(高清版)GBT 40285-2021 智能水電廠大壩安全分析評估系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

GB/T40285—2021智能水電廠大壩安全分析評估系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會I 12規(guī)范性引用文件 1 1 1 2 4 4附錄A(規(guī)范性)大壩安全分析評估應(yīng)用組件分級 5附錄B(資料性)大壩安全分析評估應(yīng)用組件信息 7附錄C(資料性)監(jiān)測數(shù)據(jù)粗差識別性能評價(jià)方法 8ⅢGB/T40285—2021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。請注意本文件的某些內(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。本文件由中國電力企業(yè)聯(lián)合會提出并歸口。本文件起草單位：南瑞集團(tuán)有限公司、國家能源局大壩安全監(jiān)察中心、中國長江三峽集團(tuán)國家電投集團(tuán)五凌電力有限公司、中國水利水電科學(xué)研究院、南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電有限公司、國網(wǎng)新源控股有限公司、國家電投集團(tuán)黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司、國電大渡河流域水電開發(fā)有限公司華能瀾滄江水電股份有限公司、廣州健新科技股份有限公司。1GB/T40285—2021智能水電廠大壩安全分析評估系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范1范圍本文件規(guī)定了智能水電廠大壩安全分析評估系統(tǒng)的功能、性能和測試要求。本文件適用于智能水電廠大壩安全分析評估系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T22239信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)基本要求GB/T30976(所有部分)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全GB/T36572電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)導(dǎo)則GB/T39264智能水電廠一體化管控平臺技術(shù)規(guī)范GB/T40222—2021智能水電廠技術(shù)導(dǎo)則DL/T5313水電站大壩運(yùn)行安全評價(jià)導(dǎo)則3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.13.2大壩安全分析評估應(yīng)用組件applicationcomponentfordamsafetyanalysisandevaluation用于分析和診斷大壩安全相關(guān)信息，評估大壩安全狀態(tài)和預(yù)測發(fā)展趨勢，為智能水電廠風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控、故障處置和優(yōu)化運(yùn)行提供輔助決策支持的一體化管控平臺應(yīng)用組件。4基本規(guī)定4.1大壩安全分析評估應(yīng)用組件的整體功能、外部接口、部署方式應(yīng)符合GB/T40222—2021的要求。4.2大壩安全分析評估應(yīng)用組件應(yīng)綜合監(jiān)測數(shù)據(jù)與巡視檢查成果、工程結(jié)構(gòu)特性、地質(zhì)條件、施工質(zhì)判斷結(jié)構(gòu)物局部乃至整體當(dāng)前的安全狀況，預(yù)測分析潛在風(fēng)險(xiǎn)，為水電廠運(yùn)行管理提供技術(shù)支持和輔助4.3大壩安全分析評估應(yīng)用組件智能化級別宜根據(jù)其主要特征和能力進(jìn)行劃分，具體要求應(yīng)符合附錄A。2GB/T40285—20214.4大壩安全分析評估應(yīng)用組件宜部署在管理信息大區(qū)。