中華人民共和國城鄉建設行業標準CJXXX—20XX城市內澇預警和綜合調度系統UrbanWaterloggingEarlyWarningandIntegratedControlSystem（征求意見稿）在提交反饋意見時，請將您知道的相關專利連同支持性文件一并附上。-XX發布-XX實施布ICJ目次前言 Ⅰ1范圍 CJ范圍本文件規定了城市內澇預警和綜合調度系統的術語和定義、一般要求、系統架構及功能、系統配置。本文件適用于城市內澇預警和排水防澇工程的綜合調度系統。規范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是標注日期的引用文件，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人機界面標志標識的基本和安全規則操作規則GB6587電子測量儀器通用規范GB/T7251.1低壓成套開關設備和控制設備第1部分GB7260.3不間斷電源設備UPS第3部分：確定性能的方法和試驗要求GB/T12668.2調速電氣傳動系統第2部分GB/T15969.2可編程序控制器第2部分：設備特性GB/T18336.1信息技術安全技術信息技術安全性評估準則GB/T26335工業企業信息化集成系統規范GB50014-2021室外排水設計標準GB/T50805城市防洪工程設計規范GB51222城鎮內澇防治技術規范SL602防洪風險評價導則GA/T1177信息安全技術第二代防火墻安全技術要求術語和定義下列術語和定義適用于本文件：3.1城市內澇urbanwaterlogging在城市環境中，由于強降雨或持續降雨，城市排水系統無法及時排除積水，導致地表積水、交通受阻、建筑物受損等現象。3.2排水防澇drainageandwaterloggingprevention用于預防、控制和減輕因強降雨或持續降水導致的城市或區域地表積水及內澇，保障公共安全和城市正常運轉的系統性工程措施和非工程措施。3.3降雨徑流模型rainfall-runoffmodel用于模擬降雨轉化為地表徑流過程的數學模型，包括集總式、分布式或半分布式類型。3.4排水模型drainagemodel 基于流體力學原理，采用數值計算方法，模擬排水系統中水流運動規律的數學模型，包括管網和河網一維水動力模型、地表滿流二維水動力模型。3.5內澇預警waterloggingearlywarning基于城市排水系統實時監測數據、氣象預報信息、水文水動力模型及風險分析技術，預測城市可能發生的積水或內澇事件，并提前發布風險等級和應對措施建議，為城市防汛應急管理提供決策支持，以減輕內澇災害損失的行為。3.6綜合調度系統integratedcontrolsystem通過物聯網感知、大數據分析和人工智能決策等技術深度融合，通過集成高精度水文水動力模型、多目標優化算法和排水防澇設備智能控制模型，實現排水系統全要素數字化映射與自適應優化調控的軟件系統。一般要求4.1城市內澇預警和綜合調度系統的設計、開發應符合GB/T50805、GB51222、GB50268、GB50014的有關規定。4.2城市內澇預警和綜合調度系統應滿足安全性、可靠性、實時性、完整性和融合性要求，可支撐預報和調度計算業務，實現預報、預警、預演、預案的功能，能夠對城市內澇等突發事件做出快速響應并提供決策支持。4.3應采用實測數據定期對管道和河道糙率系數、閘門過流系數、水泵效率等參數進行校核和修正。4.4當排水防澇系統新建、修復或更新改造時，應同步更新水利模型和軟件平臺。4.5應配備專門技術人員負責系統平臺日常維護，并定期備份系統數據。系統架構及功能系統架構5.1.1城市內澇預警和綜合調度系統應由調度控制子系統、數據與模型子系統、業務應用子系統構成，其邏輯關系見圖1。圖1城市內澇預警和綜合調度系統架構5.1.2調度控制子系統由前端設備和通訊網絡組成，其邏輯關系見圖2。應符合下列規定：執行控制器應集成排水防澇調控設備的控制單元，通過標準接口協議交互數據，支持對排水防澇設備的本地閉環控制、遠程控制和參數調整；通訊網絡應包括通訊所需的網絡設備，應采用實時網絡，支持網絡傳輸的相關通訊協議，滿足現場控制與信息反饋的實時性要求。圖2調度控制子系統架構數據與模型子系統由數據處理、數據存儲、模型和算法組成，其邏輯關系見圖3。應符合下列規定：應支持監測系統、業務系統、數據系統等外部系統接入，外部系統數據可包括水文、氣象、水工及重點安全設施等的實時監測數據、空間地理數據和歷史數據等，外部數據類型見附錄A，數據傳輸應采用標準數據協議或接口，靜態數據存儲于基礎數據庫中，動態數據存儲于業務專用數據庫中；應具備完善的數據存儲管理功能，建立基礎數據庫、業務專用數據庫、模型算法策略庫等，并提供標準數據接口服務；模型和算法應包括降雨徑流模型、排水模型和調度算法，分別用于降雨徑流過程模擬、排水過程模擬、排水防澇設備的控制策略制定，其精度的評估要求見附錄B。