SLZ349-2006水资源实时监控系统建设技术导则.pdf

'中华人民共和国水利行业指导性技术文件SL/Z349——2006水资源实时监控系统建设技术导则2006-10-23发布2006-12-01实施中华人民共和国水利部发布 前言为了指导和规范我国水资源实时监控系统建设的前期、设计、施工、验收工作，提高技术水平，推动技术进步，统一技术标准，加强科学管理，在认真总结示范工作实践经验的基础上，按照《中华人民共和国标准化法》和《水利技术标准编写规定》(SL1-2002)，制定本指导性技术文件。本文件主要技术内容包括：——规定了水资源实时监控系统的组成结构；——规定了水资源实时监控系统建设前期、设计、施工、验收的技术原则。本指导性技术文件批准部门：中华人民共和国水利部本指导性技术文件主持机构：水利部水文局本指导性技术文件解释单位：水利部水文局本指导性技术文件主编单位：中国水利水电科学研究院、水利部海河水利委员会、水利部水利信息中心本指导性技术文件出版、发行单位：中国水利水电出版社本指导性技术文件主要起草人：谢新民、闫继军、蒋云钟、程益联、陈子丹、邓湘汉、李锦秀、赵峥、成建国、魏传江本指导性技术文件审查会议技术负责人：孙荣久本指导性技术文件体例格式审查人：窦以松标准分享网www.bzfxw.com 目次1总则......................................................................................................................................12系统组成与功能................................................................................................................22.1系统组成........................................................................................................................................22.2系统功能........................................................................................................................................33系统设计...................................................................................................................................43.1设计原则........................................................................................................................................43.2信息采集传输系统设计................................................................................................................43.3计算机网络系统设计....................................................................................................................63.4辅助决策系统设计........................................................................................................................73.5远程监控系统设计........................................................................................................................93.6监控中心设计..............................................................................................................................104系统建设.................................................................................................................................114