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浙江省《城乡一体化供水管网物联网信息应用技术标准》(征求意见稿)

北极星水处理网  来源:北极星水处理网    2020/4/24 15:37:55  我要投稿  

北极星水处理网讯:北极星水处理网获悉,浙江省住建厅近日就《城乡一体化供水管网物联网信息应用技术标准》征求意见。详情如下:

关于征求《城乡一体化供水管网物联网信息应用技术标准》(征求意见稿)意见的函

各市建委(建设局),各有关单位:

根据我厅《关于印发〈2018年浙江省建筑节能与绿色建筑及相关工程建设标准制修订计划〉的通知》(建设发〔2018〕341号),由浙江大学等单位编制的《城乡一体化供水管网物联网信息应用技术标准》已完成征求意见稿,现印发征求各相关单位书面意见,请认真研究,提出修改意见,并于2020年5月22日前将修改意见反馈至主编单位。

联系方式:郑飞飞

电话:15968877609

传真:0571-88206757

邮箱:feifeizheng@zju.edu.cn

地址:浙江省杭州市余杭塘路866号浙大紫金港校区安中大楼A501室,

邮编:310058

附件:城乡一体化供水管网物联网信息应用技术标准(征求意见稿).docx

浙江省住房和城乡建设厅办公室

2020年4月23日

城乡一体化供水管网物联网信息应用技术标准(征求意见稿)

前言

根据浙江省住房和城乡建设厅《关于印发<2018年浙江省建筑节能与绿色建筑及相关工程建设标准制修订计划>的通知》(建设发〔2018〕341号)的要求,标准编制组通过广泛调查研究,参考国内外的有关标准,并结合物联网应用技术的实践运用,编制本标准。

本标准共分7章,主要技术内容包括:总则,术语,基本规定,系统架构,系统应用功能,系统运行维护及评估,系统安全。

本标准由浙江省住房和城乡建设厅负责管理,由浙江大学负责具体内容的解释。执行过程中,请各有关单位结合实际,不断总结经验,并将发现的问题、意见和建议函告浙江大学(浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号,邮政编码:310058),以供修订时参考。

本标准主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:

主编单位:浙江大学

中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司

参编单位:

主要起草人:

主要审查人:

1 总 则

1.0.1为指导城乡一体化供水管网物联网构建,做到技术先进、安全开放、经济适用,保证工程质量安全,提高人民群众满意度,提高供水管网物联网应用工作质量,制定本标准。

1.0.2本标准适用于浙江省城乡一体化供水管网物联网的构建、运行管理及效果评估。

1.0.3城乡一体化供水管网物联网建设,除应符合本标准外,尚应符合现行国家、行业和地方有关标准的规定。

2 术 语

2.0.1城乡一体化供水管网 urban-ruralintegrated waterdistribution systems

将城镇和乡村的供水管网相联通,实现城镇和乡村协同供水,包括各水厂出厂干管至城镇和乡村用户进水管之间的公共供水管道及其附属设备与设施,简称供水管网。

2.0.2物联网 internet of things

通过部署具有一定感知、计算、执行和通信等能力的各种设备,获得物理世界的信息或对物理世界的物体进行控制,通过网络实现信息的传输、协同和处理,从而实现人与物通信、物与物通信的网络。

2.0.3供水管网地理信息系统 geographical information system

基于计算机软、硬件和网络技术,集成地理空间框架数据、供水管网数据、基础地形图数据、地理编码数据等多种数据资源,实现对管网各种设施、城市基础地形数据管理的一种综合集成化的信息系统。

2.0.4SCADA系统 supervisory control and data acquisition

一类功能强大的计算机远程监控与数据采集系统,它综合集成了计算机技术、控制技术、通信与网络技术,对监测设备进行实时数据采集、本地或远程自动控制,并为安全生产、调度、管理、优化和故障诊断提供必要和完整的数据。

