浅谈排水系统的网络化建设

王 磊

　　今年七月，我撰写的《我市排水系统引入网络化管理的重要性》被收入排水委员会第四届第一次年会论文集中，并在大会上进行了交流。这篇论文从我市的实际出发，着眼于长远，较为详尽地勾勒出一幅排水系统自动化、网络化管理的新思路。但是，从目前情况看，由于资金问题、技术问题、人员素质问题等一系列条件的制约，要想真正实现论文中所描绘的蓝图还有相当的阻力。然而，有困难不等于不能有作为，只要我们有一个努力超前的信念，有一批勤奋肯干的技术人员，再通过积极宣传，争取有关部门的理解和支持，排水系统网络化管理还是能够实现的。在这里我想着重探讨一下排水系统网络化建设中的有关组建问题，并向同行征求一些可行性建议，以期早日将这项事业付诸实施。
　　网络最简单的应用，是将若干个计算机连接起来，组成对等的模式，如果其中一台计算机安装了打印机、调制解调器等设备，其余计算机就可以通过网络系统对其实现共享。以这些设备为基础，再利用相应的应用软件，则可以完成实时监控、信息查询、数据统计、图形处理等任务，这正是排水系统实现网络化的关键所在。按照我的设想，排水系统网络化建设的核心是排水管理中心局域网和污水处理控制中心局域网。这里所讲的局域网是一个数据通信系统，即在一个适中的地理范围内，把若干独立的设备连接起来，通过物理通信信道，以较高的数据传输速率实现各独立设备之间的直接通信。之所以将这两个中心以局域网方式组建，是因为它只使用一种传输介质--电缆，且与广域网相比具有以下优势：①结构简单；②采用的是数字通信方式，在线路上没有路径选择问题；③通信管理相对简单；④信息传输效率高，传输误码率低；⑤投资少，不需要很高的运行费用。排水系统实现网络化管理应紧紧围绕这两个中心进行设计、组建，并最终调试、运作。下面就以这两个局域网为重点，做一些探讨。

