輸水入連工程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陳永彰 張 建

(遼寧省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院 遼寧沈陽 110006)

1 前言

大連市位于遼寧省南部，三面臨海，是遼寧嚴(yán)重資源型缺水城市之一。大連地區(qū)境內(nèi)多年平均徑流量為 32.51億m3，人均占有量為 579m3，僅為全國人均占有量的1/4，而金州以南地區(qū)多年平均徑流量3.26億m3，人均占有量僅有117m3。為解決工業(yè)生產(chǎn)和居民生活用水問題，從上世紀(jì)90年代至今，大連市先后建設(shè)了引碧入連供水工程、引英入連供水工程、青云河—臥龍水庫供水工程以及正在建設(shè)中的大伙房輸水應(yīng)急入連工程等跨流域的調(diào)水工程。以上各工程均由大連市供水有限公司負(fù)責(zé)運(yùn)行管理，因此，將現(xiàn)有工程的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)改造升級，納入新建的工程之中，建設(shè)一個(gè)統(tǒng)一的輸水工程信息管理系統(tǒng)，可以更好地提高供水安全，充分發(fā)揮各輸水工程的功能，具有重大的意義。

2 工程概況

大連市引碧入連供水工程起點(diǎn)位于碧流河水庫，采用明流暗渠和隧洞將水引至洼子店水庫，通過泵站加壓后，采用壓力管道將水輸送至大連市區(qū)凈水廠。

引英入連供水工程起于英那河水庫，通過泵站加壓，采用壓力管道將水輸送至洼子店水庫。

青云河—臥龍水庫供水工程通過加壓管道為開發(fā)區(qū)供水，工程規(guī)模較小。

上述工程均建設(shè)了相應(yīng)的信息系統(tǒng)，但由于建設(shè)時(shí)段不一，各工程各自獨(dú)立，故 2006年進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)劃，建設(shè)了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。但是大部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持的功能較為單一，主要滿足日常辦公和對外交流的需求。21

供水公司現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)包括總公司、引碧分公司、英那河分公司、臥龍水庫分公司及其下屬19個(gè)管理站的網(wǎng)絡(luò)，其中引英入連工程管理節(jié)點(diǎn)之間采用有線傳輸，引碧入連（南段）線路管理節(jié)點(diǎn)采用有線傳輸與無線傳輸結(jié)合方式，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D見圖1。

大伙房輸水應(yīng)急入連工程從大伙房水庫輸水工程的鞍山配水站接引，采用兩級加壓的方式，將水輸送至碧流河水庫，再利用和改造現(xiàn)有工程并新建部分工程，由碧流河水庫分別向東風(fēng)水庫和洼子店水庫輸水。工程沿線設(shè)2個(gè)分公司，13個(gè)管理站。

應(yīng)急供水工程建完后，大連市供水有限公司管理機(jī)構(gòu)將包括大連總公司、大石橋分公司、瓦房店分公司、引碧第二分公司（普蘭店分公司）、引英供水分公司（皮口）、英那河水庫分公司、臥龍水庫分公司，以及分公司下屬的33個(gè)管理站。

3 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

3.1 廣域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

結(jié)合供水公司節(jié)點(diǎn)分布及光纜資源建設(shè)情況，供水公司的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)廣域網(wǎng)采用星型結(jié)構(gòu)，如圖2所示。按照管理機(jī)構(gòu)建成三級星型結(jié)構(gòu)：以總公司為核心、各分公司為匯聚層、各管理站為接入層。其中分公司（不包含臥龍水庫分公司）至總公司采用155MPOS鏈路，各管理站至分公司采用FE鏈路。

3.2 緊急備份鏈路的考慮

在底層光纖資源出現(xiàn)故障時(shí)，上層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的所有安全措施變得毫無意義。為預(yù)防山洪等地質(zhì)災(zāi)害引起的底層光纜資源的中斷所帶來的影響，在通信網(wǎng)絡(luò)層面采取必要的應(yīng)急鏈路措施，將故障的影響范圍降低。

根據(jù)需要，可以考慮在各管理站配置相應(yīng)的撥號設(shè)備或采用無線信號，通過 PSTN撥號方式或利用無線信號（如WCDMA）直接接入大連供水有限公司、分公司，解決特殊情況下的應(yīng)急指揮問題。增加備份鏈路后控制專網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

3.3 總公司局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

根據(jù)輸水工程應(yīng)用系統(tǒng)安全需求，大連總公司局域網(wǎng)建設(shè)分為內(nèi)部應(yīng)用域、安全服務(wù)域、用戶接入域及DMZ區(qū)。其中內(nèi)部應(yīng)用域承載公司生產(chǎn)系統(tǒng)及管理系統(tǒng)，其安全有效運(yùn)行是公司正常運(yùn)作的基礎(chǔ)；安全服務(wù)域是網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用系統(tǒng)正常運(yùn)行的保障，包括防病毒系統(tǒng)建設(shè)、安全防護(hù)建設(shè)及安全管理建設(shè)；安全接入域?yàn)楣締T工提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)，通過有效的手段保障用戶接入安全；DMZ區(qū)域（非軍事化管理區(qū)域）為員工提供對外交互的窗口。如圖4所示。