2.0.5供水管网数学模型 mathematical model of water distribution systems

利用数学公式、逻辑准则和数学算法模拟供水管网中水流运动和水质的变化,用以表达和分析管网内水流运动和水质变化规律及其运行状态。

2.0.6区域计量 district metering area

通过截断管段或关闭管段上阀门的方法,将管网分为若干个相对独立的区域,并在每个区域的进水管和出水管上安装流量计,从而实现对各个区域入流量与出流量的监测。

3 基本规定

3.0.1供水单位实施城乡一体化供水管网物联网应结合实际需求,融合现代企业的先进管理思想,搭建智慧水务管理平台,达到信息化建设与企业管理水平的协调发展。

3.0.2供水管网物联网构建应按照“总体规划、分步实施”的原则,制定信息化规划与实施方案。

3.0.3供水管网物联网构建应遵循高可靠性、实用性、开放性、先进性、安全性及经济性等基本原则。

3.0.4供水管网物联网构建应符合现行行业标准《城镇供水管网运行、维护及安全技术规程》CJJ 207的规定。

4 系统架构

4.1 一般规定

4.1.1供水管网物联网的系统架构应分为感知层、网络层、应用层等三层。

4.1.2物联网应用支撑平台应对物联网应用提供物联网终端(接入网关)、网络及业务的能力和资源,可根据物联网应用特点选择不同的信息传送通路,提供对物联网信息的统一采集、处理、存储等能力,并应支持对大信息量的存储和处理。

4.1.3物联网信息流应包括管理控制流和业务数据流,物联网应用支撑平台应提供业务数据流和管理控制流的路由功能。

4.1.4核心网络可提供短消息、数据通道、语音通道等多种通路传送物联网信息,核心网络应支撑物联网信息的双向传递和控制,提供必要的网络控制、互联互通、移动性管理等功能。

4.2 结构功能

I 感知层

4.2.1感知层功能要求应符合下列规定:

1 应能利用各类网络和技术实现终端及节点的自身定位和发送位置信息;

2应能利用传感器节点、各类网络和技术获取供水系统及设备的全景信息并进行互联互传;

3 应能实现现场级的分布式数据处理和设备协同控制;

4 应具有扩展性,适应供水物联网终端及节点数量和种类的增加。

4.2.2监测的数据应包括水厂工艺、水厂送水泵站、中途加压泵站、二次供水泵站、远程控制阀门、管网压力、水质及分区计量等数据。

4.2.3 管网压力测压点设置应符合下列规定:

1供水管网压力控制点、供水条件最不利点和低压区;

2多水源供水管网的分界线附近;

3人口居住、活动密集压力较易波动的集中大量用水区域;

4大用户和有特定用水要求的用户;

5保障管网水力模型校核精度的需要。

4.2.4 管网流量监测点设置应符合下列规定:

1厂站进/出水、供水干管以及较大口径的枝状管网上;

2大用户和有特定用水要求的用户;

3用户对用水量变化要求高的管段;

4管网区域漏失控制的进出水管段;

5 管网水力模型水量校核需要部署的流量监测点。

4.2.5 管网水质监测点设置应符合下列规定:

1水源地、进厂水、出厂水;

2用水量小、水龄易过长的地区;

3管网末梢;

4多水源的供水分界线;

5人口密集区域、大用户、大学或其他对水质要求高的区域。

II 网络层

4.2.6网络层构成应符合下列规定:

1网络层应包含接入层、汇聚层和核心交换层;

2接入层网络技术应包含无线接入和有线接入;

3汇聚层位于接入层和核心交换层之间,应具备数据分组汇聚,转发和交换,进行本地路由、过滤、流量均衡等功能;

4核心交换层宜包含IP网、非IP网、虚拟专网和几种交换层的组合模式。

4.2.7网络层功能应符合下列规定:

1应能支撑供水物联网感知层信息的传递、路由和控制,支撑供水物联网人员、设备、系统之间的通信;

2应能提供应用层业务所需的数据及平台服务;

3应具有扩展性,适应供水物联网应用层业务数量和种类的增加。

III 应用层

4.2.8城乡一体化供水管网物联网应用功能应包括数据存储、数据分析、辅助决策、智能报警、应急预案和绩效评估。

4.2.9数据存储应采用面向服务的体系结构,选取私有云或公有云的部署形式,服务及功能应符合下列规定:

1数据服务器应能提供支持业务所需的存储量和运行环境,具备非结构化数据的存储与分析能力;硬件性能应满足设备及用户对响应速度的需求;应采用分布式架构,便于系统扩容;

2宜采用弹性网络带宽资源配置,满足设备的数据传输及用户查询、操作的及时性要求;

3应配置防火墙、堡垒机及反向代理服务器,将数据主机与外部隔离,并对接入数据进行HTTPS认证;

4应具备宕机恢复机制。采用群集、冗余及备份技术,发生硬件、系统或网络故障时,系统应能在可接受的时间内恢复正常运行。

4.2.10应通过对感知层采集的数据进行分类存储和综合分析,提供区域漏损估计、管网压力、水质情况和泵站能耗等结果信息,服务及功能应符合下列规定:

1应具备区域最小夜间流量分析功能,监测独立计量区最小夜间用户用水量,宜在凌晨2:00~4:00时段对采集的区域瞬时流量进行分析,时间间隔不宜大于5min。

2 应具备管网压力分析功能,能够实时显示管网运行过程中的低压区、高压区及压力异常点;

3应具备管网水质分析功能,能够实时显示管网运行过程中的余氯、浊度分布,自动标记余氯或浊度不达标的区域;

4应具备水厂送水泵站、中途及二次供水泵站能耗分析功能,实时显示水泵的运行效率及耗电情况。

4.2.11辅助决策应符合下列规定:

1基于区域最小夜间流量分析,辅助决策工程师应及时确定漏损区域,制订漏损修复方案;

2基于管网压力分析,辅助决策工程师应进行分区压力管理。

3基于管网水质分析,辅助决策工程师应进行水质安全决策。如余氯不达标区域设置中途加氯设施;

4基于泵站能耗分析,辅助决策工程师应对用水量和管网工况进行评估,对泵站和远控阀门制定合理的调度方案。

4.2.12智能报警应符合下列规定:

1应具备可疑数据监测功能,辨识不良数据,校核实时数据准确性,并对管网运行报警信息进行筛选、分类存储;

2应建立分区流量、管网压力、水质异常信息的逻辑和推理模型,进行在线实时分析和推理,为调度中心提供准确的爆管/污染源区域报警信息;

3宜通过建立专家知识库,实现单事件推理、关联多事件推理、故障智能推理等智能分析决策功能;

4报警信息应通过发送短信、微信或其它推送方式,将报警信息实时地发送到用户相关人员的手机或电脑终端上,提醒用户注意并向用户提供应对建议。

4.2.13应急预案针对管网运行智能报警信息,提供爆管、水质污染等应急预案,应符合下列规定:

1基于压力驱动的爆管事故状态水力分析及后果影响评估,应制定快速有效的事故关阀方案及抢修方案,及时隔离爆管区域并修复受损管道,最大限度的减小爆管对供水管网的影响;

2基于管网水质模型模拟,快速的定位突发污染事故污染源,应制定快速有效的突发性污染事故控制方案,以及污染管网的冲洗及供水恢复方案;

3基于管网水力、水质模型模拟泵站、阀门故障影响范围,应制定快速有效的泵站、阀门抢修方案;

4针对泵站、阀门故障引起的低压区域,应制定快速有效的调度方案,最大限度减小影响范围;

5 在制定应急预案后,单位或企业应定期开展预案演练并总结。

4.2.14绩效管理应包括下列内容:

1管网维护绩效指标,包括抢修、巡检进度;

2管网漏损评估指标;

3管网水质评估指标;

4管网供水能耗评估指标。

4.3 网络环境

4.3.1应在内、外网络连接节点配置防火墙、防毒墙、入侵检测、网管、堡垒主机等网络安全防护设备,并部署安全防护策略。大型企业网宜配置负载均衡设备。

4.3.2外网用户应使用加密VPN通道。

4.3.3数据采集系统不具备有线通信时,应采用无线通信专网。

4.3.4网络节点的路由、交换设备应考虑数据吞吐量。

4.4 软硬件

I 硬件系统环境

4.4.1计算机和便携机的选型设计应符合下列规定:

1用于过程控制的操作员站、工程师站的计算机宜采用工控机。

2用于专业业务信息系统的操作终端宜采用商用计算机,应符合现行国家标准《计算机通用规范 第1部分:台式计算机》GB/T 9813.1的规定。

3用于PLC(可编程逻辑控制器)编程的便携式计算机应符合现行国家标准《计算机通用规范 第2部分:便携式微型计算机》GB/T 9813.2的规定。

4.4.2服务器的选型设计应能够满足投用初期和一定时期业务增长量的需要并具有良好的可扩展性、可管理性和安全性

4.4.3重要信息系统宜配置网络磁盘阵存储设备

4.4.4应选用服务器专用4核CPU,数量不宜低于2颗。

II 软件系统环境

4.4.5系统软件和工具软件的选型应符合下列规定:

1物联网配置的操作系统软件应与系统的安全性要求和系统的规模相匹配;

2数据库管理系统应选择商品化的主流关系型数据库产品;

3厂站自动化操作系统应具有实时性和高度可靠性,宜采用具有组态功能的工控软件平台;