一、排水管理中心局域网

　　为了便于理解，让我们先来谈谈管理中心局域网是如何组建的：管理中心设在单位内部，为此应有一个配套的数据管理机房，该机房用于接收与其相连的外属终端、工作站传过来的数据，并及时进行分析处理，转变成为有用的信息，供管理人员做出决策。排水管理中心内以一台服务器为主，同时连接若干个工作站，以集中方式为网络工作站提供共享资源、管理共享设备（如大容量硬盘、打印机、应用软件等）。服务器应其他计算机的请求提供服务，使其共享系统资源。在局域网中，服务器掌握着整个网络的命脉，一旦服务器出现故障，整个网络就会瘫痪。工作站通过运行启动程序与网络相连，被登录到管理中心的服务器上，并以这种方式参与网络的一切活动，当退出网络时又可以作为一台标准的计算机使用。服务器和工作站进入和退出网络时有明显的区别，工作站可以随时进入和退出网络系统，且不影响其他工作站的工作，而服务器必须在网络需要时进入网络，而且只要网络中有工作站未退出，网络还在工作，服务器就不能退出网络系统。把服务器、工作站、终端等设备进行合理的配置，就可以构建起相互关联、有效运作的管理中心局域网。管理中心内的服务器主要联接以下四个工作站：
　　1、数据库管理工作站
　　鉴于以前的排水资料是人工管理、自然保存，很容易造成资料混乱、数据丢失，需要时查找起来也不方便。为了更好地实现资料共享，很有必要组建一个数据库。当需要查找有关资料时，可利用数据库管理工作站对网络中的资源进行查找与管理。该工作站主要用于管理本行业的：
　　（1）人事档案--实行代码管理，即通过分类编码的方式对职工的履历、工种、培训等情况登记入库，进行多层次、分门类的管理。
　　（2）财务管理--由财务部门指派专人负责维护，包括工资管理、固定资产管理、财务收支分析等，这样查找起来很方便，也有利于开展会计电算化和落实财务公开制度。
　　（3）技术材料--包括一些重要的技术文档和处理参数等。
　　（4）政策法规--包括政府文件、法律文档、重要的参考资料等。
　　2、排水施工管理工作站
　　为了提高排水工程施工的工作效率和增加管理的透明度，便于施工过程中各项工作的协调配合和调度指挥，应设置排水施工管理工件站。该工作站的作用主要是将排水系统内所有的排水管网施工图纸及检查井进行登记、编号，并以数据的形式存储于计算机中。当需要维修某段管道时，可在计算机中根据检查井编号或所在街道名称，快速查询出该段管道的管径、管长、管底埋深、坡度、水流情况等资料，必要时也可通过数据转换，绘出该管段的横剖面图、纵剖面图和平面图等标准工程图纸，来指导施工、维修工作。
　　3、排水监察工作站
　　为了提高排水监察管理水平，进一步增强督查力度，应设置一个排水监察工作站。该工作站需要将排水户的详细资料，如：用户名、排水户简介、排水量、排水水质及排水管网系统图等数据资料输入计算机。这样当遇到紧急情况时，能够及时、准确地掌握任意一处污水管网的精确位置和详细资料，提高排水监察的工作效率。例如：排水许可证管理，它是排水监察的一个重要环节，涉及到许多部门和单位，我们可以把发证情况输入计算机进行编号排序，在需要了解情况时输入企业代码便能很方便地查询到所需资料。
　　4、排水互联网工作站
　　该工作站是排水系统通过网络与外部联系的唯一窗口。管理人员通过网络应用软件进行搜索，筛选出互联网上的一些外地乃至外国先进的排水管理经验、应用技术和最新动态，以利于加强内部管理，改进处理技术，加快排水设施的现代化建设。同时也可把我们一些好的经验和技术推广出去，以求达到"宣传污水处理事业，交流污水处理技术"的目的。这其中最常用的方式就是在本地区 "政府上网工程"中的政府网站内建立主页。
　　以上四个工作站和排水管理中心服务器之间互联的结构框图如下：

　　在这个框图中，排水管理中心服务器处于核心位置，它对内连接数据库工作站、排水施工管理工作站、排水监察工作站，对外与国际互联网相连，是整个排水系统中与外界沟通的唯一渠道。在此局域网内，可以安装代理、"防火墙"等网络管理软件，用以防范外部的攻击，并对内部员工进行授权等。在连接互联网时，可以使用ISDN-调制解调器，通过拨号连接到互联网中；也可以使用路由器，通过DDN专线以更便捷、更安全的方式连接到互联网中。路由器和集线器之间，可以设置一台安装了两个网卡的服务器，分别连接在路由器和集线器上作为网关，运行"防火墙"等软件，进行网络管理和安全防范。把ISDN-调制解调器作为整个局域网内统一的出口，而不必每个工作站都配备调制解调器，这样既减少了费用，又便于维护管理。

