T_ACEF 034-2022 城镇供水管网数字化技术指南.docx
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1、T/ACEF0342022目次前言.11范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14总体要求.25系统架构.36数据采集与传输.47管网地理信息系统.58管网模型系统.79智能化管理.810信息安全.10资料性附录A(专业名词中英文对照表).12IT/ACEF0342022城镇供水管网数字化技术指南1范围本文件规定了城镇供水管网数字化总体架构、数据采集与传输、地理信息系统、管网模型系统、智能化管理和信息安全等方面的技术要求。本文件适用于供水单位开展城镇供水管网数字化系统的建设和运维管理工作,也可用于规划设计单位、研究院所、咨询公司和政府监管部门等开展城镇供水管网数字化工作的参考。2规范性引用
2、文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T18578城市地理信息系统设计规范GB/T20273信息安全技术数据库管理系统安全技术要求GB/T22080信息安全技术信息安全管理体系要求GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T25070信息安全技术网络安全等级保护安全设计技术要求GB/T30319基础地理信息数据库基本规定GB/T33448数字城市地理信息公共平台运行服务质量规范GB/T36333智慧城市顶层设计指南GB/T
3、36625.2智慧城市数据融合第2部分:数据编码规范GB/T36625.5智慧城市数据融合第5部分:市政基础设施数据元素GB/T37721信息技术大数据分析系统功能要求GB/T51399云计算基础设施工程技术标准CJJ61城市地下管线探测技术规程CJJ/T100城市基础地理信息系统技术标准CJJ207城镇供水管网运行、维护及安全技术规程CJJ/T271城镇供水水质在线监测技术标准CJ/T298城镇供水营业收费管理信息系统CJ/T541城镇供水管理信息系统基础信息分类与编码规则JG/T162民用建筑远传抄表系统3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1智慧水务smartwater通过新一代信
4、息技术与水务技术的深度融合,充分发掘数据价值和逻辑关系,实现水务1T/ACEF0342022业务系统的控制智能化、数据资源化、管理精确化、决策智慧化,保障水务设施安全运行,使水务业务运营更高效、管理更科学和服务更优质。3.2管网数字化pipenetworksdigitallization将供水管网系统进行数字化管理的过程。包括管网地理信息系统、管网模型系统、管网智能调度系统等管网数字化系统的建设、运行和更新维护等。3.3管网模型pipenetworksmodel利用数学公式、逻辑准则和数学算法描述供水管网中节点和管段水流运动和水质变化,用以表达和分析整个管网内水流运动和水质变化规律及其运行状态
5、的计算机仿真系统,包括离线模型(含静态模型和动态模型)、在线模型等。3.4动态模型dynamicmodel对连续多个时段进行动态模拟的管网模型,常用于供水管网运行状态诊断、优化调度和水质模拟等,也叫EPS模型。3.5在线模型onlinemodel与SCADA系统连接,具备运行数据自动更新、定时自动仿真计算功能的管网模型系统;其中,延迟时间在5min以内的在线模型均可认为是广义上的实时模型。3.6管网资产管理pipenetworksassetmanagement对供水管网系统相关资产进行全生命周期管理的过程。包括建立台账、风险评估、维修养护、更新改造和资产报废等。3.7智能化管理intellig