4.5大壩安全分析評估應(yīng)用組件應(yīng)通過一體化管控平臺實(shí)現(xiàn)與以下應(yīng)用組件的數(shù)據(jù)交互、信息共享及業(yè)務(wù)聯(lián)動：a)大壩安全監(jiān)測；b)水庫調(diào)度；c)水情測報(bào)；d)防汛決策支持；e)閘門控制與振動監(jiān)測；f)機(jī)組運(yùn)行監(jiān)控；g)大壩強(qiáng)震動監(jiān)測；h)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測；i)氣象監(jiān)測；j)安防監(jiān)控；k)應(yīng)急廣播。4.6運(yùn)行環(huán)境的信息網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)符合GB/T22239、GB/T30976(所有部分)及GB/T36572的規(guī)定。4.7大壩安全分析評估應(yīng)用組件應(yīng)采用開放的結(jié)構(gòu)，功能可擴(kuò)展。4.8大壩安全評估應(yīng)用組件宜支持跨平臺、跨開發(fā)語言的訪問和調(diào)用。5功能要求5.1信息獲取和預(yù)處理5.1.1大壩安全分析評估應(yīng)用組件應(yīng)能獲取大壩安全監(jiān)測、水情監(jiān)測、閘門控制與振動監(jiān)測、機(jī)組運(yùn)行5.1.2大壩安全分析評估應(yīng)用組件應(yīng)收集基本信息、日常監(jiān)測信息及管理信息，內(nèi)容見附錄B。5.1.3大壩安全分析評估應(yīng)用組件應(yīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，數(shù)據(jù)有效性和完備性自動判5.2分析和診斷5.2.1大壩安全分析評估應(yīng)用組件應(yīng)分析水工結(jié)構(gòu)物狀態(tài)的時(shí)空規(guī)律、變化趨勢、量值水平和因果關(guān)5.2.2大壩安全分析評估應(yīng)用組件應(yīng)具備對重要監(jiān)測物理量的定性和定量分析功能。5.2.3監(jiān)測量定性分析功能應(yīng)滿足以下要求：a)分析監(jiān)測量的周期性和趨勢性等時(shí)序變化規(guī)律，并統(tǒng)計(jì)周期性變幅、趨勢變化速率、極值及發(fā)生時(shí)間等特征量，識別監(jiān)測量規(guī)律出現(xiàn)變異的時(shí)間及發(fā)展趨勢。b)分析同類監(jiān)測量的空間分布規(guī)律，識別存在異常分布的監(jiān)測點(diǎn)位置及異常發(fā)生時(shí)間。c)給出具有高相關(guān)性的監(jiān)測量集合，識別監(jiān)測數(shù)據(jù)量值和變幅異常的測點(diǎn)。d)判斷各監(jiān)測量之間的因果關(guān)聯(lián)性，并通過自學(xué)習(xí)進(jìn)行迭代修正。e)篩查經(jīng)?；虺掷m(xù)超限的效應(yīng)量。當(dāng)出現(xiàn)原因量的不利組合時(shí)，自動篩查測值變化明顯或超限的效應(yīng)量。f)進(jìn)行監(jiān)測量與監(jiān)控指標(biāo)相互比較、監(jiān)測量之間相互比對、監(jiān)測量與理論或?qū)嶒?yàn)成果相互對照。5.2.4監(jiān)測量定量分析功能應(yīng)滿足以下要求：a)監(jiān)測效應(yīng)量與原因量的相關(guān)性、敏感性分析。b)統(tǒng)計(jì)模型、混合模型和確定性模型分析，宜提供多種分析算法。3GB/T40285—2021c)篩選適合通過統(tǒng)計(jì)回歸方法建立數(shù)學(xué)模型的效應(yīng)量，并優(yōu)選建模時(shí)間段。d)評估分析模型的擬合效果，可自動或通過人工干預(yù)方式優(yōu)選建模方法和調(diào)整優(yōu)化模型。e)在獲得監(jiān)測量新增樣本數(shù)據(jù)后及時(shí)自動更新模型。f)按原因量類別分解模型各分量，對比各分量的貢獻(xiàn)大小，辨識時(shí)效分量的斂散性。g)對存在空間分布關(guān)系的效應(yīng)量集合建立分布模型。5.2.5大壩安全分析評估應(yīng)用組件宜具備基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)物理及力學(xué)特性參數(shù)反演分析功能，并可進(jìn)行監(jiān)測效應(yīng)量正分析，判斷結(jié)構(gòu)性態(tài)有無異常變化。