T-SDEPI 042-2024 市政污水處理廠智慧運(yùn)維系統(tǒng)技術(shù)指南

ICS13.060.30CCSZ01SDEPIT/SDEPI042—2024前言 II 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14基本規(guī)定 15智慧運(yùn)維系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì) 6智慧運(yùn)維系統(tǒng)實(shí)施 47系統(tǒng)安全 48運(yùn)維驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) 5T/SDEPI042—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由山東省環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會提出并歸口。本文件起草單位：海普歐環(huán)保集團(tuán)有限公司、山東建筑大學(xué)、山東華城工程技術(shù)有限公司、海普歐（淄博）環(huán)境科技有限公司、中域碧水（云南）環(huán)境科技有限公司、中碳綠能（山東）數(shù)字科技有限公司、北京萬維盈創(chuàng)科技發(fā)展有限公司、山東魯環(huán)環(huán)保咨詢有限公司、山東泉涌環(huán)境科技有限公司。本文件主要起草人：顏炳林、劉兵、王海龍、劉吉萍、孫秀芹、陳飛勇、史水合、李志鵬、王全勇、張恒、王靜、劉麗明、韋慶祥、李雪生、程洪恩、張玉生、陳禹兮、耿高遠(yuǎn)、劉冠宏、姜文凱、秦子儀、吳金柱、邊毅、吳猛、倪永鵬、張健。T/SDEPI042—2024市政污水處理廠智慧運(yùn)維系統(tǒng)技術(shù)指南本文件規(guī)定了市政污水處理廠的智慧運(yùn)維系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、智慧運(yùn)維系統(tǒng)實(shí)施、系統(tǒng)安全、運(yùn)維驗(yàn)收標(biāo)本文件適用于市政污水處理廠智慧運(yùn)維系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、維護(hù)等工作。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GA/T367-2001《視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求》GB/T36092-2018《信息技術(shù)備份儲存?zhèn)浞菁夹g(shù)應(yīng)用要求》GB/T36478-2019《物聯(lián)網(wǎng)信息交換和共享-第三部分：元數(shù)據(jù)》GB/T36626-2018《信息安全技術(shù)信息系統(tǒng)安全運(yùn)維管理指南》GB/T37025-2018《信息安全技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸安全技術(shù)要求》GB/T51187-2016《城市排水防澇設(shè)施數(shù)據(jù)采集與維護(hù)技術(shù)規(guī)范》GB28181-2011《安全防范視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求》3術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。4基本規(guī)定智慧運(yùn)維系統(tǒng)一般以綠色建設(shè)為目標(biāo)，建設(shè)前應(yīng)開展污水處理廠現(xiàn)狀評估工作，包括污水處理沒施普查、在線監(jiān)測能力評估、安全隱患排查等基本內(nèi)容。智慧運(yùn)維系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)做到功能實(shí)用，技術(shù)適時(shí)、安全高效、運(yùn)營規(guī)范和經(jīng)濟(jì)合理。智慧運(yùn)維系統(tǒng)應(yīng)與當(dāng)?shù)刂腔鄢鞘邪l(fā)展規(guī)劃建設(shè)水平相適應(yīng)，應(yīng)符合國家、行業(yè)及當(dāng)?shù)氐挠嘘P(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。5智慧運(yùn)維系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)5.1基本架構(gòu)設(shè)計(jì)5.1.1智慧運(yùn)維系統(tǒng)基本架構(gòu)一般由感知層、基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺層（含數(shù)據(jù)平臺、應(yīng)用支持平臺、模型平臺）、應(yīng)用層、用戶層組成如圖1。2T/SDEPI042—2024圖1市政污水處理廠智慧運(yùn)維系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)圖5.2智慧運(yùn)維系統(tǒng)感知層5.2.1感知層位于參考技術(shù)架構(gòu)的底層，宜具備以下功能：a)提供對運(yùn)維管理范圍內(nèi)進(jìn)水及排水設(shè)施、主要污水處理設(shè)施（如生化池、初沉池等）中的水量、流量、水質(zhì)參數(shù)（如pH、溶解氧濃度、氨氮濃度、顆粒物濃度等）的智能動態(tài)感知能力；b)提供對運(yùn)維管理范圍內(nèi)進(jìn)水及排水設(shè)施、主要污水處理設(shè)施以及主要污水處理設(shè)備、配電設(shè)備等設(shè)施、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控能力；c)提供對運(yùn)維管理范圍內(nèi)進(jìn)水及排水設(shè)施、主要污水處理設(shè)施、廠區(qū)道路等區(qū)域的圖像監(jiān)控能力。d)提供對電表、水表等儀表數(shù)據(jù)的自動讀取和存儲能力；e)提供人臉識別、指紋識別等多種身份識別方式，具備大規(guī)模身份信息管理能力，具備數(shù)據(jù)加密和保護(hù)機(jī)制。