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、建設(shè)和運行。

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/T 22239 信息安全技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)安全等級保護基本要求

      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)安全防護導(dǎo)則

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

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

      DL/T 5313 水電站大壩運行安全評價導(dǎo)則

3 術(shù)語和定義

      下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

      智能水電廠 smart hydropower plant

      以自動化、數(shù)字化、信息化為基礎(chǔ)，利用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、人工智能等技術(shù)，具有自感知、自學習、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)能力，實現(xiàn)安全、穩(wěn)定、高效運行的水電廠。

3.2

      大壩安全分析評估應(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，評估大壩安全狀態(tài)和預(yù)測發(fā)展趨勢，為智能水電廠風險預(yù)控、故障處置和優(yōu)化運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/T 40222-2021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)量、閘門及機組運行狀況、環(huán)境條件、缺陷及問題、結(jié)構(gòu)安全復(fù)核結(jié)果等資料，對結(jié)構(gòu)性態(tài)進行分析診斷，判斷結(jié)構(gòu)物局部乃至整體當前的安全狀況，預(yù)測分析潛在風險，為水電廠運行管理提供技術(shù)支持和輔助決策。

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行劃分，具體要求應(yīng)符合附錄A。

4.4 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；

      d）防汛決策支持；

      e）閘門控制與振動監(jiān)測；

      f）機組運行監(jiān)控；

      g）大壩強震動監(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 大壩安全分析評估應(yīng)用組件應(yīng)采用開放的結(jié)構(gòu)，功能可擴展。

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、機組運行監(jiān)控、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、氣象監(jiān)測等信息。

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)實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控，數(shù)據(jù)有效性和完備性自動判斷，記錄和統(tǒng)計結(jié)果，并發(fā)出告警。

5.2 分析和診斷

5.2.1 大壩安全分析評估應(yīng)用組件應(yīng)分析水工結(jié)構(gòu)物狀態(tài)的時空規(guī)律、變化趨勢、量值水平和因果關(guān)聯(lián)等，識別結(jié)構(gòu)異常的發(fā)生部位、類別及程度，并對可能原因和產(chǎn)生機理進行診斷。

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序變化規(guī)律，并統(tǒng)計周期性變幅、趨勢變化速率、極值及發(fā)生時間等特征量，識別監(jiān)測量規(guī)律出現(xiàn)變異的時間及發(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)測點位置及異常發(fā)生時間。

      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。

      d）判斷各監(jiān)測量之間的因果關(guān)聯(lián)性，并通過自學習進行迭代修正。

      e) 篩查經(jīng)?；虺掷m(xù)超限的效應(yīng)量。當出現(xiàn)原因量的不利組合時，自動篩查測值變化明顯或超限的效應(yīng)量。

      f）進行監(jiān)測量與監(jiān)控指標相互比較、監(jiān)測量之間相互比對、監(jiān)測量與理論或?qū)嶒灣晒嗷φ铡?/p>

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) 篩選適合通過統(tǒng)計回歸方法建立數(shù)學模型的效應(yīng)量，并優(yōu)選建模時間段。

      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，對比各分量的貢獻大小，辨識時效分量的斂散性。

      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)物理及力學特性參數(shù)反演分析功能，并可進行監(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?？勺詣訉Y(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)果可通過自學習不斷完善。

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，實現(xiàn)異常現(xiàn)象在線監(jiān)控、實時告警和分析診斷，并具備可組態(tài)的報警信息發(fā)送策略。

5.2.10 在線監(jiān)控方法及指標應(yīng)支持按照汛期和非汛期等不同時段、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，并可通過自學習進行修正。

5.2.11 大壩安全分析評估應(yīng)用組件應(yīng)實時監(jiān)視經(jīng)分析確認異常的效應(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，可自動識別水工結(jié)構(gòu)物表面裂縫、滲水、析出物等異?，F(xiàn)象。

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)學模型方法、專家經(jīng)驗、歷史異常問題及隱患風險等要素對大壩安全狀態(tài)進行綜合評估。

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)能及時對水庫調(diào)度庫水位預(yù)測期內(nèi)的大壩運行風險進行預(yù)測，并對可能出現(xiàn)的險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，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)進行評估和風險預(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告自動生成功能，報告中的圖形、報表可自動更新。

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)實和增強現(xiàn)實（VR/AR）等技術(shù)的虛擬實景信息展示。

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。

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