GB∕T 38057-2019 城镇供水泵站一体化综合调控系统

书书书犐犆犛９１．１４０．６０犘４１中华人民共和国国家标准犌犅／犜３８０５７—２０１９城镇供水泵站一体化综合调控系统犝狉犫犪狀狑犪狋犲狉狊狌狆狆犾狔狆狌犿狆犻狀犵狊狋犪狋犻狅狀犻狀狋犲犵狉犪狋犻狅狀犪犱犼狌狊狋犿犲狀狋犪狀犱犮狅狀狋狉狅犾狊狔狊狋犲犿２０１９１０１８发布２０２００９０１实施国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会发布目　　次前言Ⅰ…………………………………………………………………………………………………………１　范围１………………………………………………………………………………………………………２　规范性引用文件１…………………………………………………………………………………………３　术语和定义２………………………………………………………………………………………………４　一般要求２…………………………………………………………………………………………………５　系统架构及功能２…………………………………………………………………………………………６　系统配置１０…………………………………………………………………………………………………犌犅／犜３８０５７—２０１９前　　言　　本标准按照ＧＢ／Ｔ１．１—２００９给出的规则起草。本标准由中华人民共和国住房和城乡建设部提出。本标准由全国城镇给水排水标准化技术委员会（ＳＡＣ／ＴＣ４３４）归口。本标准负责起草单位：杭州杭开环境科技股份有限公司、浙江大学。本标准参加起草单位：杭州市水务控股集团有限公司、北京市自来水集团有限责任公司、北京市昌平自来水有限责任公司、陕西省水务集团有限公司、天津泰达水业有限公司、海南天涯水业（集团）公司、武汉市水务集团有限公司、中国人民大学。本标准主要起草人：张于、郑飞飞、张土乔、吴则刚、张清周、刘小宇、王金玉、代荣、刘彦辉、付立凯、廖正伟、张伟林、袁文革、魏萌、宋亚路、俞亭超、邵煜、崔鸣、叶圣炯、柴前、陈德明、李明、叶丽影。Ⅰ犌犅／犜３８０５７—２０１９城镇供水泵站一体化综合调控系统１　范围本标准规定了城镇供水泵站一体化综合调控系统的术语和定义、一般要求、系统架构及功能、系统配置。本标准适用于城镇配水管网泵站及中途加压泵站设备调控系统。２　规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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／Ｔ４２０５　人机界面标志标识的基本和安全规则　操作规则ＧＢ４７１５　点型感烟火灾探测器ＧＢ／Ｔ５７５０．１１　生活饮用水标准检验方法　消毒剂指标ＧＢ／Ｔ７２５１．１　低压成套开关设备和控制设备　第１部分：总则ＧＢ／Ｔ７２６０．３　不间断电源设备（ＵＰＳ）　第３部分：确定性能的方法和试验要求ＧＢ／Ｔ１１０２２　高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求ＧＢ／Ｔ１２６６８．２　调速电气传动系统　第２部分：一般要求　低压交流变频电气传动系统额定值的规定ＧＢ／Ｔ１４０４８．１　低压开关设备和控制设备　第１部分：总则ＧＢ／Ｔ１５４７８　压力传感器性能试验方法ＧＢ／Ｔ１５９６９．２　可编程序控制器　第２部分：设备要求和测试ＧＢ／Ｔ１７２１９　生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准ＧＢ／Ｔ１７２８８　液态烃体积测量　容积式流量计计量系统ＧＢ／Ｔ１８８０６　电阻应变式压力传感器总规范ＧＢ／Ｔ１８３３６．