.1前期工作.....................................................................................................................................114.2工程监理.....................................................................................................................................114.3系统检验.....................................................................................................................................125系统验收.................................................................................................................................145.1初步验收.....................................................................................................................................145.2竣工验收.....................................................................................................................................14本标准用词说明.....................................................................................................................16 1总则1.0.1为指导和规范我国水资源实时监控系统建设的前期、设计、施工、验收工作，提高系统的技术水平，特制定本指导性技术文件。1.0.2水资源实时监控系统是指采用监测、通信、网络、计算机和水资源实时评价、预报、管理、调度模型等技术，对河流断面、水源地和供水、用水、排水体系进行整体监控，集水资源实时监测、辅助决策和远程监控等功能于一体的综合管理系统。1.0.3水资源实时监控系统建设，应与其他业务系统相互协调，避免重复建设。1.0.4水资源实时监控系统建设，除应遵循本技术指导性文件外，还应符合国家现行有关技术标准的规定。1标准分享网www.bzfxw.com 2系统组成与功能2.1系统组成2.1.1水资源实时监控系统应由信息采集传输系统、计算机网络系统、辅助决策系统、远程监控系统和监控中心等部分组成。2.1.2信息采集传输系统应包括水资源监测站（点）、中继站、分中心、中心等信息采集与传输部分。信息采集内容包括：降水量、蒸发量、水位、流量、取水量、用水量、排（退）水量、净水厂和污水处理厂的进出厂水量、地下水开采量、水质等监测信息；信息传输涉及通信方式选择、路由组织和信息质量控制等，可根据实际情况参考相关标准确定。2.1.3计算机网络系统应包括局域网和广域网设计等部分，涉及监控中心、分中心和有关业务部门的计算机网络，以及与其上级水行政主管部门和当地政府计算机网络的互联等。2.1.4辅助决策系统应包括数据库、信息服务、业务应用等部分，利用水资源实时评价、预报、管理和调度模型以及会商机制等制定水资源实时管理和调度方案，为水行政主管部门科学决策提供依据。2.1.5远程监控系统应包括远程监视和控制两部分。对河流断面、水源地、净水厂、污水处理厂、渠道、涵闸和取排（退）水口等重要对象，实施远距离的图像、视频等实时监视；采用手工、半自动和自动等手段对重要引水和退水工程设施的闸门、泵等实施控制。2.1.6监控中心应包括支撑系统运行的硬件环境和软件环境等，是系统监控信息的最终汇集、数据交换共享、辅助决策和指挥调度的中心，以及支撑系统运行的平台。2.1.7水资源实时监控系统的基本组成应遵循本文件规定，其具体配置应依据各地实际需要经论证适度增减。2 2.2系统功能2.2.1水资源实时监控系统应具有实时监测、信息服务、业务应用和远程监控等功能（见图2.2.1），其中信息服务和业务应用是辅助决策系统的主要功能。水资源实时监控系统实时监测辅助决策远程监控信息服务业务应用信息采集信息传输信息处理信息发布信息查询实时预警实时评价实时预报实时管理实时调度远程监视实时控制图2.2.1系统功能示意图2.2.2实时监测应包括水资源信息采集和传输等功能，由信息采集传输系统实现。2.2.3信息服务应包括信息处理、发布、查询和实时预警等功能，由辅助决策系统实现。2.2.4业务应用应包括水资源实时评价、预报、管理、调度等功能，由辅助决策系统实现。