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摘要

本文以渭南市抽黃供水工程為例，介紹了供水工程數據通信的設計。通過調查工程通信現狀及通信方案比選，結合工程規模及特點，運用當前先進的通信技術，采用光纖通信方式并通過地埋硅芯管敷設，設計出符合工程實際情況，預算合理的數據通信系統方案。

關鍵詞

數據通信；通信組網；光纜敷設；路由

1工程概述

渭南市抽黃供水工程位于陜西省關中東部，渭河北岸。從合陽縣東王鄉太里樞紐一級站抽水后利用東雷抽黃總干渠輸水至蒲城縣龍陽鎮總干渠蒲石分水閘，閘后修建蒲石沉沙池、北灣調蓄水池和供水泵站，后接壓力管道輸水至蒲城縣黨睦村北分水池，再從黨睦分水池向南輸水至渭南市規劃的西酒王村水廠，在黨睦分水池為鹵陽湖開發區預留分水口，在蒲石沉沙池為渭北煤化工工業區預留分水口。供水線路全長125.79km，其中利用東雷抽黃總干渠85.06km，新建輸水線路40.73km。工程數據通信體系由光纜和工業以太網交換機傳輸設備等組成，建設覆蓋渭南市抽黃供水工程的寬帶專用通信傳輸網，保證供水工程的各泵站及水池、黨睦供水管理站、管理調度中心及分中心的工程視頻監視圖像信息、資源監測（水位、流量、壓力、水質等）數據信息、泵站監測、調度管理話務通信、水資源管理、工程安全監測信息等的準確采集、精確處理、科學分析。

2任務與難點

本工程需要建設供水工程各監控站點之間的數據通信鏈路，完成各輸水建筑物與各級調度管理單位之間語音、數據、圖像等各類信息的傳輸。由于工程輸水線路地下水位較高、鹽堿性強，具有腐蝕性，因此在數據通信鏈路設計中需要充分考慮以上問題。合適的通信方式，目前大容量通信傳輸方式主要有數字微波中繼通信、衛星通信和光纖通信三種。由于光纖通信在傳輸質量、傳輸帶寬、組織靈活性以及先進性等方面更具優勢，因此，本工程通信系統選用光纖通信傳輸方式。

2.組網方案

目前采用光纖通信傳輸體制主要有以下兩種：基于工業以太網的IP傳輸方式和基于SDH的MSTP傳輸方式。從實際情況考慮，基于工業以太網的IP傳輸方式投資較少，且1000M帶寬處理能力能夠滿足工程需求，綜合網絡的組網靈活性、安全性，選用基于工業以太網的IP組網方式。根據組網方案，結合供水工程建筑物地理位置分布及工程管理要求，在工程管理調度中心配置2臺核心交換機；蒲石管理分中心、黨睦供水管理站、蒲石供水泵站、北灣供水泵站及渭南市中心水廠、鹵陽湖開發區水廠各配置1臺工業以太網交換機。系統配置如表1。主干數據通信組網結構圖見圖1。

3.光纜敷設與路由方案

（1）光纜敷設方式

室外光纜的敷設方式主要有以下三種：架空、直埋和管道。架空光纜長期暴露在外界自然環境中，易受環境溫度的影響而引起線路傳輸衰減的變化。且在施工期需要與當地相關部門及土地所有者就賠償和臨時征地存在大量協調工作。管道與直埋敷設相比，能提高光纜的抗腐蝕、抗側壓和抗拉伸能力，能有效防止鼠類和白蟻的侵害及其他機械損傷，應對地質沉降能力優于直埋方式敷設，可延長光纜的使用壽命。結合本工程項目具體情況，可選用光纜直埋方式或穿硅芯管敷設方式，兩種方式優缺點如下：1）直埋敷設方式優點：采用鎧裝光纜，施工簡單；可與管道土建回填施工同步進行；建設費用低。缺點：光纜建設需一次到位。否則后期擴容、維護難度較大；穿越公路、橋等需作特殊保護；施工期間光纜敷設于土建施工協調工作量大。

2）硅芯管敷設方式

優點：敷設光纜可選擇普通光纜，光纜造價較直埋光纜低；硅芯管內壁硅芯層是固體永久的潤滑劑，在穿光纜時可采用氣吹法，可達1000m，可以充分利用管線沿線閥井，節省大量的人（手）孔；內壁硅芯層的摩擦特性保持不變，線纜在管道內可反復抽取；耐酸堿腐蝕，使用壽命長，不需要基礎，施工可選擇與管道土建施工同步進行，后期維護方便；在運輸及操作方便的條件下可以定制長度，中間無接頭。缺點：工程造價相對較高；管道修復難度大；穿光纜對施工設備、工藝和人員的素質要求較高。