１　信息技术　安全技术　信息技术安全性评估准则　第１部分：简介和一般模型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ＧＢ２０８１５　视频安防监控数字录像设备ＧＢ／Ｔ２９７６５　信息安全技术　数据备份与恢复产品技术要求与测试评价方法ＧＢ／Ｔ３１５００　信息安全技术　存储介质数据恢复服务要求ＧＢ／Ｔ３１８４６　高压机柜　通用技术规范ＧＢ／Ｔ３２０６３　城镇供水服务ＧＢ５００１６　建筑设计防火规范ＧＢ５００５７　建筑物防雷设计规范ＧＢ５００６２　电力装置的继电保护和自动装置设计规范ＧＢ５０１５０　电气装置安装工程电气设备交接试验标准ＧＢ５０１７４　数据中心设计规范ＧＢ５０３１４　智能建筑设计标准ＪＪＧ　８８０　浊度计１犌犅／犜３８０５７—２０１９ＣＪＪ５８　城镇供水厂运行、维护及安全技术规程ＣＪＪ２０７　城镇供水管网运行、维护及安全技术规程ＣＪ／Ｔ　４１５　城镇供水管网加压泵站无负压供水设备ＧＡ／Ｔ７５　安全防范工程程序与要求ＧＡ／Ｔ１１７７　信息安全技术　第二代防火墙安全技术要求３　术语和定义下列术语和定义适用于本文件。３．１　一体化综合调控系统　犻狀狋犲犵狉犪狋犲犱犪犱犼狌狊狋犿犲狀狋犪狀犱犮狅狀狋狉狅犾狊狔狊狋犲犿按全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化要求，通过数据采集仪器、数据中心、管网模型，完成城镇供水泵站的在线监测，水务信息的分析与处理，并做出相应的辅助决策建议，实现全站信息的统一接入、统一存储和统一展示，并实现泵站运行监视、操作与控制、综合信息分析与智能告警、运行管理和辅助应用等功能的综合调控系统。３．２　数据采集　犱犪狋犪犪犮狇狌犻狊犻狋犻狅狀通过压力、流量、水质等传感器，从供水泵站系统和其他待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集非电量或电量信号，送到上位机中进行分析、处理。３．３　数据中心　犱犪狋犪犮犲狀狋犲狉实现供水泵站数据的分类处理和集中存储，并经由消息总线向监控主机和综合应用服务器等提供数据的查询、更新、事务管理、索引、安全及多用户存取控制等服务的专用场所。３．４　管网水力模型　狀犲狋狑狅狉犽犺狔犱狉犪狌犾犻犮犿狅犱犲犾对供水管网中的流量、压力及水位等水力参数进行状态模拟和分析的计算机仿真系统。３．５　可视化展示　狏犻狊狌犪犾犻狕犪狋犻狅狀犱犻狊狆犾犪狔一种信息图形化显示技术。通过可视化建模和渲染技术，将数据和图形相结合，实现供水泵站设备运行状态、设备故障等信息图形化显示功能，为运行监视人员提供直观、形象和逼真的展示。４　一般要求４．１　城镇供水泵站应采用信息技术，提高供水泵站运行、维护和管理水平。４．２　城镇供水泵站一体化综合调控系统安全性评估应符合ＧＢ／Ｔ１８３３６．１的有关规定。４．３　城镇供水管网最小服务压力的设定，应符合ＣＪＪ２０７的有关规定。４．４　供水泵站涉水设备和材料，应符合ＧＢ／Ｔ１７２１９的有关规定。５　系统架构及功能５．１　系统架构５．１．１　总体架构总体架构应符合下列要求：２犌犅／犜３８０５７—２０１９ａ）　城镇供水泵站一体化综合调控系统应由泵站信息监测子系统、数据分析管理子系统和优化调度控制子系统构成，其逻辑关系如图１所示。ｂ）　泵站信息监测子系统应实时采集泵站运行相关信息，通过数据接口与数据分析管理子系统连接。泵站信息监测应包括水泵运行状态、泵房监测参数、阀门状态、远程浏览。ｃ）　数据分析管理子系统应包括泵站信息监测子系统所采集的数据，以及供水管网的数据采集与监视控制系统（ＳＣＡＤＡ）和地理信息系统（ＧＩＳ）数据。管网ＳＣＡＤＡ的建设应符合ＣＪＪ２０７的有关规定，管网ＧＩＳ的建设应符合ＧＢ／Ｔ１８５７８的有关规定。数据分析与管理应包括数据存储、数据分类辨识、故障分析决策、数据保护。ｄ）　优化调度控制子系统应基于数据分析管理子系统的对应类别数据进行实时计算，对泵站内各自动化设备进行智能化调控。调度与控制应包括在线调度、离线调度、站内操作、调度控制。ｅ）　运行管理贯穿整个系统，应包括安全防护、权限管理、信息管理、设备管理、检修管理、电源监控、环境监测、辅助控制。图１　城镇供水泵站一体化综合调控系统逻辑关系图５．１．２　泵站信息监测子系统架构泵站信息监测子系统架构应符合下列要求：ａ）　泵站信息监测子系统架构如图２所示，应包括前端设备层、数据采集系统及通讯传输网络，所采集的数据应进入数据分析管理子系统；ｂ）　数据采集系统应采集前端设备层的数据；ｃ）　通讯传输系统应将数据传送至数据中心；ｄ）　在数据处理完并发布后，可通过移动应用客户端或网页访问远程查看信息监测系统的数据。