区域水网水质水量联合调度平台技术导则(T-CAQI 167—2020).pdf

《区域水网水质水量联合调度平台技术导则(T-CAQI 167—2020).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《区域水网水质水量联合调度平台技术导则(T-CAQI 167—2020).pdf（10页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 ICS 13.060.01 Z 06 T/CAQI 中 国 质 量 检 验 协 会 团 体 标 准 T/CAQI 1672020 区域水网水质水量联合调度平台技术导则 Technical guidelines for regional water network joint operation platform of water quality and quantity 2020-12-31 发布 2021-3-31 实施 中国质量检验协会 发 布 目 次 前 言.I 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 一般规定.2 4.1 建设目标.2 4.2 建设任务.2 4.

2、3 建设原则.2 5 平台建设.2 5.1 平台组成和框架.2 5.2 功能要求.4 5.3 性能要求.5 6 联合调度模型建设.5 6.1 水质水量联合调度准则.5 6.2 模型选择.5 6.3 模型率定验证.5 7 验收要求.6 7.1 验收准备.6 7.2 验收内容.7 7.3 验收过程.7 8 使用维护.7 T/CAQI 167-2020 I 前前 言言 本文件按 GB/T 1.12020标准化工作导则 第 1 部分：标准的结构和编写的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由中国质量检验协会提出并归口。本文件起草单位：中国水利水电

3、科学研究院、水利部海河水利委员会科技咨询中心、天津大学、廊坊市水利规划发展研究中心、首都经济贸易大学、北京艾森思科技有限公司、珠江水利委员会珠江水利科学研究院、青岛中质脱盐质量检测有限公司、南京河海智慧水利研究院、黄河勘测规划设计研究院、生态环境部海河流域北海海域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心、成都万江港利科技股份有限公司、山东善思明科技发展股份有限公司、无锡鑫智科技有限公司、北京中质国研环境科技研究有限公司。本文件起草人：赵进勇、彭文启、张晶、刘业森、王伟杰、付意成、朱晓春、孙博闻、刘江侠、曾雪婷、董琳、朱晓娟、贾凤聪、刘媛媛、董延军、雷晓辉、王建国、苑萍、李敏、臧文斌、王洪翠

4、、王白陆、张世禄、翟正丽、廖卫红、左翔、王超、吕杨、周叙荣、贺新、丛小飞、林煜超。本文件在执行过程中的意见或建议反馈至中国质量检验协会标准化办公室。本文件为首次发布。T/CAQI 1672020 1 1 范围 本文件规定了区域水网水质水量联合调度平台的术语和定义、平台建设、联合调度模型构建、验收要求、运行维护等内容。本标准适用于区域水网水质水量联合调度平台的建设、验收和维护。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 1526

5、 信息处理数据流程图、程序流程图、系统流程图、程序网络图和系统资源图的文件编制符号及约定 GB/T 8567 计算机软件文档编制规范 GB/T 11457 信息技术 软件工程术语 GB/T 30943 水资源术语 SL/Z 332 水利信息系统初步设计报告编制规定（试行）SL 588 水利信息化项目验收规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。3.1 区域水网区域水网 Regional water network 由区域范围内交错纵横的河流、湖泊、水库、沟渠、坑塘和洼淀等构成的水系。3.2 水质水量联合调度水质水量联合调度 Joint operation of water qualit

6、y and quantity 以防洪安全和供水安全保障为基础，以改善区域水环境、水生态为目标，落实区域水资源与水环境综合管理的理念，建立水质水量联合调度模型，依托各种水利工程措施，全面提升区域水安全保障能力的一种水资源开发利用模式。T/CAQI 1672020 2 4 一般规定 4.1 建设目标 4.1.1 规范区域水网水质水量联合调度平台建设，提升区域水网信息化和水资源管理智慧化水平，为实现区域水网多水源水质水量优化调度、区域水安全决策提供合理可行方案。4.2 建设任务 4.2.1 根据区域水网特征，综合考虑水库、闸坝、泵站等水利工程调蓄能力，提出以防洪安全和供水安全保障为基础，满足区域生态

7、流量、水环境改善等多目标、可供操控的水网连通调度方法，研发集成水量数学模型、水质数学模型、多目标联合调度模型。4.2.2 形成区域水网水质水量多目标联合调度合理可行方案。4.2.3 构建满足多目标要求的区域水网水质水量联合调度平台系统。4.3 建设原则 4.3.1 整体性原则。平台建设应有整体规划，保证各单元的协调一致。4.3.2 先进性原则。平台建设应采用相对先进和成熟的技术方案，确保平台整体技术先进。4.3.3 可扩展性原则。在平台建设过程中应充分考虑其可扩展性，为数据库的内容扩充、数据增长、数据更新和功能增强预留足够的发展空间。4.3.4 经济性原则。平台建设应以最小的投入获得最大的效益

