倪娜娜

(遼寧江河水利水電新技術(shù)設(shè)計(jì)研究院有限公司， 遼寧 沈陽(yáng) 110003)

1 工程概況

三灣水利樞紐位于璦河干流下游，是璦河流域規(guī)劃中的大Ⅱ型重要樞紐工程，由三灣水利樞紐、輸水管線和凈水廠三部分組成。壩址在丹東市振安區(qū)九連城鎮(zhèn)廟嶺村，距丹東市25 km，控制流域面積5869 km2。水庫(kù)總庫(kù)容1.29億m3，凈調(diào)節(jié)水量2.20億m3，主要以承擔(dān)丹東市城市供水為主，兼顧發(fā)電，確保丹東市供水安全。三灣水利樞紐及輸水工程綜合自動(dòng)化系統(tǒng)[1]由水文自動(dòng)測(cè)報(bào)與防洪調(diào)度、大壩(樞紐)安全自動(dòng)監(jiān)測(cè)、閘門監(jiān)控、輸水泵站監(jiān)控、電站監(jiān)控、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、輸水管線工程和凈水廠自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)9個(gè)專業(yè)系統(tǒng)和綜合監(jiān)控自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)、整體網(wǎng)絡(luò)通訊2個(gè)輔助系統(tǒng)，共11個(gè)子系統(tǒng)組成。綜合自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)充分結(jié)合專業(yè)子系統(tǒng)多、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，以系統(tǒng)實(shí)際需求為基礎(chǔ)，構(gòu)建覆蓋三灣水利樞紐及輸水全線的多層次、多系統(tǒng)集成和分布式綜合自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)專業(yè)子系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控、樞紐分中心、調(diào)度中心間的互聯(lián)互通，為三灣水利樞紐現(xiàn)代化管理提供全面網(wǎng)絡(luò)支撐。

2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計(jì)

三灣水利樞紐綜合自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個(gè)覆蓋三灣水利樞紐及輸水全線的層次型、多系統(tǒng)集成和分布式綜合自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[1]。從網(wǎng)絡(luò)層級(jí)結(jié)構(gòu)方面規(guī)劃為4個(gè)層級(jí)(見圖1)，第一層級(jí)是“調(diào)度中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”，設(shè)在丹東市內(nèi)，是三灣樞紐總管理機(jī)構(gòu)及對(duì)外窗口。第二層級(jí)是“樞紐分中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”，設(shè)在廟嶺樞紐現(xiàn)場(chǎng)“樞紐分公司”辦公樓內(nèi)，是樞紐現(xiàn)場(chǎng)綜合管理機(jī)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)出口。第三層級(jí)是“專業(yè)子系統(tǒng)中心”,按專業(yè)功能區(qū)劃分，設(shè)水文、大壩、泵站、電站、閘門、輸水、視頻監(jiān)視和凈水廠等專業(yè)子系統(tǒng)中心，是各專業(yè)系統(tǒng)的集控中心。第四層級(jí)是“現(xiàn)地站級(jí)”，直接組成數(shù)據(jù)采集與測(cè)控的前端網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)功能設(shè)計(jì)方面，9個(gè)獨(dú)立專業(yè)子系統(tǒng)將重要監(jiān)測(cè)信息和部分重要監(jiān)控參數(shù)通過(guò)三灣水利樞紐及輸水工程內(nèi)部局域網(wǎng)(自愈環(huán)網(wǎng))匯集至樞紐分中心相應(yīng)數(shù)據(jù)服務(wù)器。樞紐分中心通過(guò)光纜鏈路的自愈環(huán)網(wǎng)與調(diào)度中心通訊達(dá)到信息共享，實(shí)現(xiàn)樞紐分中心和調(diào)度中心同步遠(yuǎn)程視頻模式下的綜合防汛會(huì)商和決策支持。

3 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層級(jí)劃分拓?fù)鋱D

三灣水利樞紐綜合自動(dòng)化監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是建立在樞紐各自動(dòng)監(jiān)測(cè)應(yīng)用子系統(tǒng)、樞紐內(nèi)部管理部門，以及與上級(jí)防汛調(diào)度部門間的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。為樞紐安全穩(wěn)定運(yùn)行及日常管理提供科學(xué)、先進(jìn)、安全、可靠的網(wǎng)絡(luò)支持，為科學(xué)合理的用水、配水、防洪、搶險(xiǎn)提供網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和決策支撐。系統(tǒng)以自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)信息、網(wǎng)絡(luò)及通訊、遙測(cè)技術(shù)為平臺(tái)，以水文遙測(cè)、大壩安全監(jiān)測(cè)、閘門遠(yuǎn)程監(jiān)控、電站與泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控、視頻監(jiān)視、水文預(yù)報(bào)與防洪調(diào)度系統(tǒng)及水庫(kù)行政管理各子系統(tǒng)[2]為基礎(chǔ)；以各類“水”信息管理為核心，綜合運(yùn)用水利專業(yè)知識(shí)和現(xiàn)代化的管理科學(xué)，為水利樞紐管理活動(dòng)自動(dòng)化水平提升，提高樞紐管理與控制運(yùn)用的效率和水平，實(shí)現(xiàn)人水和諧發(fā)展提供網(wǎng)絡(luò)通訊保障。

