渭南市抽黄供水工程数据通信设计

刘拓（陕西省水利电力勘测设计研究院　陕西　西安　710001）

渭南市抽黄供水工程数据通信设计

刘拓
（陕西省水利电力勘测设计研究院陕西西安710001）

本文以渭南市抽黄供水工程为例，介绍了供水工程数据通信的设计。通过调查工程通信现状及通信方案比选，结合工程规模及特点，运用当前先进的通信技术，采用光纤通信方式并通过地埋硅芯管敷设，设计出符合工程实际情况，预算合理的数据通信系统方案。

数据通信；通信组网；光缆敷设；路由

1　工程概述

渭南市抽黄供水工程位于陕西省关中东部，渭河北岸。从合阳县东王乡太里枢纽一级站抽水后利用东雷抽黄总干渠输水至蒲城县龙阳镇总干渠蒲石分水闸，闸后修建蒲石沉沙池、北湾调蓄水池和供水泵站，后接压力管道输水至蒲城县党睦村北分水池，再从党睦分水池向南输水至渭南市规划的西酒王村水厂，在党睦分水池为卤阳湖开发区预留分水口，在蒲石沉沙池为渭北煤化工工业区预留分水口。供水线路全长125.79km，其中利用东雷抽黄总干渠85.06km，新建输水线路40.73km。

工程数据通信体系由光缆和工业以太网交换机传输设备等组成，建设覆盖渭南市抽黄供水工程的宽带专用通信传输网，保证供水工程的各泵站及水池、党睦供水管理站、管理调度中心及分中心的工程视频监视图像信息、资源监测（水位、流量、压力、水质等）数据信息、泵站监测、调度管理话务通信、水资源管理、工程安全监测信息等的准确采集、精确处理、科学分析。

2　任务与难点

本工程需要建设供水工程各监控站点之间的数据通信链路，完成各输水建筑物与各级调度管理单位之间语音、数据、图像等各类信息的传输。

由于工程输水线路地下水位较高、盐碱性强，具有腐蚀性，因此在数据通信链路设计中需要充分考虑以上问题。

3　数据通信设计

3.1通信组网

1.通信方式选择

按照自建通信传输专网方案，需要选择合适的通信方式，目前大容量通信传输方式主要有数字微波中继通信、卫星通信和光纤通信三种。

由于光纤通信在传输质量、传输带宽、组织灵活性以及先进性等方面更具优势，因此，本工程通信系统选用光纤通信传输方式。

2.组网方案

目前采用光纤通信传输体制主要有以下两种：基于工业以太网的IP传输方式和基于SDH的MSTP传输方式。从实际情况考虑，基于工业以太网的IP传输方式投资较少，且1000M带宽处理能力能够满足工程需求，综合网络的组网灵活性、安全性，选用基于工业以太网的IP组网方式。

表1　　基于工业以太网的IP传输方式系统配置表

图1　主干数据通信组网结构图

根据组网方案，结合供水工程建筑物地理位置分布及工程管理要求，在工程管理调度中心配置2台核心交换机；蒲石管理分中心、党睦供水管理站、蒲石供水泵站、北湾供水泵站及渭南市中心水厂、卤阳湖开发区水厂各配置1台工业以太网交换机。系统配置如表1。

主干数据通信组网结构图见图1。

3.光缆敷设与路由方案

（1）光缆敷设方式

室外光缆的敷设方式主要有以下三种：架空、直埋和管道。

架空光缆长期暴露在外界自然环境中，易受环境温度的影响而引起线路传输衰减的变化。且在施工期需要与当地相关部门及土地所有者就赔偿和临时征地存在大量协调工作。

管道与直埋敷设相比，能提高光缆的抗腐蚀、抗侧压和抗拉伸能力，能有效防止鼠类和白蚁的侵害及其他机械损伤，应对地质沉降能力优于直埋方式敷设，可延长光缆的使用寿命。

结合本工程项目具体情况，可选用光缆直埋方式或穿硅芯管敷设方式，两种方式优缺点如下：

1）直埋敷设方式

优点：采用铠装光缆，施工简单；可与管道土建回填施工同步进行；建设费用低。缺点：光缆建设需一次到位。否则后期扩容、维护难度较大；穿越公路、桥等需作特殊保护；施工期间光缆敷设于土建施工协调工作量大。

2）硅芯管敷设方式

优点：敷设光缆可选择普通光缆，光缆造价较直埋光缆低；硅芯管内壁硅芯层是固体永久的润滑剂，在穿光缆时可采用气吹法，可达1000m，可以充分利用管线沿线阀井，节省大量的人（手）孔；内壁硅芯层的摩擦特性保持不变，线缆在管道内可反复抽取；耐酸碱腐蚀，使用寿命长，不需要基础，施工可选择与管道土建施工同步进行，后期维护方便；在运输及操作方便的条件下可以定制长度，中间无接头。缺点：工程造价相对较高；管道修复难度大；穿光缆对施工设备、工艺和人员的素质要求较高。