5.2.2感知設(shè)備宜包括：水質(zhì)水量感知設(shè)備、圖像視頻感知設(shè)備、設(shè)備工況感知設(shè)備、智能儀表、身份核驗(yàn)設(shè)備等。5.2.3智慧運(yùn)維系統(tǒng)監(jiān)測終端目標(biāo)一般包括：a)污水處理廠進(jìn)出水口、提升泵站、排水泵站；b)主要處理設(shè)施及水質(zhì)傳感器；c)視頻監(jiān)控設(shè)備、設(shè)備控制器、水質(zhì)傳感器；d)監(jiān)測項(xiàng)目包括：水位、流量、水質(zhì)等監(jiān)測及計(jì)量設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。5.2.4感知設(shè)備的通訊設(shè)計(jì)宜符合下列要求：a)現(xiàn)場終端至監(jiān)測管理站的通訊宜考慮移動、聯(lián)通、電信三網(wǎng)兼容，采用NB-IoT、5G通訊方式，兼容GPRS、3G、4G、LORA等通訊方式；b)宜具備斷點(diǎn)續(xù)傳功能；c)為保證自動監(jiān)測信息一致性，排水管網(wǎng)動態(tài)監(jiān)測信息實(shí)行統(tǒng)一平臺管理；d)設(shè)備自動采集的原始數(shù)據(jù)全面直接傳輸?shù)浇y(tǒng)一平臺管理。5.2.5水質(zhì)水量感知設(shè)備宜符合以下要求：a)高精度：設(shè)備宜具備不低于±5%FS的測量精度，以確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性；3T/SDEPI042—2024b)實(shí)時(shí)監(jiān)測：設(shè)備宜實(shí)時(shí)、連續(xù)地監(jiān)測周圍環(huán)境參數(shù)變化，并具備數(shù)據(jù)傳輸能力；c)多樣化檢測：設(shè)備宜支持多種檢測方式，包括但不限于化學(xué)感知、物理感知、生物感知等；d)遠(yuǎn)程控制：設(shè)備宜支持遠(yuǎn)程控制，管理員可以通過遠(yuǎn)程通信方式對設(shè)備進(jìn)行遙控操作；e)系統(tǒng)集成：設(shè)備宜具備系統(tǒng)集成能力，能夠與其他設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行無縫集成，實(shí)現(xiàn)智能化、自動化的環(huán)境監(jiān)測和管理。5.2.6圖像視頻感知設(shè)備的通訊方式宜符合下列要求：a)現(xiàn)場終端至監(jiān)測管理站的通訊方式宜采用光纖有線通訊、4G、5G或無線微波通訊；b)應(yīng)符合GA/T367的相關(guān)規(guī)定。5.3智慧運(yùn)維系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施層5.3.1宜支持多種通信方式，如RS485、RS232、有線以太網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)、4-20mA、干節(jié)點(diǎn)輸入等；支持多種工業(yè)協(xié)議，如MODBUS/RTU、MODBUS/TCP、常見PLC協(xié)議等。5.3.2宜具備高可靠性和安全性，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性，并且可以防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和攻擊。5.3.3宜具備自檢功能，發(fā)現(xiàn)問題后能形成告警信息上報(bào)，并能夠保存異常日志1年以上。5.3.4宜支持遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，方便管理員隨時(shí)隨地對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和管理。5.3.5宜符合環(huán)保要求，具備低功耗和低噪音等特點(diǎn)。5.3.6智慧運(yùn)維系統(tǒng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理、校核、維護(hù)與使用標(biāo)準(zhǔn)可參照GB/T51187。5.4智慧運(yùn)維系統(tǒng)平臺層5.4.1智慧運(yùn)維平臺宜具備以下基本功能：a)可對污水處理設(shè)備進(jìn)行全生命周期管理，包括設(shè)備入廠記錄、工況監(jiān)控、故障診斷及維修記錄等；b)可對污水處理過程中采集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型模擬和深度分析；c)可對異常情況發(fā)出報(bào)警通知，并提供故障排除方法；d)可對數(shù)據(jù)進(jìn)行安全保護(hù)，包括數(shù)據(jù)加密、備份等措施，確保數(shù)據(jù)安全性和完整性；e)可進(jìn)行系統(tǒng)升級和維護(hù)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。5.4.2智慧運(yùn)維系統(tǒng)應(yīng)用模型宜符合下列要求：a)包含水動力模型、ASM模型（活性污泥數(shù)學(xué)模型）等應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域的主要數(shù)學(xué)模型；b)模擬對象宜包括污水處理廠管網(wǎng)、生化反應(yīng)池、沉淀池等；c)可對污水處理過程中采集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，形成數(shù)據(jù)圖、數(shù)據(jù)表等可視化信息；d)模擬軟件宜采用國內(nèi)外知名且成熟的通用或開源模型平臺。