2.2.5远程监控包括远程监视和实时控制等功能，由远程监控系统实现。3标准分享网www.bzfxw.com 3系统设计3.1设计原则3.1.1系统设计包括信息采集传输系统、计算机网络系统、辅助决策系统、远程监控系统和监控中心等部分的设计。3.1.2系统设计应遵循以下原则：1实用性：应满足水资源实时监控系统的功能需求，并能够产生积极的效果。总体设计中应该有系统信息需求分析和系统内部信息流程以及系统与外部的信息交换。2先进性：应采用成熟、可靠的前沿技术，顺应技术发展的主流方向，确保系统整体技术先进。3整体性：应注重整体规划，保证系统各环节指标的协调一致。4经济性：应追求最佳性能/价格比，并充分利用已建、在建和后续建设的信息化系统成果，避免重复建设。5可扩展性与兼容性：应保障在系统生命周期内能够与其主流技术相兼容，系统功能可扩充，并能够在不同规模、不同档次平台上运行。6可靠性：应注重方案设计、设备选型、专业软件研发及实现技术的安全性、协调性和可靠性，确保系统整体运行稳定、安全、可靠。3.2信息采集传输系统设计3.2.1信息采集传输系统的设计应充分利用现代科技成果，通过对信息采集与传输基础设施设备的改造和建设，配置适合当地水资源特性的仪器设备。3.2.2信息采集传输系统的设计应包括：1监测站（点）设计。监测站（点）是水资源信息采集传输的基4 本单元，自动采集的信息宜通过传感器传输到存贮转发装置，并根据水资源实时监控的要求，及时报送，并接受分中心及中心的随时查询和召测，基本实现有人看管、无人值守。监测数据信息可采用自报式、应答式、混合式遥测和实时在线等方式实时传输到分中心或中心；不能自动采集的信息，可通过人工采集等方式实现。2中继站设计。在水资源监测站（点）信息无法直接传送至分中心或中心的情况下，应设立中继站。其设计应满足信息长距离传输的要求，并确保传输质量。3分中心设计。实时接收监测站（点）报送的各类水资源监测信息，对其所管辖区域内监测站（点）进行遥控、遥测，对所采集的数据信息进行处理，上传至中心，并执行中心指令，完成对辖区范围内监控设备的控制。其设计应满足水资源监控信息分级传输和处理的要求，并确保信息实时、可靠、畅通。4中心设计。实时接收分中心或（和）监测站（点）报送的各类信息，对信息进行检查、分类、存储、管理等，并向分中心、监测站（点）发送指令，随时查询、召测数据。其设计应满足水资源监控信息接收、存储、管理等要求，并确保信息的时效性、安全性、可靠性、共享性。3.2.3系统所需采集的信息可分为实时信息、基础信息两类。1实时信息，是指水情（包括地表水和地下水）、工情、供水、用水和排水等实时监测信息。2基础信息，是指水工程、地理信息、整编后的水文及水资源信息、经济社会等基础信息。3.2.4应根据当地实际情况进行采集设施设备设计，降水量、水位、墒情、闸位和流量、视频等信息的采集可采用自动监测传感器、存储5标准分享网www.bzfxw.com 转发装置和数据终端等相结合实现；在目前的技术条件下无法做到自动采集或者采用自动采集方式成本过高时，可采用人工方式完成，并把所采集的数据录入到数据库。水质信息采集宜以常规监测为主，自动监测为辅。常规监测通常通过现场取样、实验室测定分析；自动监测则在监测点配置水质遥测传感器和现地存储器。3.2.5信息传输设计应包括传输方式、路由组织和信息传输质量控制。根据信息采集方式和当地通信情况选择采用有线或（和）无线通信方式。信息传输宜利用现有传输资源，原则上不再新建独立的信息传输系统。应对多个信息传输方案进行性能和经济比较，择优采用，确保信息传输安全可靠，并避免系统建成后的运行维护困难。3.2.6信息采集传输系统的设备选型与配置应充分考虑当地的水文、气候特征、供电条件和环境安全等因素。3.2.7信息采集传输设计应参照《水文自动测报系统技术规范》（SL61）、《水环境监测规范》（SL219）执行。3.3计算机网络系统设计3.3.1计算机网络系统设计包括局域网和广域网设计两部分。局域网设计应充分利用高速宽带网络技术，广域网设计应充分利用公共信息网络。3.3.2局域网设计应包括监控中心和分中心局域网，以及水源地、输水、供水、用水、排水等有关业务部门局域网的设计。局域网设计应充分利用现有局域网资源。监控中心局域网设计应考虑与其上级水行政主管部门和当地政府机构进行信息交换。局域网应根据各单位网络构建的复杂程度和数据交换规模选用6 组网技术,通信协议可采用TCP/IP、IPX/SPX、NetBEUI等。3.3.3广域网连接涉及水资源管理、工程管理等有关部门以及供水企业、排水企业、污水处理厂等单位，地理位置跨度很大，应充分利用电信、水利等部门已有资源，构建系统的广域网络。广域网互联协议应采用TCP/IP，路由协议应依据通信和网络现状采用动态、静态方式。在保证通信质量的条件下，信道带宽上宜同时考虑数据、语音、视频传输等要求。信道带宽应根据各地实际传输信息量的规划，并按照留有适当余地原则进行合理、经济地确定。广域网互联应保证信道备份。3.3.4计算机网络系统安全设计应遵循国家和行业的相关规定。