1 范圍

      本文件規(guī)定了智能水電廠大壩安全分析評(píng)估系統(tǒng)的功能、性能和測(cè)試要求。

      本文件適用于智能水電廠大壩安全分析評(píng)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(guò)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(duì)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/T 22239 信息安全技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)基本要求

      GB/T 30976（所有部分）工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全

      GB/T 36572 電力 監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)導(dǎo)則

     GB/T 39264 智能水電廠一體化管控平臺(tái)技術(shù)規(guī)范

      GB/T 40222-2021 智能水電廠技術(shù)導(dǎo)則

      DL/T 5313 水電站大壩運(yùn)行安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則

3 術(shù)語(yǔ)和定義

      下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

      智能水電廠 smart hydropower plant

      以自動(dòng)化、數(shù)字化、信息化為基礎(chǔ)，利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、人工智能等技術(shù)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行的水電廠。

3.2

      大壩安全分析評(píng)估應(yīng)用組件 application component for dam safety analysis and evaluation

      用于分析和診斷大壩安全相關(guān)信息，評(píng)估大壩安全狀態(tài)和預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)，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(tái)應(yīng)用組件。

4 基本規(guī)定

4.1 大壩安全分析評(píng)估應(yīng)用組件的整體功能、外部接口、部署方式應(yīng)符合GB/T 40222-2021的要求。

4.2 大壩安全分析評(píng)估應(yīng)用組件應(yīng)綜合監(jiān)測(cè)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)量、閘門(mén)及機(jī)組運(yùn)行狀況、環(huán)境條件、缺陷及問(wèn)題、結(jié)構(gòu)安全復(fù)核結(jié)果等資料，對(duì)結(jié)構(gòu)性態(tài)進(jìn)行分析診斷，判斷結(jié)構(gòu)物局部乃至整體當(dāng)前的安全狀況，預(yù)測(cè)分析潛在風(fēng)險(xiǎn)，為水電廠運(yùn)行管理提供技術(shù)支持和輔助決策。

4.3 大壩安全分析評(píng)估應(yīng)用組件智能化級(jí)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。

4.4 大壩安全分析評(píng)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(píng)估應(yīng)用組件應(yīng)通過(guò)一體化管控平臺(tái)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(dòng)：

      a）大壩安全監(jiān)測(cè)；

      b）水庫(kù)調(diào)度；

     c）水情測(cè)報(bào)；

      d）防汛決策支持；

      e）閘門(mén)控制與振動(dòng)監(jiān)測(cè)；

      f）機(jī)組運(yùn)行監(jiān)控；

      g）大壩強(qiáng)震動(dòng)監(jiān)測(cè)；

      h）地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)；

      i) 氣象監(jiān)測(cè)；

      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/T 22239、GB/T 30976（所有部分）及GB/T 36572的規(guī)定。

4.7 大壩安全分析評(píng)估應(yīng)用組件應(yīng)采用開(kāi)放的結(jié)構(gòu)，功能可擴(kuò)展。

4.8 大壩安全評(píng)估應(yīng)用組件宜支持跨平臺(tái)、跨開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的訪問(wèn)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(píng)估應(yīng)用組件應(yīng)能獲取大壩安全監(jiān)測(cè)、水情監(jiān)測(cè)、閘門(mén)控制與振動(dòng)監(jiān)測(cè)、機(jī)組運(yùn)行監(jiān)控、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、氣象監(jiān)測(cè)等信息。

5.1.2 大壩安全分析評(píng)估應(yīng)用組件應(yīng)收集基本信息、日常監(jiān)測(cè)信息及管理信息，內(nèi)容見(jiàn)附錄B。

5.1.3 大壩安全分析評(píng)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(dòng)判斷，記錄和統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并發(fā)出告警。

5.2 分析和診斷

5.2.1 大壩安全分析評(píng)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(shì)、量值水平和因果關(guān)聯(lián)等，識(shí)別結(jié)構(gòu)異常的發(fā)生部位、類(lèi)別及程度，并對(duì)可能原因和產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行診斷。

5.2.2 大壩安全分析評(píng)估應(yīng)用組件應(yīng)具備對(duì)重要監(jiān)測(cè)物理量的定性和定量分析功能。

5.2.3 監(jiān)測(cè)量定性分析功能應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：

      a) 分析監(jiān)測(cè)量的周期性和趨勢(shì)性等時(shí)序變化規(guī)律，并統(tǒng)計(jì)周期性變幅、趨勢(shì)變化速率、極值及發(fā)生時(shí)間等特征量，識(shí)別監(jiān)測(cè)量規(guī)律出現(xiàn)變異的時(shí)間及發(fā)展趨勢(shì)。