3）方案確定

通過上述兩種建設方案的對比，采用硅芯管建設每公里造價與直埋相比增加不大，綜合考慮工程地下水位較高且位于鹽堿地的實際情況及光纜安全性、后續接入、擴容的方便性，選用硅芯管簡易管道敷設光纜，硅芯管規格選用40mm、33mm。

（2）光纜路由方案

根據工程管理調度對光纜線路的要求，結合業務需求、可用產品和技術、工程造價、今后擴容需求、與輸水管敷設的協調等因素綜合考慮，本工程在輸水管道敷設的同時，采用穿硅芯管地埋方式沿新建工程線路進行光纜敷設，避免二次征地所帶來的費用和糾紛。光纜選用GYTS-12B1型，敷設光纜長度45km。

3.2語音電話通信

（1）技術方案

對本專網而言，采用軟交換設備組網，可以滿足功能應用且工程投資較少，故采用軟交換系統組建語音電話系統。

（2）系統組網

根據監控管理的需要，從工程管理調度中心一點出局，布設語音網守、1臺24口語音網關；在蒲石管理分中心、黨睦供水管理站、北灣供水泵站、蒲石供水泵站各配備滿足8用戶的語音網關，形成完整的監控管理話務內部通信網。水廠語音通信由水廠專項設計解決，最終接入系統內部語音網。

3.3互聯網通信

工程管理信息系統屬于內部專用綜合業務網，但是為了擴大對外交流，提高管理水平，通過嚴格的隔離措施，實現與國際互聯網的聯接是十分必要的。為此，在工程管理調度中心設一點出局方案，互聯網帶寬為10M。同時解決好防病毒和網絡安全問題，滿足整體工程管理的需要。

3.4與上級單位及相關水利部門通信

系統預留與上級管理單位的通信接口，為了及時獲取上級管理單位及相關水利單位的管理信息及水資源信息，管理調度中心租用2M專用電路一條。

3.5通信網絡綜合監控

通信系統是信息管理和自動監控等業務的基礎，必須滿足高安全性、高可靠性和高度自動化等的要求。通信系統由許多環節組成，包括多種設備且地點分散，每個設備運行的好壞都直接影響到通信的質量和可靠性。本工程通過配置通信網綜合監控體系，對通信系統及設備環境的主要指標和實時狀態進行集中監測監控，從而對通信系統的運行參數、變化趨勢、運行故障做到及時準確地分析和了解。

（1）監控范圍

系統監控對象包括：各級通信設備、通信光纜、通信電源設備、空調、通信機房環境狀況（溫、濕度等）等。

（2）系統功能

監控系統具備以下功能：采集各級通信設備、通信電源的狀態量、告警信號及通信機房煙霧、防盜等告警信號；采集各級通信設備、通信電源及通信機房的主要電子、電壓和溫度等信號；采集通信光纜的運行狀況、衰減、斷點等；通過遙測獲取某指定通信設備即時的狀態量、模擬量數據；具有模擬量的越線顯示和告警功能，并具有聲、光兩種報警方式；告警聯動功能，可以自動啟動現場記錄；具有對通信機房設備的遙控功能；具有定時制表打印功能等。對于本身帶監控的智能設備可利用規約轉換器將有關監控信息接入系統；對于本身不帶監控的非智能化設備及環境狀態可通過數據采集、轉發設備采集和收發有關信息，從而接入系統。

4結語

（1）數據通信設計應結合水利工程特點，充分考慮地形、周邊環境等因素，選擇可靠的通信組網方式。

（2）選擇穿硅芯管敷設光纜方式可有效解決敷設線路地下水位較高、鹽堿性強、腐蝕性強等問題。

（3）對于新建的水利輸供水工程，數據通信的光纜施工可采用與輸供水管線同溝敷設硅芯管的方式,與輸水管線同期施工，在水工土建施工完成后，統一吹放光纜，可大大減少光纜被土建施工損壞的概率。

（4）硅芯管敷設時可利用供水管線設置的各閥井代替人孔及手孔，穿越閥井時，需根據地下水情況采用穿墻套管進行防水保護。

（5）穿越通車繁忙的公路或開挖路面受到限制的地段時，可沿水工頂管段與其同時頂進一根鍍鋅鋼管，硅芯管穿鋼管敷設。

參考文獻：

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[4]沈宏平；胡勇.直埋硅芯管技術在水利光纜線路工程中的應用[J].江蘇水利.2014年08期

作者：劉拓 單位：陜西省水利電力勘測設計研究院