中華人民共和國城鄉(xiāng)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJXXX—20XX城市內(nèi)澇預(yù)警和綜合調(diào)度系統(tǒng)UrbanWaterloggingEarlyWarningandIntegratedControlSystem（征求意見稿）在提交反饋意見時，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。-XX發(fā)布-XX實施布ICJ目次前言 Ⅰ1范圍 CJ范圍本文件規(guī)定了城市內(nèi)澇預(yù)警和綜合調(diào)度系統(tǒng)的術(shù)語和定義、一般要求、系統(tǒng)架構(gòu)及功能、系統(tǒng)配置。本文件適用于城市內(nèi)澇預(yù)警和排水防澇工程的綜合調(diào)度系統(tǒng)。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。凡是標(biāo)注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T4205人機界面標(biāo)志標(biāo)識的基本和安全規(guī)則操作規(guī)則GB6587電子測量儀器通用規(guī)范GB/T7251.1低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第1部分GB7260.3不間斷電源設(shè)備UPS第3部分：確定性能的方法和試驗要求GB/T12668.2調(diào)速電氣傳動系統(tǒng)第2部分GB/T15969.2可編程序控制器第2部分：設(shè)備特性GB/T18336.1信息技術(shù)安全技術(shù)信息技術(shù)安全性評估準(zhǔn)則GB/T26335工業(yè)企業(yè)信息化集成系統(tǒng)規(guī)范GB50014-2021室外排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB/T50805城市防洪工程設(shè)計規(guī)范GB51222城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治技術(shù)規(guī)范SL602防洪風(fēng)險評價導(dǎo)則GA/T1177信息安全技術(shù)第二代防火墻安全技術(shù)要求術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件：3.1城市內(nèi)澇urbanwaterlogging在城市環(huán)境中，由于強降雨或持續(xù)降雨，城市排水系統(tǒng)無法及時排除積水，導(dǎo)致地表積水、交通受阻、建筑物受損等現(xiàn)象。3.2排水防澇drainageandwaterloggingprevention用于預(yù)防、控制和減輕因強降雨或持續(xù)降水導(dǎo)致的城市或區(qū)域地表積水及內(nèi)澇，保障公共安全和城市正常運轉(zhuǎn)的系統(tǒng)性工程措施和非工程措施。3.3降雨徑流模型rainfall-runoffmodel用于模擬降雨轉(zhuǎn)化為地表徑流過程的數(shù)學(xué)模型，包括集總式、分布式或半分布式類型。3.4排水模型drainagemodel 基于流體力學(xué)原理，采用數(shù)值計算方法，模擬排水系統(tǒng)中水流運動規(guī)律的數(shù)學(xué)模型，包括管網(wǎng)和河網(wǎng)一維水動力模型、地表滿流二維水動力模型。3.5內(nèi)澇預(yù)警waterloggingearlywarning基于城市排水系統(tǒng)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、氣象預(yù)報信息、水文水動力模型及風(fēng)險分析技術(shù)，預(yù)測城市可能發(fā)生的積水或內(nèi)澇事件，并提前發(fā)布風(fēng)險等級和應(yīng)對措施建議，為城市防汛應(yīng)急管理提供決策支持，以減輕內(nèi)澇災(zāi)害損失的行為。3.6綜合調(diào)度系統(tǒng)integratedcontrolsystem通過物聯(lián)網(wǎng)感知、大數(shù)據(jù)分析和人工智能決策等技術(shù)深度融合，通過集成高精度水文水動力模型、多目標(biāo)優(yōu)化算法和排水防澇設(shè)備智能控制模型，實現(xiàn)排水系統(tǒng)全要素數(shù)字化映射與自適應(yīng)優(yōu)化調(diào)控的軟件系統(tǒng)。一般要求4.1城市內(nèi)澇預(yù)警和綜合調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)應(yīng)符合GB/T50805、GB51222、GB50268、GB50014的有關(guān)規(guī)定。4.2城市內(nèi)澇預(yù)警和綜合調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)滿足安全性、可靠性、實時性、完整性和融合性要求，可支撐預(yù)報和調(diào)度計算業(yè)務(wù)，實現(xiàn)預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案的功能，能夠?qū)Τ鞘袃?nèi)澇等突發(fā)事件做出快速響應(yīng)并提供決策支持。4.3應(yīng)采用實測數(shù)據(jù)定期對管道和河道糙率系數(shù)、閘門過流系數(shù)、水泵效率等參數(shù)進行校核和修正。4.4當(dāng)排水防澇系統(tǒng)新建、修復(fù)或更新改造時，應(yīng)同步更新水利模型和軟件平臺。4.5應(yīng)配備專門技術(shù)人員負(fù)責(zé)系統(tǒng)平臺日常維護，并定期備份系統(tǒng)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)架構(gòu)及功能系統(tǒng)架構(gòu)5.1.1城市內(nèi)澇預(yù)警和綜合調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)由調(diào)度控制子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)與模型子系統(tǒng)、業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)構(gòu)成，其邏輯關(guān)系見圖1。