国家水网工程智能化设计标准.docx

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1、中华人民共和国水利行业标准SL/TXXX-20XX国家水网工程智能化设计标准StandardforIntelIigentDesignofWaterNetworkProjects（征求意见稿）20XX-XX-XX发布20XX-XX-XX实施中华人民共和国水利部发布-XX.刖百根据水利部水利行业标准制修订计划，按照水利技术标准编写规定（SLI-2014）的要求，编制本标准。本标准的主要技术内容包括：总则术语基本规定系统框架信息化基础设施数字挛生平台业务应用网络与信息安全共建共享系统集成与运行维护本标准发布部门：中华人民共和国水利部本标准主持机构：水利部信息中心本标准主编单位：水利部水利水电规划设计

2、总院本标准参编单位：黄河勘测规划设计研究院有限公司中国水利水电科学研究院中国南水北调集团有限公司陕西省引汉济渭工程建设有限公司本标准主要起草人员：本标准审查会议技术负责人：本标准体例格式审查人：本标准由水利部信息中心负责管理，水利部水利水电规划设计总院负责技术内容的解释，在执行过程中如有意见或建议，请寄送水利部水利水电规划设计总院（通信地址：北京市西城区六铺炕北小街2-1号;邮政编码：100120）,以供今后修订时参考。前言21总则12术语23基本规定44系统框架71.1 框架设计71.2 主要内容75信息化基础设施95. 1监测感知95.1 通信网络95.2 信息基础环境106数字李生平台1

3、26. 1数据底板127. 2模型平台138. 3知识平台157业务应用179. 1一般规定179.1 工程设计管理179.2 工程建设管理189.3 工程运行维护管理189.4 水资源联合调配199.5 防洪排涝联合调度199.6 生态流量联合调度209.7 工程安全运行监控209.8 应急事件管理208网络与信息安全2210. 1一般规定2210.1 理安全2210.2 据安全2210.3 络安全2310.4 用安全239共建共享2510系统集成与运行维护2610.1 系统集成2610.2 运行维护26附录A智能化设计标准表及等级评价表28工程全生命期管理是从工程规划设计、施工建造、运行管

4、理全生命期的角度出发，构建数据底板，运用集成化管理思想，建立工程全生命期管理应用，承载设计、建管、施工、运行、维护、监管等信息，实现工程整体管理的创新发展和功能价值的提升。2.0.7数字挛生平台由数据、模型、知识等资源及管理、表达、驱动这些资源的引擎组成的服务平台，提供在网络空间虚拟再现真实水利工程能力，为工程安全智能分析预警、防洪兴利智能调度等业务应用提供支撑。2.0.8数据底板由地理空间数据、基础数据、监测数据、业务管理数据、外部共享数据等构成的数字挛生水利工程算据基础。按照地理空间数据精度和建设范围，数据底板可以划分为LI.L2、L3级数据底板。2.0.9模型库利用数据底板成果，以水利专

5、业模型分析物理流域的要素变化、活动规律和相互关系，通过智能识别模型提升水利感知能力，利用模拟仿真引擎模拟物理流域的运行状态和发展趋势，并将以上结果通过可视化模型动态呈现。2.0.10知识库利用知识图谱和机器学习等技术实现对水利对象关联关系和水利规律等知识的抽取、管理和组合应用，提供描述原理、规律、规则、经验、技能、方法等信息，为数字李生水网工程提供智能内核，支撑正向智能推理和反向溯因分析。2.0.11智能识别模型通过训练学习算法，建立一套能够利用计算机智能分析和理解&频、遥感和视频的模型库，为应用层提供能够在大规模场景下替代人类进行监听和监视的音视频内容，并提取关键信息进行结构化分析，实现对静

