一、項目背景
城市供水調度監控系統的主要目的是解決自來水公司對供水各環節監測點的數據采集和監控。該系統由監控中心和各個水源監測點組成,各個水源監測點的數據采集終端(RTU或PLC)可監視和采集水位、壓力、流量、濁度、余氯、泵頻等各種數據,供控制中心及有關部門分析和決策取用,提高工作效率,保證供水質量,滿足日益增產的用水量的需求。
城市供水調度監控系統可以對遠程現場的運行設備進行監視和控制,以實現管道壓力、水流量的數據傳送及閥門開關的自動控制,降低了故障率和提高了對系統的反應時間。便于及時迅速的了解及控制遠端管道及閥門,低故障率和檢修的時間,減少停水次數。各水源監測點的數據采集終端可自動采集管道壓力、水流量的實時數據與開關狀態等數據,信息傳輸到自來水公司的監控中心,監控中心通過對傳輸回的數據進行分析,可找到出故障的地點,從而當一個遠端出現故障時,能在最短的時間內解決問題,恢復供水,提高了整體的服務水平,從而實現了城市供水的信息化、現代化。
在城市供水調度監控系統中,由于各管網監控點分布范圍廣、數量多、距離遠,個別點還地處偏僻,因此架設光纜、鋪設電纜難度大、不切合實際,向電信部門租用專用電話線又要申請很多電話線,而且有些監控點線路難以到達,況且采用電話線路時需要等待漫長的電話撥號過程,速度慢,運營成本較高,總之監控系統采用有線通信方式建設周期長、工作難度大、運行費用高,不便于大規模使用;與之相比,無線通信方式則顯得非常靈活,它具有投資較少、建設周期短、運行維護簡單、性價比高等優點。在監控系統中,無線通信方式主要包括:GSM短消息、GPRS、CDMA系統等。
二、方案選擇
經過比較分析,選擇中國移動的GPRS系統作為城市供水調度監控系統的數據通信平臺。目前,GSM網絡經過電信部門的多年建設,覆蓋范圍不斷擴大,已成為成熟、穩定、可靠的通信網絡,特別是中國移動新推出的GPRS數據業務。GSM/GPRS系統可提供廣域的無線IP連接。在移動通信公司的GPRS業務平臺上構建自來水供水調度監控系統,實現管網監控點的無線數據傳輸具有可充分利用現有網絡,縮短建設周期,降低建設成本的優點,而且設備安裝方便、維護簡單。
GPRS無線監控系統具備如下特點:
1、良好的實時響應與處理能力。與短消息服務比較,由于GPRS具有實時在線特性,系統無時延,系統能夠同時實時收取、處理多個/所有監測點的各種數據,無需輪巡就可以同步監測點的時鐘可很好的滿足系統對數據采集和傳輸實時性的要求。
2、遠程儀器設備控制:由于采用GPRS雙向傳輸系統,監控中心可以反向實現對儀器設備的時間校正、狀態報告、開關以及其他監測、控制等功能;
3、建設成本低:可充分利用現有GSM網絡,設備安裝即接通,而采用超短波通信時需要充分考慮現場環境,還需要配備天線鐵架等附屬設備。
4、安裝調試簡單,建設周期短:利用現有成熟GSM網絡,系統投入運行時基本不需要調試,安裝簡捷。采用超短波通信時安裝調試工作量大,要先進行現場信號測試,天線鐵架架設,天線方向角度調試等工作。
系統特點
1、覆蓋范圍廣。構建供水調度監控系統要求數據通信覆蓋范圍廣,擴容無限制,接入地點無限制,能滿足山區、鄉鎮和跨地區的接入需求。
由于管網監控點數量眾多,分布在全市范圍內,部分管網監控點位于偏僻地區,而且地理位置分散。采用超短波通訊方式,覆蓋范圍只有30多公里;而采用GPRS方式,理論上在無線GSM/GPRS網絡的覆蓋范圍之內,都可以實現監控。
2、數據傳輸速率高。GPRS網絡傳送速率理論上可達171.2kbit/s,實際應用時數據傳輸速率在40Kbps左右,而目前一般的超短波數傳電臺傳送速率多為2.4kbit/s或更低。
3、系統的傳輸容量大。監控中心站要和每一個管網監控點實現實時連接。由于管網監控點數量眾多,系統要求能滿足突發性數據傳輸的需要,而GPRS技術能很好地滿足傳輸突發性數據的需要。
4、通信費用低。由于GPRS采用包月計費的方式,運營維護成本低,月通信費用將在200元之內。
三、解決方案介紹
由于GPRS通信是基于IP地址的數據分組通信網絡,監控中心計算機主機配置固定的IP地址,各個端站的GPRS模塊和該主機進行通信。
(一)系統組成
1、管網監控點:
管網監控點:各監控點通過數據采集模塊采集如壓力、流量等數據,,通過RS232接口與GPRS透明數據傳輸終端相連,通過