3.4辅助决策系统设计3.4.1辅助决策系统设计应包括数据库、信息服务和业务应用等部分，对数据管理、模型管理、知识管理、推理分析、问题处理和控制以及之间的接口等加以描述。3.4.2辅助决策系统应充分利用专业模型、数据处理和地理信息系统等技术，注重系统的整体性和软件复用，以及各功能间的协调。3.4.3辅助决策系统的设计应采用软件工程方法，选择合适的软件过程模型，在充分做好需求分析的基础上，按照国家软件工程规范及水利行业的相关规定，编制相应的设计文档。3.4.4辅助决策系统设计应明确界定辅助决策系统的功能及其逻辑关系，并提出切实可行的技术指标，还应说明如何通过系统获取信息、推理分析得出可行的管理与调度方案。3.4.5辅助决策系统设计应强调辅助决策的理念，采用交互式的运行处理方式，以解决水资源管理和调度等决策问题。7标准分享网www.bzfxw.com 3.4.6辅助决策系统设计应采取面向对象和构件化设计方法，对每个组成部分的功能、业务流和信息流进行详细设计。3.4.7数据库应包括实时数据库、基础数据库和模型库、方法库、知识库等。其中方法库和知识库视情况选用。其中实时数据库、基础数据库和模型库的设计应符合以下要求：1依据“统一规划、统一标准、统一设计、数据共享”的原则，将数据信息纳入实时数据库和基础数据库。1）实时数据库：包括实时雨水情数据库、实时工情数据库、实时水环境数据库、实时供水数据库、实时排水数据库等。2）基础数据库：包括水文水资源数据库、水环境数据库、工程数据库、供排水数据库、地理信息数据库、经济社会数据库、多媒体和影像数据库等。2模型库主要应由水资源实时评价、预报、管理、调度等专业模型组成。3数据库表结构及编码设计应采用水利部发布的各类数据库表结构及编码设计规范，扩充部分可由当地水行政主管部门在遵循相应规范的基础上，组织设计。空间数据显示和地图印刷的图式设计按照有关国家或行业标准执行。无相关信息化标准的数据库可参照同类系统自行设计。3.4.8信息服务应包括以下功能：1信息处理。主要由信息接收、信息转换和信息存储组成。2信息发布。通过自由选择分析数据、定义分析角度，充分利用图形化方式显示分析结果。对于发布的信息，可以基于人员、组织和权限管理进行自动地分发，用户可通过浏览的方式查看和使用。3信息查询。查询应包括精确查询、模糊查询等方式，具有统计8 汇总功能，查询结果采用列表、图形等表达方式，并宜与地理信息系统相结合，提供显示、保存、打印等输出方式。4实时预警。根据预报和监测指标所达到的不同级别的警报发布标准，快速确定警报发布等级，发布范围与发布对象，进行警报发布。3.4.9业务应用应具有备以下功能：1实时评价。根据水资源管理业务要求，利用降水、地表水、地下水和供水、用水、排水及水质等实时信息，对水资源丰枯形势、污染态势和供用水状况等进行实时评价。2实时预报。包括来水预报和需水预测。来水预报包括地表水和地下水的数量和质量预报；需水预测包括生活、生产、生态需水预测。3实时管理。利用水资源实时预报成果，通过水资源实时管理模型计算，结合领域专家和决策者等积累的知识、经验以及分水协议等进行综合分析，提出水资源实时管理方案。4实时调度。通过制定的水资源实时管理方案，确定水资源调度规则和依据；根据各时段水资源的丰枯情况和污染态势，通过建立水资源实时调度模型，确定水资源实时调度方案。3.5远程监控系统设计3.5.1远程监控系统设计应包括远程监视和实时控制等部分。3.5.2远程视频监视可通过由摄像采集前端、视频传输网和后台控制处理等组成的远程视频监视系统，对水资源调配工程的重点场景进行实时远程视频监视、监听，并与其他自动化系统预留接口，相互传递视频信息和控制信息。3.5.3远程视频监视功能应在监控中心基于TCP/IP通信协议实现远程视频信息的采集、转发、监控、数据存贮和画面分割监视，并在可9标准分享网www.bzfxw.com 设定的间隔时段内对所有控制点进行巡检，实现视频画面切换监视和视频流播放功能。3.5.4实时控制应根据水资源实时监测信息反映的情况，参照视频监视结果，遵照确定的管理调度方案，完成下达给系统监控对象实施控制操作命令，并将监控操作过程和效果以及监控对象的动态状况等实时反馈到监控中心或分中心。3.5.5实时控制应与实时监测和视频监视同时使用，实时控制的前后现场状况均应在监视器上得到直观反映。3.5.6实时控制一般包括自动控制和手动控制两种方式。其中自动控制系统本身应保留具有最高执行优先级的手动控制功能。3.5.7远程监控系统应选用成熟、可靠的商业化监控平台产品，并开发现场监控应用软件，满足一站运行的主要功能。3.5.8远程监控系统设计中控制设备的选型应充分考虑当地气候环境影响。3.6监控中心设计3.6.1监控中心设计应包括硬件环境和软件环境等部分。3.6.2硬件环境设计应包括对数据存储设备、服务器、显示系统等内容，具体设计应按国家相关标准执行。1数据存储设备应根据系统应用需求，采用集中存储和分级存储相结合的方式配置。中心存储所有相关的数据，应通过计算机网络与分中心及各业务部门连接，实现数据的传输、交换、共享及异地备份的目的。10 2服务器应根据系统应用需求、功能和性能要求，采用集中处理和分布式处理相结合的方式配置。