的帶寬不被監控系統擠占，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，這樣可以將各監控點上VLAN 信息透傳到上級交換機上。

根據應用的分類，攔河引水樞紐在數據網絡上建立工業控制區域、視頻監控區域、語音通訊區域3 個相對獨立的區域，這3 個區域在數據交換機上有各自相對應的VLANID 和IP 地址。在各信息節點，均采用路由器＋交換機的方式，組建各節點局域網，安全設計采用單臂路由二層VLAN 技術將不同的安全區域隔離開，使各安全區域間的相互通信必須經過路由器，這樣就可以在路由器上采用ACL 過濾技術，實現各安全區域間的安全。因此，區域間的邏輯隔離是由交換設備利用VLAN 技術實現，區域間的互通是由路由設備實現，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絡拓撲如圖2。

圖2 攔河引水樞紐信息網絡拓撲圖

各系統點設備配置：

攔河引水樞紐閘房：部署1 臺工業級的交換機，閘房冬天的溫度很低，非工業級交換機在溫度過低的環境中，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，其中管理區域網絡和控制區域網絡內的設備在物理上是獨立的，沒有互聯，它們之間的通信必須經過傳輸系統，通過兩張網絡的核心節點，進行受控通信。此處的IAD 設備和DVR 設備，接在管理區域網絡的交換機上。

北岸管理處：部署1 臺交換機，屬于控制區域網絡。

網絡設備采用思科公司的產品，語音設備采用中興通信公司的產品。

5 遠程圖像監控系統建設

通過遠程圖像監控系統建設可以對攔河引水樞紐工程區和管理區周邊環境，閘室內的設備運行，人員活動的實時狀況進行遠程監視，提高管理質量和效益，做到防患于未然。

工程區在不同地段根據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的監控機柜內，通過視頻光端機傳輸至中控室；管理區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議轉換器上，配置1 臺控制鍵盤進行視頻圖像的顯示、切換和操控。遠程監控中心各功能建成后，調度人員使用數字監控平臺進行圖像調度，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，從而全面監視各站閘門的具體運行情況。

系統核心設備硬盤錄像機具有標準以太網接口，可以直接連接到交換機并接入建管局信息專網。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

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