圖1城市內(nèi)澇預(yù)警和綜合調(diào)度系統(tǒng)架構(gòu)5.1.2調(diào)度控制子系統(tǒng)由前端設(shè)備和通訊網(wǎng)絡(luò)組成，其邏輯關(guān)系見圖2。應(yīng)符合下列規(guī)定：執(zhí)行控制器應(yīng)集成排水防澇調(diào)控設(shè)備的控制單元，通過標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議交互數(shù)據(jù)，支持對排水防澇設(shè)備的本地閉環(huán)控制、遠程控制和參數(shù)調(diào)整；通訊網(wǎng)絡(luò)應(yīng)包括通訊所需的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，應(yīng)采用實時網(wǎng)絡(luò)，支持網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)南嚓P(guān)通訊協(xié)議，滿足現(xiàn)場控制與信息反饋的實時性要求。圖2調(diào)度控制子系統(tǒng)架構(gòu)數(shù)據(jù)與模型子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、模型和算法組成，其邏輯關(guān)系見圖3。應(yīng)符合下列規(guī)定：應(yīng)支持監(jiān)測系統(tǒng)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)系統(tǒng)等外部系統(tǒng)接入，外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)可包括水文、氣象、水工及重點安全設(shè)施等的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、空間地理數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)等，外部數(shù)據(jù)類型見附錄A，數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)協(xié)議或接口，靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中，動態(tài)數(shù)據(jù)存儲于業(yè)務(wù)專用數(shù)據(jù)庫中；應(yīng)具備完善的數(shù)據(jù)存儲管理功能，建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)專用數(shù)據(jù)庫、模型算法策略庫等，并提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口服務(wù)；模型和算法應(yīng)包括降雨徑流模型、排水模型和調(diào)度算法，分別用于降雨徑流過程模擬、排水過程模擬、排水防澇設(shè)備的控制策略制定，其精度的評估要求見附錄B。圖3數(shù)據(jù)與模型子系統(tǒng)架構(gòu)5.1.4業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)管理、模型和算法管理、應(yīng)用管理組成，其邏輯關(guān)系見圖4。應(yīng)符合下列規(guī)定：數(shù)據(jù)管理應(yīng)包括數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)告警和數(shù)據(jù)呈現(xiàn)等功能模塊，用于輔助業(yè)務(wù)應(yīng)用管理；模型和算法管理應(yīng)基于業(yè)務(wù)功能實現(xiàn)對相關(guān)模型和算法的配置、調(diào)用和校核等，包括水利模型、調(diào)度算法和模型校核；應(yīng)用管理應(yīng)包括內(nèi)澇預(yù)報預(yù)警、排水防澇設(shè)備綜合調(diào)度、效果評估、巡檢管理、設(shè)備健康管理，具備可視化展示等功能。圖4業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)架構(gòu)系統(tǒng)功能5.2.1城市內(nèi)澇預(yù)警和綜合調(diào)度系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)見圖5，應(yīng)用包括控制執(zhí)行、數(shù)據(jù)與模型管理、綜合調(diào)度以及運行管理。圖5城市內(nèi)澇預(yù)警和綜合調(diào)度系統(tǒng)功能5.2.2控制執(zhí)行應(yīng)具備下列功能：控制類設(shè)備應(yīng)具備指令接收功能，支持遠程控制與就地控制，并能實時向調(diào)度系統(tǒng)反饋運行狀態(tài)；應(yīng)支持本地手動操作，并具備急停功能。5.2.3數(shù)據(jù)與模型管理應(yīng)具備下列功能：數(shù)據(jù)存儲應(yīng)支持結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)類型，能存儲時序數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)，具有快速寫入和高效查詢響應(yīng)能力，并支持并發(fā)訪問；應(yīng)支持不同數(shù)據(jù)格式的解析與轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)整合和數(shù)據(jù)融合功能；數(shù)據(jù)接口功能應(yīng)采用接口協(xié)議規(guī)范接口數(shù)據(jù)的格式，滿足內(nèi)外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)調(diào)用要求，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享功能；水利模型應(yīng)能仿真計算排水系統(tǒng)的水位、流量、水深等參數(shù)變化，并支持基于調(diào)度策略的反演計算；應(yīng)具備水利模型校核功能，包括管道和河道糙率、排水設(shè)備特性曲線等參數(shù)；調(diào)度算法應(yīng)支持全局尋優(yōu)、穩(wěn)定控制等策略功能。