6、态和动态场景的智能处理，提取和分析水网工程目标相关的特征信息和动态目标行为事件，并对各类感兴趣信息进行检索、处理和诊断等。2.0.12水利专业模型包括机理分析模型、数理统计模型、混合模型等三类。其中，机理分析模型是基于水循环自然规律，用数学的语言和方法描述物理流域的要素变化、活动规律和相互关系的数学模型；数理统计模型是基于数理统计方法，从海量数据中发现物理流域要素之间的关系并进行分析预测的数学模型；混合模型是将机理分析与数理统计进行相互嵌入、系统融合的数学模型。3基本规定3.0.1国家水网工程智能化的设计应覆盖水网“纲、目、结”对象并兼顾工程影响范围，并应按照系统、科学、有序、安全的水工程调度

7、原则，科学调度水工程。3.0.2应遵循智慧水利总体框架，加强国家水网工程智能化的统筹设计，在规划、设计过程中要充分利用已建水利信息化资源，充分共享已建数字李生流域、数字季生水网和数字挛生水利工程的建设成果，并充分考虑设施设备的永临结合。3.0.3按照“大系统设计、分系统建设、模块化链接”的建设思路，工程智能化与工程“同步规划、同步设计、优先实施”，在设计中应采用自主可控的技术、产品和服务。3.0.4应结合国家水网工程任务和规模，开展服务于工程全生命周期管理智能化的设计，突出对水资源调配、防洪排涝调度、生态流量调度、智能巡检、工程安全运行监控、设施设备管控、应急管理等业务应用，必要时可补充扩展。

8、3.0.5国家水网智能化应按照可行性研究、初步设计、施工图设计三个阶段进行设计。3. 0.6国家水网智能化设计可行性研究阶段除应符合SL/T618外，还应符合以下要求：1应编写需求规格说明书，在调研需求的基础上，进行信息系统需求定义和分析工作,确定详细的开发目标、功能、性能、内部及外部的接口、开发依据和条件、开发及运行的计算机环境。2明确信息系统开发目标，详细定义各项功能及其应用范围、适用的条件和限制、使用的计算方法等。3确定信息系统的数据精度、时间特性、运行效率、对运行环境的适应能力等性能。4提出信息系统的可使用性、可维护性、可移植性，使用诊错、容错技术以及在安全保密等方面的设计要求。5在技

9、术能力、计算机环境和开发周期等条件允许时，需求定义的内容应尽量满足用户的需求。6细化、确认信息系统需求定义内容，绘制信息系统的IPO图，定义系统的外部接口和数据需求。7绘制系统分解图，确定并标注各模块间的接口数据，并编写各模块的功能、算法和要求、接口数据的说明。3.0.7国家水网智能化设计初步设计阶段除应符合SL/T619外，还应符合以下要求：1应编写概要设计报告，包括用户界面设计、算法设计和结构设计三方面内容。2用户界面设计应包含各模块输入输出的形式、内容、格式，安装、运行操作的方式和命令格式；用户界面设计应符合用户的习惯和要求，易于理解，便于使用，附加信息量少，辅助性图象、提示性数据、说明

10、和引导性文字使用得当。3用户界面设计宜使用可视化技术，通过屏幕图形或图象，充分利用计算机的能力和环境资源，尽量提高输入输出界面的智能性，最大限度的提高工作效率。4界面功能齐全、使用方便，除具有数据加工、诊错、容错等功能外，还应具有编辑、说明、提示、引导等辅助功能。5算法设计应根据需求规格说明书有关内容的要求，将各个相对独立的算法或功能组合，分为若干个子系统、分程序、功能模块分别进行，降低算法设计的复杂性。6算法设计应注意算法的成熟性、正确性、适用性、计算精度与计算速度的可接受性、收敛性、存储量、计算量、稳定性、复杂性，选用或自行构造出满足工程技术要求的、能实现系统各项功能、性能需求的计算方法、