5.2.6大壩安全分析評估應(yīng)用組件宜具備大壩泄洪振動和強(qiáng)震工況下的結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析功能，并判斷結(jié)構(gòu)性態(tài)有無異常變化。5.2.7針對存在異?，F(xiàn)象的效應(yīng)量，應(yīng)關(guān)聯(lián)分析其原因量、相關(guān)效應(yīng)量以及巡視檢查信息，并判斷結(jié)構(gòu)性態(tài)有無異常變化。5.2.8大壩安全分析評估應(yīng)用組件應(yīng)具備結(jié)構(gòu)異常人工輔助診斷功能。可自動對結(jié)構(gòu)異常類別、涉及部位及范圍、可能的成因給出分析結(jié)論，診斷過程和結(jié)果可通過自學(xué)習(xí)不斷完善。5.2.9大壩安全分析評估應(yīng)用組件應(yīng)建立針對監(jiān)測量和巡視檢查結(jié)果的異常監(jiān)控方法及指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)異?，F(xiàn)象在線監(jiān)控、實(shí)時(shí)告警和分析診斷，并具備可組態(tài)的報(bào)警信息發(fā)送策略。5.2.10在線監(jiān)控方法及指標(biāo)應(yīng)支持按照汛期和非汛期等不同時(shí)段、正?；驑O端等不同工況、大壩和邊坡等不同部位的條件分別設(shè)置，并可通過自學(xué)習(xí)進(jìn)行修正。5.2.11大壩安全分析評估應(yīng)用組件應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)視經(jīng)分析確認(rèn)異常的效應(yīng)量，并能夠針對最新異常變化發(fā)出告警。5.2.12大壩安全分析評估應(yīng)用組件宜具有對大壩等水工建筑物的監(jiān)控圖像、視頻識別和比對功能，可5.3評估和預(yù)測5.3.1評估大壩局部和整體結(jié)構(gòu)安全狀況時(shí)應(yīng)綜合監(jiān)測資料分析和診斷結(jié)論、復(fù)查和復(fù)核結(jié)果及危害性，并根據(jù)DL/T5313的規(guī)定給出安全評估結(jié)果。5.3.2大壩安全分析評估應(yīng)用組件可基于監(jiān)控判斷規(guī)則、數(shù)學(xué)模型方法、專家經(jīng)驗(yàn)、歷史異常問題及隱患風(fēng)險(xiǎn)等要素對大壩安全狀態(tài)進(jìn)行綜合評估。5.3.3大壩安全分析評估應(yīng)用組件應(yīng)具備大壩安全等級的評估和預(yù)測功能，并給出處置策略建議。5.3.4大壩安全分析評估應(yīng)用組件應(yīng)能及時(shí)對水庫調(diào)度庫水位預(yù)測期內(nèi)的大壩運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測，并對可能出現(xiàn)的險(xiǎn)情推算庫水位警戒值。5.3.5出現(xiàn)極端工況或結(jié)構(gòu)異常時(shí)，大壩安全分析評估應(yīng)用組件應(yīng)自動對大壩安全狀態(tài)進(jìn)行評估和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測。5.3.6大壩安全分析評估應(yīng)用組件宜具備專家在線會商功能。5.4成果輸出5.4.1大壩安全分析評估應(yīng)用組件應(yīng)具備大壩安全分析評估報(bào)告自動生成功能，報(bào)告中的圖形、報(bào)表可自動更新。5.4.2大壩安全分析評估應(yīng)用組件應(yīng)具備大壩安全相關(guān)信息的各類圖表組態(tài)和綜合展示功能，提供基于建筑信息模型(BIM)和地理信息系統(tǒng)(GIS)的多元信息展示功能，宜支持基于虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(VR/AR)等技術(shù)的虛擬實(shí)景信息展示。5.4.3大壩安全分析評估應(yīng)用組件應(yīng)具備基于評估和預(yù)測結(jié)論的預(yù)警信息自動發(fā)布功能。5.4.4大壩安全分析評估應(yīng)用組件應(yīng)支持通過一體化管控平臺向其他業(yè)務(wù)應(yīng)用組件或特定客戶端推送各類信息及指令。4GB/T40285—20215.4.5大壩安全分析評估應(yīng)用組件應(yīng)能向大壩安全監(jiān)測、水庫調(diào)度、防汛決策支持、閘門控制與振動監(jiān)測、機(jī)組運(yùn)行監(jiān)控、廠區(qū)安防監(jiān)控和應(yīng)急廣播系統(tǒng)等推送告警信息。