攔河引水樞紐工程區(qū)通信系統(tǒng)建設(shè)

□劉晨亮（新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)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(jī)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(shè)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(jìn)行傳輸網(wǎng)絡(luò)骨干通訊系統(tǒng)設(shè)計與建設(shè)，運用高新技術(shù)、高新手段，實現(xiàn)實時的信息采集網(wǎng)絡(luò)、動態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和實用的專家決策支持系統(tǒng)，構(gòu)筑一個技術(shù)先進(jìn)、性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠、系統(tǒng)開放、擴(kuò)展靈活和經(jīng)濟(jì)實用的現(xiàn)代化工程運行管理信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提供信息交互、資源共享的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)環(huán)境，實現(xiàn)攔河樞紐水位實時采集處理、閘門啟閉遠(yuǎn)程控制、現(xiàn)場環(huán)境實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸及交換等相關(guān)擴(kuò)展業(yè)務(wù)應(yīng)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(wù)器等技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)對攔河樞紐的遠(yuǎn)程監(jiān)控及管理。

2 通信光纜建設(shè)及要求

該通訊系統(tǒng)建設(shè)將北岸35kV 變電所中控室作為光纜傳輸核心設(shè)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(shè)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(shè)采用建筑物外地埋，建筑物內(nèi)管溝或管槽的方式。光纜應(yīng)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(hù)層折裂等未消除的機(jī)械損傷，彎曲半徑應(yīng)符合規(guī)范要求。在溝內(nèi)敷設(shè)應(yīng)有適當(dāng)?shù)纳咝螐?，光纜兩端、中間接頭、穿管處、垂直位差處均應(yīng)留有適當(dāng)?shù)挠嗔?。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(yīng)超過光纜兩側(cè)5cm。在拐彎、接頭、交叉、進(jìn)出建筑物等地段應(yīng)設(shè)明顯方位標(biāo)樁，光纜直線段每隔50～100 處應(yīng)加設(shè)間距適當(dāng)?shù)穆窂綐?biāo)樁。標(biāo)樁應(yīng)牢固，標(biāo)志應(yīng)清晰，標(biāo)樁露出地面以15cm 為宜。

3 傳輸系統(tǒng)建設(shè)

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(shè)備組成，采用中興通訊的ZXMPS320 設(shè)備組成保護(hù)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(yuǎn)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(hù)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(shè)備，對現(xiàn)有信息專網(wǎng)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)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?fù)鋱D見圖1。

圖1 光傳輸系統(tǒng)拓?fù)鋱D

光傳輸設(shè)備配置:根據(jù)工程區(qū)光傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，新增的ZXMPS320 傳輸設(shè)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(luò)和管理區(qū)域網(wǎng)絡(luò)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(yù)留一定數(shù)量的E1 接口，實現(xiàn)一些業(yè)務(wù)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(shè)備的關(guān)鍵板塊（如時鐘板、電源板）按1+1 方式配置。

4 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)

攔河引水樞紐網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)分為控制區(qū)域網(wǎng)絡(luò)和管理區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，兩張網(wǎng)絡(luò)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(luò)對控制區(qū)域網(wǎng)絡(luò)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(jī)與其上級管理交換機(jī)之間，采用Trunk 方式進(jìn)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(jī)上。

根據(jù)應(yīng)用的分類，攔河引水樞紐在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)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(jī)上有各自相對應(yīng)的VLANID 和IP 地址。在各信息節(jié)點，均采用路由器＋交換機(jī)的方式，組建各節(jié)點局域網(wǎng)，安全設(shè)計采用單臂路由二層VLAN 技術(shù)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(shù)，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(shè)備利用VLAN 技術(shù)實現(xiàn)，區(qū)域間的互通是由路由設(shè)備實現(xiàn)，這樣在路由設(shè)備上通過相應(yīng)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(luò)拓?fù)淙鐖D2。

圖2 攔河引水樞紐信息網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

各系統(tǒng)點設(shè)備配置：

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

攔河引水樞紐35kV 變電所：部署2 臺路由器、1 臺交換機(jī)，1 臺8 口IAD 設(shè)備，其中管理區(qū)域網(wǎng)絡(luò)和控制區(qū)域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)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(luò)的核心節(jié)點，進(jìn)行受控通信。此處的IAD 設(shè)備和DVR 設(shè)備，接在管理區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)上。

北岸管理處：部署1 臺交換機(jī)，屬于控制區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用思科公司的產(chǎn)品，語音設(shè)備采用中興通信公司的產(chǎn)品。

5 遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)

通過遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)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(shè)備運行，人員活動的實時狀況進(jìn)行遠(yuǎn)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(yīng)功能攝像機(jī)，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(jī)柜內(nèi)，通過視頻光端機(jī)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(jī)進(jìn)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(jìn)行視頻圖像的顯示、切換和操控。遠(yuǎn)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(jìn)行圖像調(diào)度，可以通過本地控制鍵盤操作矩陣主機(jī)，對各點的閘門圖像進(jìn)行切換，也可對單點攝像頭進(jìn)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(shè)備硬盤錄像機(jī)具有標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口，可以直接連接到交換機(jī)并接入建管局信息專網(wǎng)。授權(quán)用戶可通過客戶端軟件或IE 瀏覽器進(jìn)行前端各視頻圖像的實時瀏覽和操控。

6 結(jié)論

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