3.4 分公司局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

分公司配置1臺匯聚路由器，負(fù)責(zé)匯聚及轉(zhuǎn)發(fā)本節(jié)點(diǎn)所轄管理站業(yè)務(wù)。如圖5所示。

3.5 管理站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

各管理站配置有兩臺終端，其中1臺用戶內(nèi)部辦公，包括對所轄輸水管道控制信息上報(bào)、內(nèi)部信息處理、視頻會議等，另1臺用于員工互聯(lián)網(wǎng)訪問，對外交互，通過 VLAN端口設(shè)置保障兩臺終端的邏輯隔離。如圖6所示。

4 通信傳輸系統(tǒng)

目前采用光纖方式的組網(wǎng)技術(shù)按不同的應(yīng)用場合主要有以下兩大類：（1）適用于大容量干線網(wǎng)絡(luò)，其中包括 IP over WDM、OTN等；（2）適用于區(qū)域/城域/專網(wǎng)，其中包括基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺(MSTP)技術(shù)、基于分組交換技術(shù)的分組傳送網(wǎng) PTN、基于 RPR(彈性分組環(huán))的多業(yè)務(wù)傳送技術(shù)和基于廠家私有協(xié)議的綜合業(yè)務(wù)傳送技術(shù)等。

鑒于輸水工程業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)對傳輸帶寬的需求，且業(yè)務(wù)需求類型較為豐富，對技術(shù)成熟可靠性要求較高；在傳輸技術(shù)選擇方面，基于SDH的MSTP技術(shù)對TDM業(yè)務(wù)的支持是非常成熟和完善的，能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備的統(tǒng)一以及網(wǎng)絡(luò)的可運(yùn)營、可管理性。經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較，輸水工程的通信傳輸系統(tǒng)選用基于SDH的MSTP技術(shù)組建。

光纜網(wǎng)采用鏈型組網(wǎng)方式，引碧第二分公司(普蘭店)至引英供水分公司、供水所至萬福、瓦房店管理站的接入由于光纜自建難度較大，按照租用公網(wǎng)資源考慮；引英供水分公司至7#站新建1 條 12 芯架空光纜；10#站-9#站-8#站-7#站-6#站-5#站-4#站-3#站-2#站-1#站-雙塔泵站新建 1 條 12芯架空光纜；2#站-供電所-樂甲泵站-得利寺-東風(fēng)水庫新建1條12芯架空光纜；大石橋分公司至上土臺新建1條12芯架空光纜；鞍山站-耿莊站-中小站-上土臺站-柳樹站-西海站-蓋州站-萬福站利用輸水管道施工時(shí)埋設(shè)硅芯管，敷設(shè)1條12芯光纜。

根據(jù)各節(jié)點(diǎn)地理位置，結(jié)合光纜路由方案及各節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)需求，確定組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，見圖7。

在大連與普蘭店之間組建一個(gè)2.5Gbit/s的鏈狀系統(tǒng)，在引英供水分公司（皮口）、供水所和蓋州及普蘭店四點(diǎn)間組建一個(gè)2.5Gbit/s的自愈環(huán)，在供水所、2#、4#、6#、8#、10#、9#、7#、5#、3#之間組建一個(gè)622Mbit/s的環(huán)，在供水所、得利寺、東風(fēng)水庫、樂甲泵站之間組建一個(gè)622Mbit/s的環(huán)，在萬福、蓋州、柳樹、中小、鞍山、耿莊、上土臺、西海之間組建設(shè)一個(gè)622Mbit/s的環(huán)，在2#、1#和雙塔泵站之間組建設(shè)一個(gè)155Mbit/s的環(huán)，并在東風(fēng)水庫、瓦房店之間，柳樹、大石橋之間組建622Mbit/s鏈狀系統(tǒng)。

5 結(jié)語

利用大伙房輸水應(yīng)急入連工程建設(shè)時(shí)機(jī)，將供水公司所轄的其他供水工程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行改造，納入統(tǒng)一的信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了碧流河水庫和英那河水庫的聯(lián)合調(diào)度以及所有的供水工程聯(lián)合調(diào)度，優(yōu)化了水資源配置，提高了城市供水保障度。在現(xiàn)有的技術(shù)水平下，輸水工程信息系統(tǒng)建設(shè)采用分層分布式星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是合適的；傳輸網(wǎng)絡(luò)宜采用基于SDH的MSTP技術(shù)組建成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，提高系統(tǒng)安全運(yùn)行保證率；自建光纜和租用公網(wǎng)相結(jié)合，解決傳輸路由是比較經(jīng)濟(jì)合理的。