6性能要求6.1大壩安全分析評估應(yīng)用組件可靠性和實(shí)時(shí)性指標(biāo)應(yīng)滿足GB/T39264要求，并具備數(shù)據(jù)自動備份能力。6.2數(shù)據(jù)采集與處理性能應(yīng)滿足以下要求：a)大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)粗差識別查全率和查準(zhǔn)率在具備初級智能化程度時(shí)均不低于90%,在具備中級智能化程度時(shí)均不低于95%,在具備高級智能化程度時(shí)均不低于97%。粗差識別性能評價(jià)宜采用附錄C中所列方法。b)報(bào)警信息向PC客戶端推送時(shí)間不大于5s,向移動客戶端推送時(shí)間不大于1min。c)報(bào)表輸出時(shí)間不大于30s。6.3對單類異?，F(xiàn)象的自主診斷分析時(shí)間不大于3min。具備中級智能化程度時(shí)診斷結(jié)果與專家診斷結(jié)論符合率不低于80%,具備高級智能化程度時(shí)診斷結(jié)果與專家診斷結(jié)論符合率不低于90%。6.4經(jīng)歷特殊工況后，大壩安全評估應(yīng)用組件應(yīng)在30min內(nèi)完成大壩安全狀態(tài)評估。評估結(jié)論和預(yù)警信息生成后，應(yīng)在1min內(nèi)推送至智能水電廠其他相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。7測試要求7.1大壩安全分析評估組件應(yīng)進(jìn)行聯(lián)調(diào)測試，并進(jìn)行符合性評價(jià)。7.2測試環(huán)境應(yīng)盡可能模擬實(shí)際運(yùn)行環(huán)境。測試內(nèi)容應(yīng)包括功能測試、用戶界面檢查、響應(yīng)時(shí)間測試、壓力/負(fù)載測試和安全測試，并覆蓋各類業(yè)務(wù)場景。7.3大壩安全分析評估組件應(yīng)與一體化管控平臺的其他業(yè)務(wù)組件進(jìn)行數(shù)據(jù)交互測試和聯(lián)動測試。7.4所有的測試過程應(yīng)有詳細(xì)記錄，測試完成后評估測試過程及結(jié)果。5GB/T40285—2021(規(guī)范性)大壩安全分析評估應(yīng)用組件分級智能水電廠大壩安全分析評估分級要求見表A.1。表A.1大壩安全分析評估分級要求層次劃分初級智能化中級智能化高級智能化主要特征具備監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動粗差識別、剔除，以及數(shù)據(jù)審核入庫和成果圖表繪制等功能，可自動進(jìn)行資料整理整編。支持多業(yè)務(wù)應(yīng)用聯(lián)動監(jiān)測功能，通過預(yù)設(shè)監(jiān)控警戒值和判別規(guī)則實(shí)現(xiàn)自動告警和信息推送。支持常規(guī)數(shù)學(xué)建模和統(tǒng)計(jì)分析功能，通過人機(jī)交互方式實(shí)現(xiàn)異常現(xiàn)象成因診斷、趨勢分析及安全評估在具備初級智能化特征基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)從監(jiān)測數(shù)據(jù)采集到安全評估的主要過程自動完成。具備初步的機(jī)器學(xué)習(xí)能力，支持?jǐn)?shù)據(jù)挖掘和模型參數(shù)自動尋優(yōu)功能。實(shí)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)監(jiān)控值的訓(xùn)練優(yōu)化，通過預(yù)置的知識庫、方法庫，可進(jìn)行異?，F(xiàn)象的成因機(jī)理輔助分析診斷和大壩安全等級評估預(yù)測在具備中級智能特征基礎(chǔ)上，通過機(jī)器學(xué)習(xí)、持續(xù)演進(jìn)對知識庫、方法庫等進(jìn)行自動優(yōu)化完善。