3）方案确定

通过上述两种建设方案的对比，采用硅芯管建设每公里造价与直埋相比增加不大，综合考虑工程地下水位较高且位于盐碱地的实际情况及光缆安全性、后续接入、扩容的方便性，选用硅芯管简易管道敷设光缆，硅芯管规格选用40mm、33mm。

（2）光缆路由方案

根据工程管理调度对光缆线路的要求，结合业务需求、可用产品和技术、工程造价、今后扩容需求、与输水管敷设的协调等因素综合考虑，本工程在输水管道敷设的同时，采用穿硅芯管地埋方式沿新建工程线路进行光缆敷设，避免二次征地所带来的费用和纠纷。光缆选用GYTS-12B1型，敷设光缆长度45km。

3.2语音电话通信

（1）技术方案

对本专网而言，采用软交换设备组网，可以满足功能应用且工程投资较少，故采用软交换系统组建语音电话系统。

（2）系统组网

根据监控管理的需要，从工程管理调度中心一点出局，布设语音网守、1台24口语音网关；在蒲石管理分中心、党睦供水管理站、北湾供水泵站、蒲石供水泵站各配备满足8用户的语音网关，形成完整的监控管理话务内部通信网。水厂语音通信由水厂专项设计解决，最终接入系统内部语音网。

3.3互联网通信

工程管理信息系统属于内部专用综合业务网，但是为了扩大对外交流，提高管理水平，通过严格的隔离措施，实现与国际互联网的联接是十分必要的。为此，在工程管理调度中心设一点出局方案，互联网带宽为10M。同时解决好防病毒和网络安全问题，满足整体工程管理的需要。

3.4与上级单位及相关水利部门通信

系统预留与上级管理单位的通信接口，为了及时获取上级管理单位及相关水利单位的管理信息及水资源信息，管理调度中心租用2M专用电路一条。

3.5通信网络综合监控

通信系统是信息管理和自动监控等业务的基础，必须满足高安全性、高可靠性和高度自动化等的要求。通信系统由许多环节组成，包括多种设备且地点分散，每个设备运行的好坏都直接影响到通信的质量和可靠性。本工程通过配置通信网综合监控体系，对通信系统及设备环境的主要指标和实时状态进行集中监测监控，从而对通信系统的运行参数、变化趋势、运行故障做到及时准确地分析和了解。

（1）监控范围

系统监控对象包括：各级通信设备、通信光缆、通信电源设备、空调、通信机房环境状况（温、湿度等）等。

（2）系统功能

监控系统具备以下功能：采集各级通信设备、通信电源的状态量、告警信号及通信机房烟雾、防盗等告警信号；采集各级通信设备、通信电源及通信机房的主要电子、电压和温度等信号；采集通信光缆的运行状况、衰减、断点等；通过遥测获取某指定通信设备即时的状态量、模拟量数据；具有模拟量的越线显示和告警功能，并具有声、光两种报警方式；告警联动功能，可以自动启动现场记录；具有对通信机房设备的遥控功能；具有定时制表打印功能等。

对于本身带监控的智能设备可利用规约转换器将有关监控信息接入系统；对于本身不带监控的非智能化设备及环境状态可通过数据采集、转发设备采集和收发有关信息，从而接入系统。

4　结语

（1）数据通信设计应结合水利工程特点，充分考虑地形、周边环境等因素，选择可靠的通信组网方式。

（2）选择穿硅芯管敷设光缆方式可有效解决敷设线路地下水位较高、盐碱性强、腐蚀性强等问题。

（3）对于新建的水利输供水工程，数据通信的光缆施工可采用与输供水管线同沟敷设硅芯管的方式，与输水管线同期施工，在水工土建施工完成后，统一吹放光缆，可大大减少光缆被土建施工损坏的概率。

（4）硅芯管敷设时可利用供水管线设置的各阀井代替人孔及手孔，穿越阀井时，需根据地下水情况采用穿墙套管进行防水保护。

（5）穿越通车繁忙的公路或开挖路面受到限制的地段时，可沿水工顶管段与其同时顶进一根镀锌钢管，硅芯管穿钢管敷设。陕西水利

［1］陈永振；刘克宇；张菊萍；张杨；夏建华.通信硅芯管敷设工程技术探析 ［J］.施工技术.2013年S2期

［2］肖留杰；杨青杰？.南水北调中线干线工程硅芯管施工质量控制研究［J］.城市建设理论研究.2014年08期

［3］张旭立.浅谈硅芯管敷设［J］.科技视界. 2015年20期

［4］沈宏平；胡勇.直埋硅芯管技术在水利光缆线路工程中的应用［J］.江苏水利.2014年08期

（责任编辑：畅妮）

TD57

B