11、计算公式、数据加工或转换的算法。7结构设计应定义各模块及其功能、算法,模块间的控制关系和信息传递的方式、介质、接口数据结构，设计数据库（图形库、知识库、模型库等）。8结构设计通过对信息系统的分析，使用功能分解法或数据流分解法，确定层次结构以及每个层次的成分;在对系统进行分解、确定模块功能时,应同时确定模块接口数据的内容、顺序和类型、格式和传递方式等。3. 0.8国家水网智能化设计施工图设计阶段应符合以下要求：1应编写详细设计报告，进行模块内部的过程设计。2根据需求规格说明书和概要设计报告中的有关内容，按模块的功能、性能、输入和输出接口的要求以及设计的限制，使用结构化程序设计方法，精化模块内部的

12、功能结构、算法过程或数据加工过程，确定模块内部的数据组织并设计其数据结构。3应对模块内的计算方法或计算公式，进行算法分析、程序设计性整理和算法过程设计；优先考虑程序的可读性，提高软件运行效率，保证计算精度。4在精化模块算法过程基础上，设计具有结构化特征、可读性好、逻辑关系清晰、风格一致而规律性强的模块程序逻辑结构。3.0.9国家水网工程主要业务应用应具备“预报、预警、预演、预案”功能，可简述业务应用现状、问题，明确提出智能化提升内容。6.3.7应构建包括工程调度运用规程、机电设备运行操作规程、工程安全监测资料整编规程、工程安全现场检查规程、工程安全应急预案等在内的业务规则库。业务规则库应结合实

13、际情况进行更新。6.3.8随水网工程数据底板的不断完善与更新，宜每年开展方案/预案关键参数率定修正，对方案库同步更新。6.3.9水网知识库建设宜利用大数据分析、专业模型、机器视觉、机器学习等技术感知水利对象和认知水利规律，支撑事件正向智能推理和反向溯因分析，满足不同应用场景需求，支撑新一代水利业务应用的创新，提升智能化水平。6. 3.10水网知识引擎宜提供水利知识表示、知识抽取、知识融合、知识推理、知识存储功能等服务能力。1知识表示基于业务专家提供的领域知识与经验，利用人机协同的方式构建水利领域基础本体和业务本体，实现陈述性表达和过程表示。2知识抽取可采用基于规则、基于统计或基于机器学习等方法

14、，结合场景配置需求和数据供给条件，构建实体一关系一属性三元组知识，对水利领域实体类别及相互关系、领域活动和规律进行全方位描述。3知识融合采用语义融合与结构融合算法，针对多源知识的同一性与异构性，构建实体连接、属性映射、关系映射等融合能力，高效准确地实现不同知识的融合。4知识推理依靠知识库、文档库等，通过知识图谱推理算法、大语言模型等技术实现。5知识存储采用图数据库、矢量数据库等，实现快速知识推理条件下的大规模数据存储，对外提供高性能的原生查询接口，无缝对接上层业务应用。7. 3工程建设管理7. 3.1工程建设管理宜具有对进度、质量、安全、资金、合同、设计、技术、档案等主要内容的管理、分析、应用

15、等功能。7. 3.2进度管理应基于数据底板，将实际进度信息附加或关联到进度管理模型，具备实际进度和计划进度跟踪对比分析、进度预警、进度偏差分析、进度计划调整等功能。7. 3.3质量管理应将质量信息附加或关联到相关模型元素上，具备质量验评、质量考核、质量事故管理、质量监督、质量问题分析与追溯、原材料检测等管理功能，可结合电子签字技术，实现质量管理的标准化、规范化、可视化。7. 3.4安全管理应将危险源、安全隐患信息附加或关联到数据底板，宜具备现场危险源管理、隐患排查、事故管理、安全考核、安全教育培训、应急管理等功能，实现工程安全的“四预”管理。7. 3.5资金管理宜具备资金自动统计、偏差分析、支付预警、智能辅助决策等功能。7. 3.6合同管理宜集成工程进度、质量、资金等相关数据信息,具备计量支付智能统计分析、智能审批、限额预警等功能。7 .3.7设计管理宜构建设计成果数据库，应具备对设计进度、设计成果等进行管理的功能,管理的内容应包括出图计划、审图管理、设计交底、设计