具備自主的異常信息告警、隱患工況預(yù)知預(yù)判、安全等級評估和預(yù)測、輔助決策等功能能力要求信息獲取和預(yù)處理1)具備監(jiān)測數(shù)據(jù)自動審核和粗差識別處理能力；2)具備異常數(shù)據(jù)自動復(fù)測能力1)具備監(jiān)測數(shù)據(jù)自動采集、監(jiān)測項(xiàng)目自動選擇和采集頻次自適應(yīng)能力；2)具備數(shù)據(jù)清洗和自動校核等預(yù)處理能力；3)具備與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)聯(lián)動采集能力；4)具備獲取結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)等不同類型信息能力；5)建立初步的方法庫和知識庫，涵蓋判斷邏輯規(guī)則、數(shù)學(xué)模型方法、專家經(jīng)驗(yàn)、歷史異常問題、隱患風(fēng)險(xiǎn)、應(yīng)急處置策略等；6)具備監(jiān)控指標(biāo)和判斷規(guī)則自動選取和自修正能力1)具備機(jī)器自主的信息獲取、數(shù)據(jù)清洗能力，可自動選擇數(shù)據(jù)采集策略；2)具備與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的自主聯(lián)動交互信息能力；3)具備自主獲取和融合多元數(shù)據(jù)信息能力；4)具備通過自學(xué)習(xí)方式完善方法庫、知識庫的能力；5)具備監(jiān)控指標(biāo)和判斷規(guī)則自動選取和自修正能力分析和診斷1)具備應(yīng)用對象的各類監(jiān)測2)具備通過人機(jī)交互方式對應(yīng)用對象定性和定量分析的能力；3)具備結(jié)構(gòu)安全快速分析4)具備監(jiān)測數(shù)據(jù)預(yù)測和異常趨勢分析預(yù)報(bào)能力1)具備以機(jī)器分析為主、人工干預(yù)為輔的監(jiān)測量定性和定量分析能力；2)具備大壩物理力學(xué)參數(shù)反演分析和監(jiān)測效應(yīng)量正分析能力；3)具備大壩結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析能力；4)具備圖像、視頻自動識別比對能力；5)實(shí)現(xiàn)基本合理的結(jié)構(gòu)異常原因診斷分析1)具備機(jī)器自主的定性和定量分析功能，并自動輸出2)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)異常原因自主診斷分析6GB/T40285—2021表A.1大壩安全分析評估分級要求(續(xù))層次劃分初級智能化中級智能化高級智能化能力要求評估和預(yù)測1)具備通過人機(jī)交互方式對大壩安全狀態(tài)和風(fēng)險(xiǎn)等級進(jìn)行綜合評估的能力；2)具備生成運(yùn)行管理和工程技術(shù)措施或處置建議的能力1)具備以機(jī)器分析為主、人工干預(yù)為輔的大壩安全狀態(tài)和等級綜合評估能力；2)具備特殊工況或異常情況下對大壩安全狀態(tài)自動評估和預(yù)測的能力1)具備機(jī)器自主的大壩安全狀態(tài)和等級綜合評估能力；2)具備可靠的大壩工作性態(tài)隱患預(yù)知、異常預(yù)判和趨勢預(yù)測能力成果輸出1)具備監(jiān)測資料成果編輯及圖表綜合展示能力；2)具備告警信息自動推送能力1)具備大壩安全相關(guān)信息的二維、三維仿真成果可視化展示能力；2)具備基于BIM+GIS、VR/AR技術(shù)的成果展示能力；3)具備大壩安全分析成果報(bào)告自動生成能力1)具備大壩安全相關(guān)信息及分析成果的實(shí)時(shí)全景展示能力，輸出動畫形式成果；2)具備大壩安全分析成果報(bào)告自主擇機(jī)生成能力7GB/T40285—2021(資料性)B.1基本信息(包括但不限于):a)工程概況和主體建筑物特征參數(shù)；e)大壩GIS數(shù)據(jù)；f)監(jiān)測儀器基本資料。B.2日常監(jiān)測信息(包括但不限于):d)機(jī)組運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)；e)大壩泄洪調(diào)度信息；f)大壩強(qiáng)震監(jiān)測數(shù)據(jù)；g)近壩區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測數(shù)據(jù)；i)閘門振動監(jiān)測數(shù)據(jù)；j)視頻圖像信息；B.3管理信息(包括但不限于):a)大壩BIM模型信息；b)工程補(bǔ)強(qiáng)加固及改造資料；d)VR/AR虛擬實(shí)景數(shù)據(jù)；e)