      b）分析同類(lèi)監(jiān)測(cè)量的空間分布規(guī)律，識(shí)別存在異常分布的監(jiān)測(cè)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(cè)量集合，識(shí)別監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)量值和變幅異常的測(cè)點(diǎn)。

      d）判斷各監(jiān)測(cè)量之間的因果關(guān)聯(lián)性，并通過(guò)自學(xué)習(xí)進(jìn)行迭代修正。

      e) 篩查經(jīng)常或持續(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(dòng)篩查測(cè)值變化明顯或超限的效應(yīng)量。

      f）進(jìn)行監(jiān)測(cè)量與監(jiān)控指標(biāo)相互比較、監(jiān)測(cè)量之間相互比對(duì)、監(jiān)測(cè)量與理論或?qū)嶒?yàn)成果相互對(duì)照。

5.2.4 監(jiān)測(cè)量定量分析功能應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：

      a）監(jiān)測(cè)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。

      c) 篩選適合通過(guò)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(píng)估分析模型的擬合效果，可自動(dòng)或通過(guò)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(cè)量新增樣本數(shù)據(jù)后及時(shí)自動(dòng)更新模型。

      f）按原因量類(lèi)別分解模型各分量，對(duì)比各分量的貢獻(xiàn)大小，辨識(shí)時(shí)效分量的斂散性。

      g）對(duì)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(píng)估應(yīng)用組件宜具備基于監(jiān)測(cè)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(cè)效應(yīng)量正分析，判斷結(jié)構(gòu)性態(tài)有無(wú)異常變化。

5.2.6 大壩安全分析評(píng)估應(yīng)用組件宜具備大壩泄洪振動(dòng)和強(qiáng)震工況下的結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析功能，并判斷結(jié)構(gòu)性態(tài)有無(wú)異常變化。

5.2.7 針對(duì)存在異常現(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(wú)異常變化。

5.2.8 大壩安全分析評(píng)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(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)異常類(lèi)別、涉及部位及范圍、可能的成因給出分析結(jié)論，診斷過(guò)程和結(jié)果可通過(guò)自學(xué)習(xí)不斷完善。

5.2.9 大壩安全分析評(píng)估應(yīng)用組件應(yīng)建立針對(duì)監(jiān)測(cè)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)異常現(xiàn)象在線(xiàn)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(xiàn)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、正常或極端等不同工況、大壩和邊坡等不同部位的條件分別設(shè)置，并可通過(guò)自學(xué)習(xí)進(jìn)行修正。

5.2.11 大壩安全分析評(píng)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(duì)最新異常變化發(fā)出告警。

5.2.12 大壩安全分析評(píng)估應(yīng)用組件宜具有對(duì)大壩等水工建筑物的監(jiān)控圖像、視頻識(shí)別和比對(duì)功能，可自動(dòng)識(shí)別水工結(jié)構(gòu)物表面裂縫、滲水、析出物等異常現(xiàn)象。

5.3 評(píng)估和預(yù)測(cè)

5.3.1 評(píng)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(cè)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(píng)估結(jié)果。

5.3.2 大壩安全分析評(píng)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(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)、歷史異常問(wèn)題及隱患風(fēng)險(xiǎn)等要素對(duì)大壩安全狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)估。

5.3.3 大壩安全分析評(píng)估應(yīng)用組件應(yīng)具備大壩安全等級(jí)的評(píng)估和預(yù)測(cè)功能，并給出處置策略建議。

5.3.4 大壩安全分析評(píng)估應(yīng)用組件應(yīng)能及時(shí)對(duì)水庫(kù)調(diào)度庫(kù)水位預(yù)測(cè)期內(nèi)的大壩運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并對(duì)可能出現(xiàn)的險(xiǎn)情推算庫(kù)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(píng)估應(yīng)用組件應(yīng)自動(dòng)對(duì)大壩安全狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。

5.3.6 大壩安全分析評(píng)估應(yīng)用組件宜具備專(zhuān)家在線(xiàn)會(huì)商功能。

5.4 成果輸出

5.4.1 大壩安全分析評(píng)估應(yīng)用組件應(yīng)具備大壩安全分析評(píng)估報(bào)告自動(dòng)生成功能，報(bào)告中的圖形、報(bào)表可自動(dòng)更新。

5.4.2 大壩安全分析評(píng)估應(yīng)用組件應(yīng)具備大壩安全相關(guān)信息的各類(lèi)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(píng)估應(yīng)用組件應(yīng)具備基于評(píng)估和預(yù)測(cè)結(jié)論的預(yù)警信息自動(dòng)發(fā)布功能。

5.4.4 大壩安全分析評(píng)估應(yīng)用組件應(yīng)支持通過(guò)一體化管控平臺(tái)向其他業(yè)務(wù)應(yīng)用組件或特定客戶(hù)端推送各類(lèi)信息及指令。

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