　　二、污水处理控制中心局域网

　　污水处理是整个排水系统的核心，是排水事业成败的关键。为实现污水处理能够平稳、高效地运行，就必须保证污水处理控制中心实现网络化管理。现在我们谈谈污水处理控制中心局域网的建设：该中心设在污水处理厂厂区内，也应有一个配套的污水处理监控机房，以该机房为核心，联接各终端、工作站，以求达到实时监控、自动管理的目的。
　　该机房内应配置一台高性能服务器，其它附属设备也应优于排水管理中心局域网内使用的设备。这是因为污水处理中心每天都会产生大量的数据，且这些数据每时每刻都在动态地变化着。要想稳定、准确、及时地处理这些数据，就需要有高性能的服务器来完成这项任务；同时其附属设备也应安全、高效地协助服务器完成对大量动态数据快速处理的任务。它们和排水监测工作站、污水处理厂各车间数据终端及污水中转泵站终端相连接，共同构成了污水处理控制中心局域网。与控制中心服务器相连的各工作站是：
　　1、排水监测工作站
　　排水监测工作的好坏决定着污水处理厂是否能够实现达标排放。以往排水监测监控手段的技术含量较低，分析项目主要采用人工容量分析法，这样不仅效率不高，而且所得到的排水监测数据也不精确。以计算机为载体的排水监测工作站在排水监测技术方面采用的是网络实时监控装置，该装置能够自动监测污水处理数据，并把测到的数据通过计算机加工处理成为有用信息，供管理人员决策参考。同时把这些信息传输给自动监控装置，以便随时监控调度。这项功能的成功运用将大大改变排水监测落后的局面，有助于提高工作效率，增强排水监测数据的精确度和连贯性。
　　2、污水处理工作站
　　污水处理厂是整个排水系统的核心，为保证污水处理能够平稳、高效地运行，建议各车间数据终端通过污水处理工作站直接和监控中心的服务器相联接。如风机的风量调节终端、污水泵流量控制终端、各种电器配电设备的调控终端等。监控装置对处理参数的监控实行自动化管理，从而能够避免人为因素造成的差错和损失，减少能耗，使操作人员免受噪音或污水中有害气体和病菌的侵害。污水处理监控装置应监控生产作业过程，包括显示控制工作过程画面和实时数据、显示系统总体框图、定时绘制重要参数的变化趋势图、显示重要设备的工作状态、提供数据的统计分析结果，以便辅助管理日常生产业务，提供决策参考。
　　3、污水中转泵站终端
　　因为污水中转泵站相对于其它工作站所处理的数据量不大，技术含量较低，仅以终端的形式组建即可。在网络运行过程中，该终端及时将中转泵站的最新数据资料通过网络传输到监控中心的服务器中，经过数据处理转变成有用信息供管理人员参考或运用。
污水处理控制局域网的结构框图如下：

　　在以上结构框图中，排水管理中心的设备和污水处理控制中心内的设备基本类似，只是后者所用服务器的性能略微高于前者。如果在工作中需要大量实时的数据通信，可以用以太网交换机替代集线器，如工作中需要用到的实时监控、多媒体演示、或进行图形设计等功能。

　　三、两个局域网的软硬件配置

　　为了更好地保证管理中心和各工作站之间能够高效运行，建议在软件配置方面采用统一的操作系统：网络操作系统采用微软公司的WindowsNT，工作站、终端操作系统采用微软公司的Windows98，其他应用软件，如AutoCAD2000，3DS，phtoshop5.0，Flash5.0等可根据实际需要而定。在硬件配置方面，为了节省资金应采用适中的设备，配置太低、太高都不可取，采用何种配置也应就具体情况而定，不必苛求大而全。两个局域网的网络拓扑结构均为星型连接所组建的以太网。将这两个相对独立的局域网通过网络互连设备，如中继器、网桥、路由器、调制解调器等实现互联，达到两个局域网之间实现资源共享的目的。
　　系统建成后，除了能在以上几个方面产生明显的成效外，对单位、部门乃至整个城市建设而言都将产生更深层次的影响。就单位而言：能够使排水部门的生产运行及管理产生质的变化，所需人员更少，运作更有效率，并最终达到减员增效的目的。就部门和城市建设而言：可以提高城市建设的整体管理水平，有利于政府高效、统一地协调各部门之间的关系，促进"电子政府"的普及和落实，更有利于与国际先进水平接轨。目前，国家无论是在政策上，还是在资金上都大力支持各个行业的信息网络化建设，我们排水行业也应抓住这一大好时机，加大信息网络化建设的资金投入，适时进行职工的专业技术培训，以适应引入网络化管理后的新需求。

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（作者单位：安阳市市政污水管理处）