• 关键词：                                                                三河一渠                                                                监控调度

• 摘要：“三河一渠”项目作为山西省长治市水环境综合整治的城市重点工程备受各级领导及社会各界的关注。综合监控调度管理系统的系统平台和管理平台是整个综合整治的重要核心。从设备冗余性方面考虑，该项目采用环型网络拓扑结构，采用恒启电子HES8M-2SSC-VLW交换机作为环网主干设备，同时开启环网协议保证网络的稳定性。

一、项目背景

　　长治市“三河一渠”工程由石子河、黑水河、南护城河和东防洪渠组成，河道总长20.25公里，治理面积271.63万平方米，作为长治市环城水系，该工程不仅是长治市的民生工程，同时也是“山西大水网”工程的重要组成部分，是浊漳河流域生态环境治理的重点项目之一。

　　“三河一渠”项目作为山西省长治市水环境综合整治的城市重点工程备受各级领导及社会各界的关注。综合监控调度管理系统的系统平台和管理平台是整个综合整治的重要核心，一个高标准，具有技术先进性的综合监控调度管理平台是实现“三河一渠”工程信息化的重要手段。

二、项目建设需求

2.1 网络通道高带宽

　　以太网作为目前使用最广泛的局域网、城域网技术，具有高达100M/1000Mbps的网络传输带宽，在承载大流量上具有天然优势；目前市面上大部分终端及传输设备都具备以太网接口。为了实现网络的高带宽以及多种设备的互联互通，该项目采用以太网作为整个网络的二层承载技术。串口总线终端部分，通过使用串口-以太网协议转换网关，实现骨干网络的IP化。

2.2 网络设备高稳定

　　该项目绝大部分处于室外，延伸距离远、覆盖面积广，设备的使用环境较为恶劣。设备的稳定关系到整网拓扑的稳定以及应用系统能否正常运营。为了最大可能的保证设备的稳定，该项目的所有室外部署设备必须选用工业级设备，同时在部署时，依据现场情况，做一定程度的防护。

2.3 网络拓扑高可靠

　　为了保证应用系统的稳定运行，除了在设备的稳定性上做好保证之外，在整网的拓扑上也需要进行详细的设计。星型网络和环型网络是目前使用最为广泛的2种网络拓扑，该项目建议采用环型网络的设计标准，通过有线光纤环网以及开启环网冗余协议，在链路或设备端口出现故障的情况下，能够实现毫秒级别的故障切换，最大限度的保证网络拓扑的稳定。

2.4 网络无线有线一体化

　　该项目属于市政工程，属于运营商城域网的范畴，可以依托该市的运营商，实现4G蜂窝的数据回传。依托运营商的4G网络，能够帮助该项目，在减少设备数量、降低施工成本的同时，增加网络的冗余性，实现无线有线两张网络的融合。

三、项目解决方案

3.1以太网承载串口数据

　　为实现网络骨干的高带宽，采用以太网作为二层传输技术。各个水利站点接入的Modbus总线设备，通过，美国B-B公司MESR902T系列Modbus网关，转换成以太网数据包，传输到主控室。

　　MESR系列Modbus网关在Modbus串口网络（RS232，RS422或RS485）中的设备以及那些在Modbus TCP网络中的设备之间建立桥接，允许任何Modbus TCP主机无缝集成。每一个串口都可以通过多达16个同步的Modbus TCP主机在LAN或WAN连接。通过网关内建的Web页面，可以通过任意浏览器非常方便的进行参数的配置。-34 to 80°C的工作温度以及Class 1 Division2等级认证能够让该设备很好的适应现场恶劣的使用环境。

3.2有线单模光纤环网

　　从设备冗余性方面考虑，该项目采用环型网络拓扑结构，采用恒启电子HES8M-2SSC-VLW交换机作为环网主干设备，同时开启环网协议保证网络的稳定性。

　　该款交换机能够提供6个百兆电口，2个SC百兆光口（单模双纤，20公里），是实现远距离传输的首选设备。全金属机壳以及工业化无风扇设计使得该设备能够工作在-40到75°C的温度环境中。该项目中在每个水利站点放置一台该型号交换机，电口上联恒启工业4G路由器，下联MESR Modbus网关，剩余的4个电口可以供现场的IPC等终端设备使用；2个光口通过单模光纤分别连接其他站点的交换机，同时在光口上开启恒启RingOn冗余环网协议，实现毫秒级别（≤15ms）的故障切换。

3.34G蜂窝VPN专网

　　依托运营商的4G网络，可以在主控端的路由器（防火墙）以及各个站点的4G路由器之间建立VPN隧道，实现专网的数据传输。

　　该项目中采用USG防火墙作为VPN服务端，WAN口分配静态公有IP地址，LAN口连接后台的服务器区；恒启工业4G路由器HFE3A27作为VPN接入设备，放置在各个水利信息点。4G路由器和防火墙之间建立L2TP VPN隧道，通过VPN隧道，主控端的管理软件（安装在后台服务器上）能够通过Internet从各个站点的总线监控传感设备中获取采集数据，实现跨Internet的两地LAN局域网的互联互通。

四、项目使用设备

1.恒启电子工业级4G路由器

HF3EA27（4G路由器，支持三大运营商全网通，1个10/100M以太网口，1个RS232串口）

2.恒启电子工业交换机

HES8M-2SSC-VLW（工业交换机，6个百兆电口，2个百兆光口，单模双纤，工业宽温，低压供电）

3.美国BB Modbus网关

MESR900（Modbus网关, 2个串口Terminal Block, 1个10/100以太网RJ45口）