6、entmanagement采用人工智能、云计算、大数据分析等技术对供水管网实施智能管理的过程,包括智能监测、智能评估、智能预警、智能调度等。4总体要求4.1应根据智慧水务总体架构的规划设计,确定对城镇供水管网数字化建设、应用和管理的要求,并应符合GB/T36333的规定。4.2应制定供水管网数字化建设规划,科学有序开展供水管网数字化系统建设和系统应用;2T/ACEF0342022系统建设和运维管理应符合GB55026和CJJ207的规定。4.3供水管网资产管理宜利用数字化工具开展管网资产评估,全生命周期成本管理等;通过数字化技术分析识别关键资产,基于评估结果开展分级运营养护,制定更新改造计划。
7、4.4以下情况应采用数字化技术:供水管网巡检养护管理,数字化技术包括但不限于移动版GIS系统、电子标签、二维码、无人机和VR/AR技术等。供水管网调度管理,数字化技术包括但不限于SCADA系统、管网模型系统、供水优化调度技术等。供水管网漏损管理,数字化技术包括但不限于管网分区计量管理系统、管网压力管理系统、管网漏损控制信息系统等。供水管网水质管理,数字化技术包括但不限于水质在线监测和预警系统、管网水质模型等。二次供水管理,数字化技术包括但不限于二次供水设备管理系统、三维GIS系统、能耗分析系统等。供水营收与客服管理,数字化技术包括但不限于营业收费系统、客户服务系统、水表管理系统等。供水管网其他
8、业务管理,数字化技术包括但不限于智能机器人、数字孪生、卫星技术等。5系统架构5.1一般规定5.1.1城市供水管网数字化平台总体架构宜包括图1所示数据层、应用层和展示层等,平台运行服务应符合GB/T33448的要求。数据层数据采集、传输、存储、评估、处理、更新、维护等应用层管网GIS系统、SCADA系统、模型系统、集成应用等展示层管网一张图、KPI展示、方案展示、综合展示和专项展示等图1供水管网数字化技术架构5.1.2大数据分析、人工智能等信息技术在供水管网数字化中的应用应符合GB/T37721的要求。5.1.3供水管网数字化网络环境宜符合安全性、开放性、兼容性、可扩展性和可靠性要求。5.1.4
9、供水管网信息分类应符合CJ/T541的规定,数据库应符合GB/T30319的要求。5.2数据层3T/ACEF03420225.2.1城镇供水设施类数据元素技术要求应符合GB/T36625.5的规定,数据编码规范应符合GB/T36625.2的规定。5.2.2供水管网数据采集和传输应符合CJJ207的规定,应根据现有条件和后续需求选择相应的本地服务器或云平台进行数据管理和应用。5.2.3云平台应支撑私有云、公有云、混合云等多种基础环境,具备跨平台部署和应用能力。5.2.4采用云计算架构的供水管网管理信息系统的,其云计算基础设施应符合GB/T51399的要求。5.3应用层5.3.1供水管网基础数据更
10、新维护应在数据层统一管理,供水管网GIS系统、SCADA系统和管网模型系统应从数据层调用数据开展相应的应用分析。5.3.2单一的信息系统建设应考虑后续发展的需求,预留接口和扩容空间。5.3.3各信息系统间的数据应开放共享,打通系统间数据壁垒和信息孤岛。5.4展示层5.4.1宜建立集成应用和综合展示信息平台,打破单一系统的信息孤岛,发挥大数据分析的作用,提升供水管网智能管理水平。5.4.2集成应用和综合展示应重点考虑供水管网水质保障、漏损控制和系统节能减碳等核心需求,保障供水管网运行安全,提升供水效率和服务水平。5.4.3面向专业部门的数字化展示,应符合其业务管理需求;面向公众的数字化展示,宜满
11、足科普和信息公开的需求。6数据采集与传输6.1一般规定6.1.1供水单位应采集管网运维过程中的管网压力、管道流量、水池水位、漏失信号、增压泵站信息、阀门开启度、用户水量、管网水质等数据,并结合GIS及其他公用事业数据开展大数据分析。6.1.2应在供水管网和泵站关键环节设置在线监测设备,实时掌握水压、水量和水质等运行参数的变化情况;监测点数量和布点宜根据应用目标结合现场情况、管网模型和智能算法进行优化,并应符合CJJ207的规定。6.1.3数据传输分无线远传、有线传输等方式,选择传输方式应遵守经济合理、技术先进的原则。6.1.4数据采集和传输频率应根据需求和设备电池电量设定;宜1-15分钟采集一
