GSM短信遥控技术在槐扒黄河提水工程中的应用

□路玉萍 □路 明 □杜克勤（三门峡市槐扒黄河供水工程有限责任公司）

三门峡市槐扒黄河提水工程（以下简称槐扒工程）属河南省利用亚州开发银行贷款豫西农业综合开发项目，也是河南省“九五”重点建设项目。该项目集城市供水、工业供水、农业灌溉和解决沿线山区人畜饮水于一体，综合性强，社会效益显著。工程建成后可解决渑池县、义马市30万人、2万头大牲畜的饮水困难，发展农业灌溉2万亩，并为该地区工业生产用水提供可靠保证。工程取水口位于渑池县陈村乡槐扒村西坡黄河南岸鱼咀处，上距三门峡大坝23km，下距小浪底大坝108km，处于小浪底水库的回水末端。黄河水经一级提水泵站进入三个∮100米的辐流式沉沙池沉淀后，由二～四级提水至出水池，通过渠道、渡槽、隧洞、倒虹、水库、压力管道等建筑物，直接将水输送到渑池县、义马市水厂，再由渑池、义马供水公司供给各用水户。该工程大部分在渑池县境内，少部分在义马市，工程沿线均属丘陵和浅山区。

槐扒工程提水总规模为7m3/s，第一期工程提水3m3/s。分四级提水，总提水扬程359m，设计输水干线总长29.87km。泵站5座，隧洞4条，渡槽7座、倒虹9座、架空管7座，输水干线8段明渠共长2180m，西段村中型调节水库1座，预应力钢筋混凝土压力管道长16.22km。总装机容量2.14万kW。配套建设110kV变电站一座、输电线路两条29.95km，公路3条20km，通讯线路一条10km。

1.项目背景

槐扒工程立项批复于1993年，1996年开工，1999年完成主体工程，并具备通水条件。2001年开始小流量向用户供水。工程建设之初，由于受资金、技术条件的制约，自动化程度低，特别是供水压力管道为Φ1200mm预应力混凝土承插管，且为单管，安全保证系数不高。加上提水量大，供水总量小，供水流态不稳，监测、调控全靠人工、凭经验，运行十年来，不断发生爆管漏水事件，不但造成了经济损失，也产生了不良影响。为了这一解决供水瓶颈，三门峡市水资源管理处自筹资金，引进GBM短信遥控技术，对供水压力管道进行监测调控，收到了良好效果。

2.方案选择

目前，供水调度监控系统中采用的数据通信可简单分为有线和无线两大类。根据本工程战线长，监控点多，且穿越城镇、工业区，管理困难，结合自身资金能力，经过比选，我们选择中国移动的GSM短信遥控模块系统作为供水管道调度监控系统的数据通信平台。

在移动通信公司的GSM短信遥控模块业务平台上构建供水调度监控系统，实现管网监控点的无线数据传输具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单。特别是针对槐扒供水管网监控点数量多，且分布在丘陵山区，且地理位置分散，采用GSM短信遥控模块方式，在无线GSM短信遥控模块网络的覆盖范围之内，均可实现监控。同时采用GSM短信遥控模块双向传输系统，监控中心可以反向实现对流量、压力观测仪器设备的时间校正、状态报告以及调节阀门开关、监测、控制等功能。

3.设计方案

由于GSM短信遥控模块通信是基于IP地址的数据分组通信网络，在供水管理所监控中心计算机主机配置固定的IP地址，各个端站的GSM短信遥控模块和该主机进行通信联络。

3.1 系统组成

3.1.1 管网监控点

槐扒工程压力管道共有调节流量闸门8个，流量监测点3个分水计量点5个。根据工程运行管理需要，在调节流量闸门前安装压力传感计，在流量监测点处安装插入式电磁流量计，在分水计量点处安装管道式电磁流量计。各监控点通过数据模块采集压力、流量数据，通过RS232接口与GSM短信遥控模块透明数据传输终端相连，通过GSM短信遥控模块透明数据传输终端内置嵌入式处理器对数据进行处理、协议封装后发送到GSM网络。

3.1.2 监控中心

监控中心设在供水管理所，管网监控服务器申请固定IP地址，采用移动通信公司提供的DDN专线与GSM短信遥控模块网络相连。由于DDN专线可提供较高的带宽，当管网监控点数量增加，中心不用扩容即可满足需求。

3.1.3 GSM短信遥控模块/GSM移动数据传输网络

供水管网现场16个监控点采集的数据经GSM网络空中接口功能模块同时对数据进行解码处理，转换成在公网数据传送的格式，通过GSM短信遥控模块无线数据网络进行传输，最终传送到供水管理所监控中心IP地址。

3.2 系统方案

供水管网16个监控点使用GSM短信遥控模块透明数据传输终端，通过移动的GSM短信遥控模块网络与监控中心相连。供水管网各信息采集点使用统一的STK卡，同时监控中心对各点进行登记，保存相关资料以便识别和维护处理。各信息采集点运行监控系统软件，支持24h实时在线，实现信息采集点24h传送采集的信息数据。

3.3 安全措施

由于供水调度监控系统的特殊性，本系统需要极高的系统安全保障和稳定性，以防止系统内外的有意和无意破坏。网络安全防护措施包括信道加密、信源加密、登录防护、访问防护、接入防护、防火墙等。

4.运行管理成本

槐扒工程供水管道GSM短信遥控模块系统总投资120万元（包括阀门改造及现地电控），安装调试简单，建设周期短，2个月就完成了改造任务。

在后期运行中，采用GSM短信传送数据的方法，GSM设备采集现场流量计和压力计的信号，均通过发送短信至调度中心监控计算机，并自动记录存储数据。阀门调控指令也通过调中心计算机经GSM短信传送至现场控制设备，基本实现了自动监测和自动调控。调度运行费用只需开通SIM卡短信包月即可，每月不超过500元。

5.使用效果

通过近2年初步运行，通过GSM短信遥控模块无线监控系统实现了对远程现场的运行设备进行监视和控制，自动采集到管道压力、供水流量的实时数据及阀门的开关状态等数据，并传输到监控中心，监控中心通过对传输回的数据进行分析，及时掌握供水动态。然后根据供水需求，适时调整供水模式。

先进技术的推广应用，实现了科学调度，节约了运营成本，降低了漏水故障率，提高了供水保证率，有力地支撑了三门峡经济社会可持续发展。