4网络监控管理软件、企业网络版杀毒软件和数据加密软件等其它工具软件应符合本标准第6章相关规定

4.4.6 服务器的主机操作系统宜选用Linux、Unix、Windows系列操作系统,管理PC终端宜采用Windows操作系统。

4.4.7数据库宜选用适用于Windows操作系统的SQL Server系列大型通用关系型数据库产品,也可选用支持多平台操作系统的Oracle数据库,在同等条件下建议优先选用国内有自主版权的实时数据库。

5 系统应用功能

5.1一般规定

5.1.1供水管网物联网构建应统一规划,分步实施,能够依据运行环境的变化动态调整。

5.1.2供水管网物联网应优先建立数据中心。

5.1.3供水管网物联网硬件物理环境宜由数据库服务器、应用服务器、Web服务器、存储设备及网络设备和网络安全设备组成。

5.1.4应建立对物联网涉及到的软硬件资源均具备监控和预警功能的运维管理平台。

5.1.5 数据传输可采用有线或无线方式,宜采用专网传输。在公共网络上传输时,应采取加密措施。

5.2 漏损分析

5.2.1管网区域漏失控制实施应建设完备的通讯网络,用于采集和传输水量、水压、水质等运行数据。

5.2.2 管网区域漏失控制项目实施应建设相应的分区计量数据管理与分析软件平台。

5.2.3 供水单位应建立健全分区计量管理数据台账,包括供水总量、注册用户用水量和漏损水量等指标。

5.3 水质监测

5.3.1供水单位应建立管网水质在线监测系统,对管网水质实施在线监测。

5.3.2水质在线监测系统的数据采集与管理应符合下列规定:

1 具有足够的数据存储容量,可检索、可扩展,数据接口宜采用Web Services形式;

2具有数据备份和加密等功能。

5.4 优化调度

5.4.1供水单位应进行管网优化调度工作,在保证城乡供水服务质量的同时降低供水能耗。

5.4.2 优化调度工作应包括下列内容:

1建立水量预测系统,采用多种不同的算法,综合气象、社会等诸多外部因素产生的影响,确定最适合本供水区域的水量预测方法和修正值;

2建立调度指令系统,对调度过程中所有调度指令的发送、接收和执行过程进行管理,同时对所有时段的数据进行存档,用于查询和分析;

3建立管网数学模型,作为优化调度的技术基础;

4建立调度预案库,包括日常调度预案、节假日调度预案、突发事件调度预案和计划调度预案;

5建立调度辅助决策系统,包括在线调度和离线调度两部分。

5.5 预 警

5.5.1对管网水质、水量和水压的动态变化应进行定期检查和实时掌握,对可能出现的供水管网安全运行隐患进行预警。

5.5.2根据本地区的重大活动、重大工程建设和应对自然灾害等的需要,应对重点地区管线的风险源进行调查和风险评估工作。

5.5.3安全预警管理应建立管网事故统计、分析和相关档案管理制度。依据管网事故的统计分析数据,提出安全预警方案。

5.5.4应通过管网在线监测,及时发现管网运行的水质、水压或水量异常,对安全事故进行预警。

5.5.5宜运用管网数学模型,对管网运行状况、水质污染源位置及影响区域进行模拟分析,优化预警方案。

5.6 数据分析与管理

5.6.1宜建立供水管网综合信息数据库。包括管网数据采集系统、运行调度系统、地理信息系统和管网数学模型。

5.6.2 应根据管网及附属设施的动态变化情况,及时更新管网信息。

5.6.3管网运行数据采集系统的建立应符合下列规定:

1供水单位应采集管网运行过程中的压力、水质、流量、漏损、阻力系数、阀门开启度及大用户等的用水变化规律数据。

2管网压力、流量、水质监测应采用在线监测设备和实时数据传输技术,应每5min~15min保存一次监测数据。

5.6.4管网地理信息系统的建立应符合下列规定:

1供水单位应建立管网地理信息系统。对区域内供水管网及属性数据进行储存和管理。

2管网地理信息系统的建设应符合现行国家标准《城市地理信息系统设计规范》GB/T18578的规定。

3管网地理信息系统应包括管网所在地区的地形地貌、地下管线、阀门、消火栓、监测设备和泵站等图形、坐标及属性数据。

4管网地理信息系统宜分层开发和管理。

5 管网地理信息系统与管道辅助设计系统间所用图例应统一。

6 系统运行维护及评估

6.1 一般规定

6.1.1供水单位应设置物联网信息系统专职管理机构。

6.1.2物联网信息系统专职管理机构应遵照国家相关法规配备系统安全员、网管员、审计员等具有相应技能和能力的专(兼)职工作人员。

6.1.3管理机构应制定物联网信息系统运行的操作规程,应包括操作程序、日常维护、安全管理、维护检修巡查制度、故障处理等要求。

6.2 运行维护

6.2.1物联网信息系统应针对其特点制定相应的应急预案和现场处置方案。

6.2.2厂站自动化系统的运行维护应符合现行行业标准《城镇供水厂运行、维护及安全技术规程》CJJ 58的相关规定。

6.2.3应做好供水管网物联网信息系统的运行维护和检修记录,并及时归档。

6.3 评 估

6.3.1城乡一体化供水管网物联网构建应实现传感器高覆盖率。

6.3.2城乡一体化供水管网物联网构建应支持不少于100个高度异构设备的互联互通,整体系统对紧急事件响应延迟应低于1s,对重大紧急事件的响应延迟应低于100ms。

6.3.3城乡一体化供水管网物联网构建应实现高预警准确率。

7 系统安全

7.0.1供水管网物联网应建立数据备份、系统恢复等系统,确保在任何情况下不会发生数据损坏和丢失的情况。

7.0.2厂站调度控制系统应具有完善的安全技术保障机制。

7.0.3 供水管网物联网的信息系统安全等级保护内容应符合现行国家标准《信息安全技术 信息系统安全保护等级定级指南》GB/T 22239和《信息系统安全等级保护定级指南》GB/T 22240的规定。

7.0.4网络安全应符合下列规定:

1网络平台不宜采用多个出口接入国际互联网;

2 网络平台出口应配置路由器、防火墙、IPS/防毒墙、网管、堡垒主机及流控设备和杀毒软件等网络安全设备,并部署安全策略;

3应按业务性质、使用部门、使用权限等划分VLAN。重要系统需经授权,并输入登陆口令方可进入;

4网络IP地址规划不宜采用易被侦破入侵的公网网段地址;

5信息网与控制网之间应配置安全隔离设备;

6 供水涉密信息系统的网络与其他应用系统的网络联网宜采用网闸隔离技术进行安全隔离;

7 路由器应符合现行国家标准《信息安全技术 路由器安全技术要求》GB/T18018的规定。

7.0.5物联网信息系统安全应符合下列规定:

1应具备用户安全访问控制机制,包括权限管理、用户身份认证、口令准入(密码技术),以及防病毒部署、操作日志和日志审计等;

2重要信息系统、涉密系统可配置用户终端监控管理设备;

3安全级别高的专业应用信息系统与办公系统可通过网闸技术进行隔离;

4安全级别高(三级及以上)的信息系统、涉密系统,宜禁止使用移动存储设备(硬盘、U盘、光盘),和封闭红外、蓝牙等通信口;

5重要的数据应进行加密处理;

6宜建立数据容灾异地自动备份系统。

7.0.6操作安全性应符合下列规定:

1系统应具备操作权限和控制口令设置功能,应对每一控制操作提供校核;

2发生操作错误时应自动禁止并提示报警。

7.0.7通信安全性应符合下列规定:

1系统应具备一定的编码纠错功能,如CRC、奇偶校验、卷积码等;

2 无线通信的误码率应优于10-5,有线通信的误码率应优于10-7;

3 控制系统应具备信道故障诊断和告警提示功能;

4 采集数据上传失败时,允许发送端自动重发的次数不宜超过3次;

5 重要数据应采用加密技术。

本标准用词说明

1 为便于在执行本标准条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:

1)表示很严格,非这样做不可的用词:

正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;

2)表示严格,在正常情况下均应这样做的用词:

正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;

3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的用词:

正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;

4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的用词,采用“可”。

2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为“应符合……的规定”或“应按……执行”。

引用标准名录

《计算机通用规范 第1部分:台式计算机》GB/T 9813.1

《计算机通用规范 第2部分:便携式微型计算机》GB/T 9813.2

《信息安全技术 路由器安全技术要求》GB/T18018

《城市地理信息系统设计规范》GB/T 18578

《信息安全技术 信息系统安全保护等级定级指南》GB/T 22239

《信息系统安全等级保护定级指南》GB/T 22240

《信息技术 安全技术 IT网络安全 第3部分:使用安全网关的网间通信安全保护》GB/T25068.3

《物联网应用支撑平台工程技术标准》GB/T 51243

《城镇供水厂运行、维护及安全技术规程》CJJ 58

《城镇供水管网运行运行、维护及安全技术规程》CJJ207

《城镇供水水质在线监测技术标准》CJJ/T 271

《供排水管网地理信息系统技术规程》DB33/T 205


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