12、次,1-6小时传输一次,数据上传时间间隔不得超过24小时,重点监测点应实时上传数据。6.1.5应按相关要求定期进行监测设备的校验,保证监测数据的有效性和可靠性。4T/ACEF03420226.1.6供水管网在线监测设备应具备信息安全功能,并应符合信息安全的要求。6.2数据采集6.2.1在线数据采集设备应保持时钟同步;不具备在线监测条件时可设置离线监测点。6.2.2在规划设计阶段,有条件的可考虑部分监测指标合并监测和传输。6.2.3市电供电的在线监测设备宜加大采集频率,实现实时上传。6.2.4应对电动控制阀门的开启度进行在线监测,开启度发生变化时单独存储,监测数据宜实时采集传输。6.2.5用户远
13、传水表数据采集传输应符合管网数字化管理要求,且数据上传率应符合JG/T162-2017的抄读成功率要求。6.2.6数据上传的通信协议按产品标准化协议、行业(标准化)协议、自定义协议的顺序优先级排序。6.3数据传输6.3.1在线监测设备应支持通过无线或有线等方式实现数据通讯及近端维护。6.3.2关键站点和设备设施应具有冗余信道。6.3.3在线监测设备的数据通讯模块应具有良好的扩展性,符合无线主流通讯技术的发展要求,并应具备低功耗性能及断网续传能力。6.3.4数据传输应不干扰在线管网监控设备工作,通讯传输不干扰其它系统正常工作。6.3.5通讯传输应制定统一、规范的适用各类通讯接口的通讯规约。6.4
14、数据管理6.4.1应结合管网GIS系统和SCADA系统,对区域内供水管网的压力、流量、水质、空间及属性等数据进行存储和管理。6.4.2应建立数据定期确认与更新制度,根据管网资产及运行工况的动态变化,及时更新管网静态和动态数据。6.4.3数据管理系统宜具备数据质量评估、数据清洗、数据备份、数据挖掘等功能。7管网地理信息系统7.1般要求7.1.1管网GIS系统以建设和完善地理空间数据管理和数据服务为主要内容,系统设计应符合GB/T18578的要求。7.1.2宜在政府部门的基础空间数据底层基础上,实现地形、供水管网、泵站等空间数据的统一管理,并将其信息通过图形、属性、多媒体等方式进行便捷的编辑维护。
15、7.1.3系统应具备接口扩展能力,可为其他信息化系统提供灵活的、可定制化的共享接口服5T/ACEF0342022务。7.1.4系统应提供客户端、WEB端、移动端等多种应用,以满足不同业务应用场景。7.1.5埋地供水管网探测普查应符合CJJ61的规定;管网GIS数据库、数据更新和备份应符合CJJ/T100的规定。7.2管道工程竣工测绘7.2.1供水管道工程竣工图文资料应提交数字化图档录入数据库,纸质资料进档案馆保存。7.2.2供水管道工程竣工测量应符合CH/T6002的规定。7.2.3测量工作应与管道工程施工同步进行,在管道覆土前实施测量。7.2.4非开挖管道起点和终点之间是曲线的管道,除测量起
16、点和终点外还应加测管道轨迹的平面位置和高程,补测支管的改变情况。7.2.5数字管道工程竣工图和应用图卡中所需元素应分层绘制,图层命名应统一规范。7.2.6桥管应绘制详图,在桥管平面图和立面图中画出桥管借转方向,标出各部分尺寸、混凝土支墩、管架、进排气阀和防爬刺等详细信息,在详图中应对各部分进行标注。7.2.7供水管道工程竣工图整体的布局应平衡、美观,竣工图和应用图卡应绘制相应图框。7.2.8供水管道工程竣工图验收应包括现场验收、图面验收和现场复核。7.2.9供水管道竣工图测绘成果应包括后续GIS系统建设所需的必要数据图表。7.3数据库要求7.3.1数据库应符合GB/T30319的要求,宜采用通
17、用关系型数据库管理系统,数据的存储可采用分区域、分专题、分要素相结合的方法。7.3.2宜采用支持空间数据及属性数据统一管理的空间数据库,数据库应具备管理海量空间数据的能力。7.3.3入库前应进行数据审核,包括数据格式符合性审核、数据逻辑性审核、一致性检查等。审核内容宜包括空字段、关键字重复、数据关联性、上下文一致性、字段取值范围合理性等。7.3.4数据库应具备入库后数据质量核查功能,提供对竣工数据与现状的一致性比较和数据合并,确保在库数据的准确性。7.4架构与功能7.4.1系统架构宜采用SOA、微服务等成熟的技术架构,可分为C/S架构、B/S架构和M/S架构等。7.4.2业务架构包括数据处理、
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