1 范圍

      本文件規定了智能水電廠大壩安全分析評估系統的功能、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的設計、建設和運行。

2 規范性引用文件

      下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構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 網絡安全等級保護基本要求

      GB/T 30976（所有部分）工業控制系統信息安全

      GB/T 36572 電力 監控系統網絡安全防護導則

     GB/T 39264 智能水電廠一體化管控平臺技術規范

      GB/T 40222-2021 智能水電廠技術導則

      DL/T 5313 水電站大壩運行安全評價導則

3 術語和定義

      下列術語和定義適用于本文件。

3.1

      智能水電廠 smart hydropower plant

      以自動化、數字化、信息化為基礎，利用云計算、大數據、物聯網、移動互聯、人工智能等技術，具有自感知、自學習、自決策、自執行、自適應能力，實現安全、穩定、高效運行的水電廠。

3.2

      大壩安全分析評估應用組件 application component for dam safety analysis and evaluation

      用于分析和診斷大壩安全相關信息，評估大壩安全狀態和預測發展趨勢，為智能水電廠風險預控、故障處置和優化運行提供輔助決策支持的一體化管控平臺應用組件。

4 基本規定

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

4.2 大壩安全分析評估應用組件應綜合監測數據與巡視檢查成果、工程結構特性、地質條件、施工質量、閘門及機組運行狀況、環境條件、缺陷及問題、結構安全復核結果等資料，對結構性態進行分析診斷，判斷結構物局部乃至整體當前的安全狀況，預測分析潛在風險，為水電廠運行管理提供技術支持和輔助決策。

4.3 大壩安全分析評估應用組件智能化級別宜根據其主要特征和能力進行劃分，具體要求應符合附錄A。

4.4 大壩安全分析評估應用組件宜部署在管理信息大區。

4.5 大壩安全分析評估應用組件應通過一體化管控平臺實現與以下應用組件的數據交互、信息共享及業務聯動：

      a）大壩安全監測；

      b）水庫調度；

     c）水情測報；

      d）防汛決策支持；

      e）閘門控制與振動監測；

      f）機組運行監控；

      g）大壩強震動監測；

      h）地質災害監測；

      i) 氣象監測；

      j) 安防監控；

      k）應急廣播。

4.6 運行環境的信息網絡安全應符合GB/T 22239、GB/T 30976（所有部分）及GB/T 36572的規定。

4.7 大壩安全分析評估應用組件應采用開放的結構，功能可擴展。

4.8 大壩安全評估應用組件宜支持跨平臺、跨開發語言的訪問和調用。

5 功能要求

5.1 信息獲取和預處理

5.1.1 大壩安全分析評估應用組件應能獲取大壩安全監測、水情監測、閘門控制與振動監測、機組運行監控、地質災害監測、氣象監測等信息。

5.1.2 大壩安全分析評估應用組件應收集基本信息、日常監測信息及管理信息，內容見附錄B。

5.1.3 大壩安全分析評估應用組件應實現數據采集設備運行狀態監控，數據有效性和完備性自動判斷，記錄和統計結果，并發出告警。

5.2 分析和診斷

5.2.1 大壩安全分析評估應用組件應分析水工結構物狀態的時空規律、變化趨勢、量值水平和因果關聯等，識別結構異常的發生部位、類別及程度，并對可能原因和產生機理進行診斷。

5.2.2 大壩安全分析評估應用組件應具備對重要監測物理量的定性和定量分析功能。

5.2.3 監測量定性分析功能應滿足以下要求：

      a) 分析監測量的周期性和趨勢性等時序變化規律，并統計周期性變幅、趨勢變化速率、極值及發生時間等特征量，識別監測量規律出現變異的時間及發展趨勢。

      b）分析同類監測量的空間分布規律，識別存在異常分布的監測點位置及異常發生時間。

      c）給出具有高相關性的監測量集合，識別監測數據量值和變幅異常的測點。

      d）判斷各監測量之間的因果關聯性，并通過自學習進行迭代修正。

      e) 篩查經常或持續超限的效應量。當出現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量。

      f）進行監測量與監控指標相互比較、監測量之間相互比對、監測量與理論或實驗成果相互對照。

5.2.4 監測量定量分析功能應滿足以下要求：

      a）監測效應量與原因量的相關性、敏感性分析。

      b）統計模型、混合模型和確定性模型分析，宜提供多種分析算法。

      c) 篩選適合通過統計回歸方法建立數學模型的效應量，并優選建模時間段。

      d) 評估分析模型的擬合效果，可自動或通過人工干預方式優選建模方法和調整優化模型

      e) 在獲得監測量新增樣本數據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）對存在空間分布關系的效應量集合建立分布模型。

5.2.5 大壩安全分析評估應用組件宜具備基于監測數據的結構物理及力學特性參數反演分析功能，并可進行監測效應量正分析，判斷結構性態有無異常變化。

5.2.6 大壩安全分析評估應用組件宜具備大壩泄洪振動和強震工況下的結構動力響應分析功能，并判斷結構性態有無異常變化。

5.2.7 針對存在異常現象的效應量，應關聯分析其原因量、相關效應量以及巡視檢查信息，并判斷結構性態有無異常變化。

5.2.8 大壩安全分析評估應用組件應具備結構異常人工輔助診斷功能。可自動對結構異常類別、涉及部位及范圍、可能的成因給出分析結論，診斷過程和結果可通過自學習不斷完善。

5.2.9 大壩安全分析評估應用組件應建立針對監測量和巡視檢查結果的異常監控方法及指標，實現異常現象在線監控、實時告警和分析診斷，并具備可組態的報警信息發送策略。

5.2.10 在線監控方法及指標應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置，并可通過自學習進行修正。

5.2.11 大壩安全分析評估應用組件應實時監視經分析確認異常的效應量，并能夠針對最新異常變化發出告警。

5.2.12 大壩安全分析評估應用組件宜具有對大壩等水工建筑物的監控圖像、視頻識別和比對功能，可自動識別水工結構物表面裂縫、滲水、析出物等異常現象。

5.3 評估和預測

5.3.1 評估大壩局部和整體結構安全狀況時應綜合監測資料分析和診斷結論、復查和復核結果及危害性，并根據DL/T5313的規定給出安全評估結果。

5.3.2 大壩安全分析評估應用組件可基于監控判斷規則、數學模型方法、專家經驗、歷史異常問題及隱患風險等要素對大壩安全狀態進行綜合評估。

5.3.3 大壩安全分析評估應用組件應具備大壩安全等級的評估和預測功能，并給出處置策略建議。

5.3.4 大壩安全分析評估應用組件應能及時對水庫調度庫水位預測期內的大壩運行風險進行預測，并對可能出現的險情推算庫水位警戒值。

5.3.5 出現極端工況或結構異常時，大壩安全分析評估應用組件應自動對大壩安全狀態進行評估和風險預測。

5.3.6 大壩安全分析評估應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用組件應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用組件應具備大壩安全相關信息的各類圖表組態和綜合展示功能，提供基于建筑信息模型（BIM）和地理信息系統（GIS）的多元信息展示功能，宜支持基于虛擬現實和增強現實（VR/AR）等技術的虛擬實景信息展示。

5.4.3 大壩安全分析評估應用組件應具備基于評估和預測結論的預警信息自動發布功能。

5.4.4 大壩安全分析評估應用組件應支持通過一體化管控平臺向其他業務應用組件或特定客戶端推送各類信息及指令。

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