3显示系统应具有各种视频信息的显示和切换功能，根据其需求合理选择相应的显示方式和系统配置，其设计可参考相关技术标准。3.6.3软件环境设计应包括操作系统、数据库管理系统、地理信息系统等。3.6.4监控中心涉及技术面较广，在建设过程中应根据当地实际需求和资金情况，进行合理配置，并为其他系统预留接口。4系统建设4.0.1水资源实时监控系统建设应分为前期工作、施工与监理、试运行、验收等阶段实施，系统建设各阶段工作应按照本文件规定进行。4.1前期工作4.1.1系统建设的前期工作应包括项目建议书、可行性研究和初步设计等阶段。4.1.2前期工作应由符合资质要求的单位按照相关标准和规定进行，确保工作质量。4.2工程监理4.2.1依据《水利部信息化建设管理暂行办法》和《水利工程建设项目施工监理规范》等有关规定和当地实际情况，确定项目建设管理和监理机制。4.2.2工程监理应依照国家有关法律、法规、政策和系统建设项目合同书的规定，对系统建设全过程进行质量、成本、进度、系统安全、相关11标准分享网www.bzfxw.com 产权的控制和监督，负责从系统建设招投标到最终验收全过程的监督与协调，确保系统建设顺利完成。4.3系统检验4.3.1系统检验应包括设备检验、软件测试检验、试运行检验和缺陷责任期检验。4.3.2系统设备检验分为出厂检验、开箱检验和安装检验。各项检验应分别符合以下规定：1出厂检验（1）主要国产设备应由承包商和监理方按技术标准、设备性能指标进行检验。（2）进口设备应由承包商责成供货商提交设备出厂检验报告。2开箱检验（1）设备运到施工现场后，应由监理方到场会同业主和承包商进行开箱检验，详细记录每件设备检验情况，报送业主备案。（2）在检验中发现设备短缺或损坏，承包商应迅速采取措施补救，损坏部件应在更换后再行检验。（3）开箱检验合格的设备，应由监理方、业主和承包商共同在设备检验合格表上签字。同时，承包商应将设备供货商提供的设备相关文档资料、质量保证书和保修手续凭证全部移交给业主。3安装检验（1）应由承包商负责，除证明已满足本招标文件技术规范要求外，还应提供相应的文件和资料，并经监理方确认后报送业主备案。12 （2）如发现问题，在承包商及时处理后应补充检验。4.3.3系统软件的测试检验应严格按照国家有关部委颁布的软件产品检验测试标准进行，重点检测产品的功能及性能指标是否达到设计规定。如未达到设计规定，承包商及时处理后应补充检验。4.3.4系统试运行检验和缺陷责任期检验应符合下列规定：1试运行检验试运行检验应由承包商负责，监理方监督，业主指定用户方配合进行。检验内容包括：系统设备和软件的各项技术指标、功能及使用范围。2缺陷责任期检验（1）缺陷责任期应为自试运行检验后起12个月。在这段时间，承包商应负责对运行中出现的故障进行处理。（2）缺陷责任期检验应由业主负责，监理方协助进行。业主可指定用户方按系统设备运行操作规程、安全规章对系统和设备进行全面运行检验。（3）缺陷责任期满之前，应由业主会同监理方、承包商、用户方一起对工程运行情况进行检验。检验合格，由监理方签发缺陷责任期满合格证。13标准分享网www.bzfxw.com 5系统验收5.1初步验收5.1.1初步验收应具备以下条件：1各项建设内容已按批复设计全部完成。2工程结算已具备财务决算条件。3有关工作报告及技术文档已准备就绪。5.1.2初步验收组人员应由项目业主、设计、施工、监理和用户等单位代表及有关专家组成。5.1.3验收前应进行工程质量检测。工程质量检测应由独立的检测单位完成。该单位应通过质量技术监督部门计量认证，不得与业主、设计、施工、监理等单位隶属同一实体。检测单位在检测完成后应按有关规定提交工程质量检测报告。5.1.4初步验收应包括以下工作：1审查有关工作报告及技术文档。2检查工程建设情况，鉴定工程质量。3检查工程试运行中所发现问题的处理情况。4确定尾工清单及完成期限。5检查工程档案资料情况。6形成《××系统初步验收报告》，并由验收组成员签字。5.2竣工验收5.2.1竣工验收应具备以下条件：1主要建设内容已按批复设计全部完成。14 2系统已通过试运行的检验并运行正常。3初步验收发现的问题已处理完毕。4有关资料已按档案资料管理的相关规定归档。5竣工决算已通过竣工审计。5.2.2竣工验收委员会应由主管部门主持，相关单位及专家参加。项目设计、施工、监理单位不得参加竣工验收委员会，但应列席验收会议，解答验收委员会质疑。5.2.3竣工验收应包括以下工作：1审查《××系统竣工验收工作报告》。2审查项目文档及相关资料的完整性。3现场确认系统正常运行。4讨论并通过《××系统竣工验收报告》，竣工验收委员会委员、被验收单位代表签字。5.2.4竣工验收遗留问题应由竣工验收委员会责成有关单位妥善处理，项目业主负责督促和检查，并及时将处理结果报告主管部门。15标准分享网www.bzfxw.com 本标准用词说明执行本标准时，标准用词应遵守下表规定。标准用词说明标准用词在特殊情况下的等效表述要求严格程度应有必要、要求、要、只有……才允许要求不应不允许、不许可、不要宜推荐、建议推荐不宜不推荐、不建议可允许、许可、准许允许不必不需要、不要求除非在特定情况下，一般不使用“必须”、“严禁”16'