5.2.4調(diào)度管理應(yīng)具備下列功能：預(yù)報預(yù)警應(yīng)基于排水系統(tǒng)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過水利模型計算分析內(nèi)澇風(fēng)險并實現(xiàn)及時預(yù)警，包括內(nèi)澇范圍、時長、最大淹沒水深等；控制需求應(yīng)包括正?？刂萍笆鹿省?yīng)急等特殊工況控制；控制策略應(yīng)以排水防澇安全為目標(biāo)，基于降雨徑流模型和排水模型，采用優(yōu)化算法實現(xiàn)排水防澇設(shè)備控制過程優(yōu)化；控制執(zhí)行應(yīng)支持自動與人工兩種方式；應(yīng)對控制策略執(zhí)行效果進行評估，并將優(yōu)化后的控制策略更新至控制策略庫。5.2.5運維管理應(yīng)具備下列功能：巡檢管理應(yīng)結(jié)合日常巡檢需求和控制策略要求，實現(xiàn)巡檢工單的規(guī)范化管理；設(shè)備管理應(yīng)實現(xiàn)設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)測，包括在線狀態(tài)、供電、網(wǎng)絡(luò)連接及數(shù)據(jù)異常等，并具備異常告警功能；系統(tǒng)管理應(yīng)包括用戶權(quán)限管理、控制設(shè)備配置管理等系統(tǒng)運維功能。系統(tǒng)配置配置構(gòu)成城市內(nèi)澇預(yù)警和綜合調(diào)度系統(tǒng)配置應(yīng)包括硬件和軟件，其中硬件配置中應(yīng)包含但不限于監(jiān)測設(shè)備、控制設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；軟件配置應(yīng)包含但不限于操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫軟件和應(yīng)用軟件。硬件配置6.2.1監(jiān)測設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：流量計應(yīng)符合GB/T17288的有關(guān)規(guī)定；水位傳感器應(yīng)符合GB/T15478的有關(guān)規(guī)定；排水防澇設(shè)備的參數(shù)監(jiān)測設(shè)備，應(yīng)根據(jù)設(shè)備功能特點和結(jié)構(gòu)特點選擇合理的感知傳感器及相關(guān)數(shù)據(jù)采集設(shè)備。6.2.2控制設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：控制器應(yīng)符合GB/T15969.2的有關(guān)規(guī)定；人機界面應(yīng)符合GB/T4205的有關(guān)規(guī)定；不間斷電源應(yīng)符合GB/T7260.3的有關(guān)規(guī)定；機柜應(yīng)符合GB/T7251的有關(guān)規(guī)定。6.2.3網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安全應(yīng)符合GB40050的有關(guān)規(guī)定；網(wǎng)絡(luò)信息安全應(yīng)符合GA/T1177的有關(guān)規(guī)定。軟件配置6.3.1操作系統(tǒng)宜采用國產(chǎn)化操作系統(tǒng)。6.3.2實時數(shù)據(jù)庫軟件應(yīng)提供安全、高效的實時數(shù)據(jù)存取，支持多應(yīng)用并發(fā)訪問和實時同步更新。6.3.3水利模型應(yīng)采用水文、水動力學(xué)機理模型，控制算法應(yīng)有效地實現(xiàn)系統(tǒng)的控制目標(biāo)和預(yù)期功能。6.3.4應(yīng)用軟件應(yīng)具有良好的實時響應(yīng)速度和穩(wěn)定性、可靠性、可擴充性；并應(yīng)符合GB/T18336.1的有關(guān)規(guī)定。附錄A（資料性）數(shù)據(jù)類型A.1實時監(jiān)測數(shù)據(jù)類型及要求見表A.1。表A.1實時監(jiān)測數(shù)據(jù)類型及要求序號數(shù)據(jù)類型更新頻率要求1雨量站實時降雨量10min2衛(wèi)星估算降雨量60min3數(shù)值天氣預(yù)報降雨60min4雷達短臨預(yù)報降雨5min5河流、湖泊、排水管網(wǎng)水位與流量10min6泵站、閘門等設(shè)施的狀態(tài)、流量及上下游水位10minA.2地理空間數(shù)據(jù)類型見表2。表A.2地理空間數(shù)據(jù)類型序號數(shù)據(jù)類型備注1數(shù)字高程模型（DEM）1m/5m分辨率2排水管網(wǎng)、河網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)管徑、坡度、連接節(jié)點、檢查井等3土地利用與地表特征數(shù)據(jù)土地類型、不透水區(qū)域分布、土壤類型等A.3歷史數(shù)據(jù)類型見表3。表A.3歷史數(shù)據(jù)類型序號數(shù)據(jù)類型備注1內(nèi)澇記錄發(fā)生時間、地點、積水深度、成因等2災(zāi)害損失數(shù)據(jù)經(jīng)濟損失、應(yīng)急響應(yīng)時效等3觀測降雨、水位、流量

附錄B（規(guī)范性）監(jiān)測數(shù)據(jù)和數(shù)學(xué)模型精度要求B.1監(jiān)測數(shù)據(jù)精度：B.1.1水位監(jiān)測誤差：±1cmB.1.2流量監(jiān)測誤差：±5%B.1.3降雨量監(jiān)測誤差：±5%B.2數(shù)學(xué)模型精度：B.2.1水位誤差：±0.1mB.2.2流量誤差：±10%B.2.3計