5.4.3智慧運(yùn)維系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集體系宜符合下列要求：a)具備多源、異構(gòu)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)管理能力；b)具有數(shù)據(jù)校驗(yàn)等安全保障功能，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和可靠性；c)進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)存儲，對多源、多格式、多類型數(shù)據(jù)進(jìn)行分類建設(shè)數(shù)據(jù)庫；d)基于開放、標(biāo)準(zhǔn)的軟件架構(gòu)，運(yùn)用文件傳輸、物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議、服務(wù)發(fā)布等多種采集技術(shù)；e)建議采用人工采集、系統(tǒng)自動采集等多種途徑，滿足交叉比對需求。因特殊原因確無法實(shí)現(xiàn)自動采集時(shí)，可采用人工采集錄入數(shù)據(jù)。5.5智慧運(yùn)維系統(tǒng)應(yīng)用層5.5.1宜覆蓋污水處理設(shè)施運(yùn)行、工作流程管理、設(shè)施工況監(jiān)控、廠區(qū)視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫管理、用戶隱私管理、應(yīng)急管理等市政污水處理廠運(yùn)行維護(hù)所涉及的主要工作內(nèi)容。5.5.2宜滿足對市政污水廠智慧運(yùn)維管理“一屏展示、一網(wǎng)管理”的要求，各項(xiàng)處理單元產(chǎn)生的數(shù)據(jù)運(yùn)行在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，實(shí)現(xiàn)一張圖、一個(gè)屏能瀏覽各項(xiàng)數(shù)據(jù)。4T/SDEPI042—20245.5.3系統(tǒng)應(yīng)用宜包含以下功能：a)可視化展示；b)實(shí)時(shí)監(jiān)控；c)輔助管理調(diào)度；d)數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析；e)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警及通知；f)用戶隱私管理。5.5.4移動端應(yīng)用宜符合下列要求：a)包含個(gè)人以及企業(yè)級應(yīng)用，具備擴(kuò)展企業(yè)信息化應(yīng)用場景功能；b)主要功能應(yīng)包含外業(yè)操作、遠(yuǎn)程監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制、指標(biāo)管理、統(tǒng)計(jì)分析等內(nèi)容。5.6智慧運(yùn)維系統(tǒng)用戶層5.6.1用戶層位于技術(shù)架構(gòu)參考模型的頂層，主要明確智慧運(yùn)維系統(tǒng)的用戶群體，具體包括：a)運(yùn)維人員；b)運(yùn)營單位；c)社會公眾。6智慧運(yùn)維系統(tǒng)實(shí)施6.1監(jiān)測報(bào)警6.1.1監(jiān)測感知設(shè)備布設(shè)點(diǎn)位宜選取污水處理設(shè)施內(nèi)、排水口、泵站等重要節(jié)點(diǎn)。6.1.2監(jiān)測項(xiàng)目宜包括水位、水量、水質(zhì)、視頻、設(shè)備工況等內(nèi)容。6.1.3系統(tǒng)宜具備針對出現(xiàn)水位超線、出水水質(zhì)超標(biāo)、設(shè)備工況異常、洪澇災(zāi)害等危險(xiǎn)情況的報(bào)警能力。6.2運(yùn)營管理6.2.1宜引入全流程電子化的巡檢管理手段，建立巡檢資料動態(tài)更新機(jī)制，將巡檢記錄、診斷結(jié)果及維修歷史等信息及時(shí)入庫、更新。6.2.2宜對水處理設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行不間斷監(jiān)控，主要包括設(shè)備電壓、電流、溫度、啟閉狀態(tài)等。6.2.3宜建設(shè)完善設(shè)施維修養(yǎng)護(hù)臺賬，形成設(shè)備健康檔案，記錄維修養(yǎng)護(hù)計(jì)劃、計(jì)劃執(zhí)行情況及維修結(jié)6.2.4宜開發(fā)移動終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)巡檢軌跡記錄、巡檢結(jié)果上報(bào)、巡檢工單處理到審核存檔的全流程智能化管理。6.3應(yīng)急調(diào)度6.3.1宜建立應(yīng)對不同情景（如防洪排澇、水環(huán)境污染、工程應(yīng)急等）的應(yīng)急管理預(yù)案并存儲至業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫內(nèi)。6.3.2宜建立多部門聯(lián)動、協(xié)同的應(yīng)急處置調(diào)度模式，結(jié)合視頻通訊、無線圖傳等技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場與指揮中心的實(shí)時(shí)、可視化聯(lián)動。7系統(tǒng)安全T/SDEPI042—20247.1污水廠運(yùn)維系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸和交換安全應(yīng)符合GB28181、GB/T36478、GB/T37025以及國家及地方政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。7.2數(shù)據(jù)存儲和備份安全應(yīng)符合GB/T36092的相關(guān)規(guī)定。7.3智慧污水廠運(yùn)維系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)應(yīng)符合GB/T36626以及相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，保障系統(tǒng)連續(xù)無故障運(yùn)行。7.4智慧污水廠運(yùn)維系統(tǒng)應(yīng)建立完備的運(yùn)維日志體系和運(yùn)維策略體系，日志管理應(yīng)符合GB/T366