圖3數據與模型子系統架構5.1.4業務應用子系統由數據管理、模型和算法管理、應用管理組成，其邏輯關系見圖4。應符合下列規定：數據管理應包括數據查詢、數據告警和數據呈現等功能模塊，用于輔助業務應用管理；模型和算法管理應基于業務功能實現對相關模型和算法的配置、調用和校核等，包括水利模型、調度算法和模型校核；應用管理應包括內澇預報預警、排水防澇設備綜合調度、效果評估、巡檢管理、設備健康管理，具備可視化展示等功能。圖4業務應用子系統架構系統功能5.2.1城市內澇預警和綜合調度系統功能結構見圖5，應用包括控制執行、數據與模型管理、綜合調度以及運行管理。圖5城市內澇預警和綜合調度系統功能5.2.2控制執行應具備下列功能：控制類設備應具備指令接收功能，支持遠程控制與就地控制，并能實時向調度系統反饋運行狀態；應支持本地手動操作，并具備急停功能。5.2.3數據與模型管理應具備下列功能：數據存儲應支持結構化和非結構化數據類型，能存儲時序數據和空間數據，具有快速寫入和高效查詢響應能力，并支持并發訪問；應支持不同數據格式的解析與轉換，實現多源數據整合和數據融合功能；數據接口功能應采用接口協議規范接口數據的格式，滿足內外部系統的數據調用要求，實現數據共享功能；水利模型應能仿真計算排水系統的水位、流量、水深等參數變化，并支持基于調度策略的反演計算；應具備水利模型校核功能，包括管道和河道糙率、排水設備特性曲線等參數；調度算法應支持全局尋優、穩定控制等策略功能。5.2.4調度管理應具備下列功能：預報預警應基于排水系統實時監測數據，通過水利模型計算分析內澇風險并實現及時預警，包括內澇范圍、時長、最大淹沒水深等；控制需求應包括正常控制及事故、應急等特殊工況控制；控制策略應以排水防澇安全為目標，基于降雨徑流模型和排水模型，采用優化算法實現排水防澇設備控制過程優化；控制執行應支持自動與人工兩種方式；應對控制策略執行效果進行評估，并將優化后的控制策略更新至控制策略庫。5.2.5運維管理應具備下列功能：巡檢管理應結合日常巡檢需求和控制策略要求，實現巡檢工單的規范化管理；設備管理應實現設備健康狀態監測，包括在線狀態、供電、網絡連接及數據異常等，并具備異常告警功能；系統管理應包括用戶權限管理、控制設備配置管理等系統運維功能。系統配置配置構成城市內澇預警和綜合調度系統配置應包括硬件和軟件，其中硬件配置中應包含但不限于監測設備、控制設備、網絡設備；軟件配置應包含但不限于操作系統、數據庫軟件和應用軟件。硬件配置6.2.1監測設備應符合下列規定：流量計應符合GB/T17288的有關規定；水位傳感器應符合GB/T15478的有關規定；排水防澇設備的參數監測設備，應根據設備功能特點和結構特點選擇合理的感知傳感器及相關數據采集設備。6.2.2控制設備應符合下列規定：控制器應符合GB/T15969.2的有關規定；人機界面應符合GB/T4205的有關規定；不間斷電源應符合GB/T7260.3的有關規定；機柜應符合GB/T7251的有關規定。6.2.3網絡設備應符合下列規定：網絡設備安全應符合GB40050的有關規定；網絡信息安全應符合GA/T1177的有關規定。軟件配置6.3.1操作系統宜采用國產化操作系統。6.3.2實時數據庫軟件應提供安全、高效的實時數據存取，支持多應用并發訪問和實時同步更新。6.3.3水利模型應采用水文、水動力學機理模型，控制算法應有效地實現系統的控制目標和預期功能。6.3.4應用軟件應具有良好的實時響應速度和穩定性、可靠性、可擴充性；并應符合GB/T18336.1的有關規定。附錄A（資料性）數據類型A.1實時監測數據類型及要求見表A.1。表A.1實時監測數據類型及要求序號數據類型更新頻率要求1雨量站實時降雨量10min2衛星估算降雨量60min3數值天氣預報降雨60min4雷達短臨預報降雨5min5河流、湖泊、排水管網水位與流量10min6泵站、閘門等設施的狀態、流量及上下游水位10minA.2地理空間數據類型見表2。表A.2地理空間數據類型序號數據類型備注1數字高程模型（DEM）1m/5m分辨率2排水管網、河網拓撲數據管徑、坡度、連接節點、檢查井等3土地利用與地表特征數據土地類型、不透水區域分布、土壤類型等A.3歷史數據類型見表3。表A.3歷史數據類型序號數據類型備注1內澇記錄發生時間、地點、積水深度、成因等2災害損失數據經濟損失、應急響應時效等3觀測降雨、水位、流量

附錄B（規范性）監測數據和數學模型精度要求B.1監測數據精度：B.1.1水位監測誤差：±1cmB.1.2流量監測誤差：±5%B.1.3降雨量監測誤差：±5%B.2數學模型精度：B.2.1水位誤差：±0.1mB.2.2流量誤差：±10%B.2.3計