3.1 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)規(guī)劃與設(shè)計(jì)

本網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主體采用通道保護(hù)環(huán)方式的自愈環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如環(huán)網(wǎng)內(nèi)任意一處光纜失效或光功率不正常，環(huán)網(wǎng)內(nèi)部可自動(dòng)切換其另外一個(gè)通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，以使環(huán)網(wǎng)的業(yè)務(wù)不會(huì)中斷，從而使系統(tǒng)有很強(qiáng)的實(shí)用性、安全性和可靠性。線路光信號(hào)速率：STM-4(622 Mb/s)，并且對(duì)泵站、電站、閘門、大壩和凈水廠等二級(jí)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)提供足夠的數(shù)據(jù)接口。

系統(tǒng)光纖環(huán)網(wǎng)內(nèi)共設(shè)置11個(gè)站點(diǎn)(見圖2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D)，包括：調(diào)度中心、樞紐分中心、四道溝水廠、蛤蟆塘凈水廠、鴨綠江水廠、鐵路水廠、珍珠山水廠、鴨紙水廠、元寶山水廠、化纖水廠、江橋水廠。其中鴨綠江水廠、鐵路水廠、珍珠山水廠、鴨紙水廠、元寶山水廠、化纖水廠、江橋水廠站點(diǎn)提供光纖接口。其他4個(gè)站點(diǎn)提供網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和接口，完成系統(tǒng)構(gòu)建，滿足自動(dòng)化數(shù)據(jù)和各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在光纖傳輸系統(tǒng)的接入和傳送。

3.2 網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)

本網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心工作是以光纜為主要通訊載體進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，同時(shí)滿足三灣水利樞紐分中心～丹東市內(nèi)調(diào)度中心～四道溝水廠等站點(diǎn)的通信傳輸業(yè)務(wù)[3]。三灣水利樞紐及輸水工程通過(guò)光傳輸系統(tǒng)的業(yè)務(wù)具有多樣性，包括視頻監(jiān)控、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)、電話、各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等都需要在光傳輸系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)傳送。本綜合自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在子系統(tǒng)[4]功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，借助同步數(shù)字傳輸體系SDH(Synchronous Digital Hierarchy)構(gòu)建具有自愈功能的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)，凸顯水利水電行業(yè)管理的自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化水平。

圖2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D

為滿足三灣水利樞紐分中心～丹東市內(nèi)調(diào)度中心～四道溝水廠的通信傳輸業(yè)務(wù)，擬建設(shè)三灣水利樞紐及輸水通訊系統(tǒng)光纜線路工程。本工程分主干線線路工程和支線線路工程兩部分。其中主線通訊線路起點(diǎn)為樞紐分中心，途徑調(diào)度中心，終點(diǎn)為四道溝水廠，敷設(shè)2條24芯光纜。主線沿途經(jīng)蛤蟆塘凈水廠、鐵路水廠、珍珠山水廠、鴨綠江水廠、鴨紙水廠、元寶山水廠、江橋水廠、化纖水廠共8個(gè)水廠的通訊線路支線，分別敷設(shè)2條12芯的光纜至各分支水廠廠區(qū)。光纜線路全程采用硅芯管道方式隨輸水管線敷設(shè)，見圖3。

圖3 光纜纖芯分配示意圖

3.3 網(wǎng)絡(luò)安全

從整體考慮安全問(wèn)題，整個(gè)安全系統(tǒng)將涉及到網(wǎng)絡(luò)層安全、應(yīng)用層安全、安全管理等主要方面。根據(jù)系統(tǒng)的不同層次、不同角色用戶的安全需求，實(shí)施不同的安全策略，設(shè)定用戶的使用權(quán)限，確保網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的安全管理。網(wǎng)絡(luò)安全管理[5]內(nèi)容包括保護(hù)網(wǎng)絡(luò)資源不受內(nèi)部或外部的惡意攻擊和破壞，保護(hù)網(wǎng)絡(luò)[6]的配置不受非法的修改，保護(hù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不受內(nèi)部或外部的惡意、非惡意攻擊和破壞等。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文以綜合水文、大壩、閘控、泵站、電站、水廠等9個(gè)專業(yè)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，從各子系統(tǒng)監(jiān)控中心、樞紐分中心和調(diào)度中心網(wǎng)絡(luò)通訊實(shí)際需求出發(fā)，針對(duì)三灣水利樞紐綜合自動(dòng)化專業(yè)子系統(tǒng)多、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，借助分層分級(jí)網(wǎng)絡(luò)模式，進(jìn)行三灣水利樞紐綜合自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)。為各專業(yè)子系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心、樞紐分中心和調(diào)度中心間互聯(lián)互通提供自愈性環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)支持，為相似水利綜合自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考。