8、，在硬件和软件配置、系统开发和数据库建设上应充分利用已有资源。5 平台建设 5.1 平台组成和框架 5.1.1 区域水网水质水量联合调度平台应由水质水量等监测要素采集设备、传输网络、数据存储及系统运行平台、监测数据库、调度模型库、调度方案库、调度系统软件及展示终端组成。5.1.2 平台框架包括感知层、传输与设施层、数据层、模型层、功能层、表现层。架构设计应符合 GB/T 1526 和 GB/T 11457 的规定。5.1.3 平台建设应构建与运行环境协调一致的运维管理体系、安全保障体系，并遵循相关的政策法规体系、标准规范体系。T/CAQI 1672020 3 图 1 区域水网水质水量联合调度平

9、台框架图 5.1.4 感知层通过布设相应监测站点、人工测量或数据接入方式获取水质、水量、水位、降雨、闸坝工况、视频等信息。依据水网水系分布、闸坝分布、水质现状和管理要求进行监测站点布设或数据接入。降雨、气象、视频等信息以数据接入方式为主。感知层布设的设备包括水位计、水质监测设备、视频监控设备等。5.1.5 传输与设施层的传输网络应考虑网络建设基础条件与传输需求，水质、水量、水位、降雨等监测数据宜采用 3G、4G、5G 等无线网络，视频等多媒体数据宜采用 4G、5G、光纤等高速传输网络。传输网络应保证数据传输的安全性、时效性、稳定性与可靠性。5.1.6 数据层应包括基础数据、水质水量监测数据、水

10、利工程数据、模型计算数据。a)基础数据应包括地形数据、基础地理数据、社会经济数据，地形数据、土地利用数据、河网水系数据和社会经济数据等，基础地理数据宜采用地图服务接入，其他数据宜通过资料收集获取。b)水质水量监测数据主要从感知层获取，或从数据采集部门通过数据抓取或数据服务接口共享接入。c)水利工程数据应包括湖库、河道断面特征信息，闸坝、泵站特征信息及运行情况。d)模型计算数据应包括计算情景、输入数据、输出数据、模型参数数据。e)应根据区域特征、数据条件、设备情况确定合适的数据精度和尺度。T/CAQI 1672020 4 5.1.7 模型层集成水质水量联合调度模型。5.1.8 功能层详见 5.2

11、 功能要求。5.1.9 表现层的设计及实现应综合考虑用户需求及展示环境。系统界面宜针对高清大屏、PC、移动终端等设备类型分别设计。5.2 功能要求 5.2.1 调度信息展示应满足下列要求：a)可查询及展示各类基础信息，包括基础工情、水系分布、闸坝布局等。b)可查询及展示水质水量监测数据，包括水文、水质、气象等。c)可查询及展示闸坝及泵站等工程的实时工况、图像视频等。d)可对水质、水量、水位进行自动报警，提供报警阈值设置功能。e)相关展示方式应符合 GB/T 30943 的要求。5.2.2 调度模型集成应满足下列要求：a)通过自动抽取或手动设置方式获取调度模型所需数据，转换为模型输入格式。b)根

12、据平台架构选择源代码、函数库、可执行文件、组件、模型库、WebService 服务等模型驱动方式和数据通讯接口。c)根据约定格式，解析模型计算结果并转化入库。d)提供模型参数修改功能。5.2.3 调度方案生成要求：a)调度方案中应至少包括调度情景、调度措施及调度效果。b)调入实时水质水量数据，设定不同闸坝泵站调度情景，启动水质水量联合调度模型计算，依据调度目标将生成的计算结果进行筛选，得到该情景下的联合调度方案。c)应能查看历史的或输入边界条件相近的调度方案，并通过修改参数重新生成方案。5.2.4 调度方案对比要求：a)平台可直观展现调度方案主要控制指标、调度措施及模拟结果。b)提供多组计算结

13、果的水质水量指标对比，基于管理目标要求，展现不同方案的优缺点、风险分析结果。5.2.5 调度方案管理要求：a)应提供调度方案的维护、检索功能。b)应保留调度方案与外部工控系统的接口。T/CAQI 1672020 5 5.3 性能要求 5.3.1 平台应具有快速响应的特性，用户打开界面和提交事务的平均响应时间应2 秒，用户进行在线实时查询业务操作的数据处理时间应5 秒，平台在 5 分钟以内能同步实时数据。5.3.2 平台应能够保证至少 300 并发用户同时使用下稳定运行而不会出现数据丢包。5.3.3 平台稳定运行时间不低于 100 天，故障停机时间不得大于 24 小时。6 联合调度模型构建 6.