３犌犅／犜３８０５７—２０１９图２　泵站信息监测子系统架构示意图５．１．３　数据分析管理子系统架构数据分析管理子系统架构应符合下列要求：ａ）　数据分析管理子系统应对泵站监测信息子系统采集的数据、管网ＳＣＡＤＡ和ＧＩＳ数据进行分析管理，架构如图３所示；图３　数据分析管理子系统架构示意图ｂ）　泵站信息监测数据、管网ＳＣＡＤＡ数据以及ＧＩＳ数据应通过数据接口上传至数据中心，然后根据不同用途将数据进行分类存储；ｃ）　分类数据应通过语义层与数据分析模块连接，进行数据辨识、故障分析决策，并将报警信息存储于分类数据库；４犌犅／犜３８０５７—２０１９ｄ）　数据分析管理子系统应通过数据接口与优化调度控制子系统连接，为调度控制提供所需的分类数据，并将调度方案存储于数据库中。５．１．４　优化调度控制子系统架构优化调度控制子系统架构应符合下列要求：ａ）　泵站优化调度控制子系统架构如图４所示，可分为输入输出接口、调度数据库、调度预案库、调度模型库和决策控制模块。图４　泵站优化调度控制子系统架构示意图ｂ）　系统决策数据输入和输出应采用自动或人工方式。ｃ）　调度数据库建立在数据分析管理子系统的基础上，应包括静态数据库和动态数据库。管网的水力模型物理数据应存储于静态数据库，与调度相关的阀门、水泵等设备信息、日用水量、时用水量数据、监测点数据、水池水位等信息应存入动态数据库。ｄ）　调度预案库用于存储泵站调度预案，包括日常调度预案、节假日调度预案、突发事件调度预案、规划调度预案等，为调度决策方案提供参考。ｅ）　调度模型库对调度决策模型统一管理。包括管网水力模型、用水量预测模型、泵站之间优化调度模型以及泵站内部水泵组合优化模型。ｆ）　决策控制模块负责控制数据库数据的输入和输出，调用模型库中的各种方法，协调其他各模块之间的关系。５．２　系统功能５．２．１　功能结构城镇供水泵站一体化综合调控系统的应用功能结构如图５所示，应包括信息监测、数据分析与管理、调度与控制、运行管理。５犌犅／犜３８０５７—２０１９图５　城镇供水泵站一体化综合调控系统应用功能结构示意图５．２．２　信息监测通过可视化技术，实现对泵站运行状态等信息的运行监视和综合展示，包括水泵运行状态、泵房监测参数、阀门状态和远程浏览等。各监测内容应符合下列规定：ａ）　水泵运行状态，应包括电流、电压、电量、开停状态、水泵出口瞬态压力、机泵控制状态（就地、远控）、机泵的运行参数（变频频率，各绕组温度、电机及水泵轴承温度）等；ｂ）　泵房监测参数，应包括流量、液位、余氯、ｐＨ、浊度、总管运行参数［压力、流量（瞬时、累积）］等；ｃ）　阀门状态，应包括节流控制阀的开关或开启度、减压阀的阀后设置、流量控制阀的流量设置等；ｄ）　远程浏览，应实现调度中心可远程查看监测系统数据。５．２．３　数据分析与管理５．２．３．１　功能结构通过对信息监测子系统采集的数据进行分类管理和综合分析，提供分类报警、故障分析等结果信息，应包数据存储、数据分类辨识、故障分析决策和数据保护。５．２．３．２　数据存储数据存储应采用面向服务的体系结构（ＳＯＡ），选取私有云或公有云的部署形式，并提供下列服务及功能：ａ）　可快速部署并进行定制化配置的基础设施即服务（ＩａａＳ）的平台；ｂ）　数据服务器能够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，以满足泵房数据的多样性需求；硬件性能满足设备及用户对响应速度的需求；采用分布式架构，便于系统扩容；６犌犅／犜３８０５７—２０１９ｃ）　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；ｄ）　现场设备与服务器的传输采用统一的通信协议及标准化的数据接入格式；ｅ）　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；ｆ）　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。５．２．３．３　数据分类辨识数据分类辨识对信息