14、1 水质水量联合调度方法 6.1.1 依托各种水利工程或措施，统筹兼顾社会经济的用水需求与河流水质达标及水生态系统健康的要求，统筹考虑生活、生产以及生态用水需求，满足区域水网多样化的调度目标。6.1.2 在保障经济社会发展的同时，应满足河流水质达标及生态健康要求，合理调配当地水、再生水、外调水等多种水资源，基于水质水量联合调度模型，制定枯水期、平水期、丰水期的调度方案。6.1.3 水质水量联合调度模型包括两个模块，水动力水质模拟模块和多目标优化模块。通过水动力水质模块实现水网的水动力水质过程模拟，然后将计算结果嵌入到多目标优化模块进行耦合计算，得到满足多目标条件的优化调度方案。6.2 水动力水

15、质模块构建 6.2.1 通过水动力水质模块模拟河网在不同闸坝调控方案下的水流运动和污染物迁移扩散过程。6.2.2 基于区域水网水质水量的情况，在考虑水工建筑物过流特点和模型精度要求的同时，选用一维、二维、三维等不同维度的水动力模型和水质模型。对于仅考虑污染物浓度在纵向变化的河流，宜采用一维水动力和水质模型；对于考虑污染物浓度在横向和纵向变化的宽浅河流或污染物浓度在垂向和纵向变化的湖库，宜采用二维水动力和水质模型；对于污染物在垂向还有明显变化的水体，宜采用三维水动力和水质模型。6.2.3 应基于历史数据进行模型的水动力及水质参数率定和验证。模型率定和验证的场次、结果应满足相关规范标准。6.3 多

16、目标优化模块构建 6.3.1 针对区域水网生活、生产、生态需水、水质达标、防洪等不同目标要求，设立不同的目标函数，除嵌入水动力水质模块作为约束外，同时需考虑蓄水量、泄流量、生态流量、水量平衡和水质目标等约束，建立多目标优化模型。6.3.2 多目标优化模块采用人工智能等优化算法得到不同情境下的最优调度方案，依托的算法包含但不局限于系统优化、多目标规划、遗传算法、人工神经网络、蚁群算法、模糊理论等。T/CAQI 1672020 6 6.3.3 基于水动力水质模块计算得到不同情境下的调度方案集，作为多目标优化模块的输入数据，通过人优化算法进行耦合计算，得到满足多目标条件的优化调度方案。7 验收要求

17、7.1 验收准备 7.1.1 平台验收前应准备以下事项：a）出具平台制造（设计）单位的“自检报告”，或“出厂（所）检验报告”等产品质量证明文件；b）提供平台使用说明书、维修说明书等随机文件。c）文档应包括：需求文档、设计文档、实施文档、管理文档、测试文档、用户手册、培训手册、试运行文档、验收文档。文档应符合 GB/T 8567、SL/Z 332 和 SL 588的规定。T/CAQI 1672020 7 7.2 验收内容 7.2.1 对于建设内容包括硬件设备的，应检查硬件设备外观涂装质量、颜色等内容。7.2.2 检查是否按照批准的设计进行建设。7.2.3 检查实施过程中执行国家法律、法规、规章和

18、技术标准的情况。7.2.4 检查是否满足合同要求。7.2.5 检查文档资料的完整性。7.2.6 检查平台功能、性能、安全等方面的是否满足生产需要，并做出验收结论，提出存在问题的处理意见。7.3 验收过程 7.3.1 平台测试应由平台使用方、开发方、监理方三方组织测试小组，并从功能、性能、安全等方面进行在线测试。7.3.2 第三方检测应委托有资质的第三方测评机构，对平台软件进行全面测试，对平台文档进行检查测试。7.3.3 平台各部分开发完成后，应在合同验收前进行 6 个月的试运行。7.3.4 合同验收时应检查各项建设内容是否按任务书（或项目合同、招投标文件）全部完成，检查是否已通过试运行的检验并运行正常，检查文档是否满足要求。8 运行维护 8.1 应明确平台维护方案，包括维护内容、维护周期等。8.2 应建立运行管理制度，包括：系统操作规程、系统安全保密制度、系统修改规程、系统备份制度、系统定期维护制度以及系统运行状况记录和日志归档制度等。8.3 维护内容应包括但不限于采集设备、监测设备、通信设备与网络、平台运行软硬件、数据库、模型库、方案库以及平台软件。8.4 应定期更新水库、闸坝、泵站等水利工程等数据，并根据 6.2.3 要求进行相关参数率定和验证。8.5 调度运行规则变更后应及时进行系统更新。