1 范围

      本文件规定了智能水电厂大坝安全分析评估系统的功能、性能和测试要求。

      本文件适用于智能水电厂大坝安全分析评估系统的设计、建设和运行。

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 22239 信息安全技术 网络安全等级保护基本要求

      GB/T 30976（所有部分）工业控制系统信息安全

      GB/T 36572 电力 监控系统网络安全防护导则

     GB/T 39264 智能水电厂一体化管控平台技术规范

      GB/T 40222-2021 智能水电厂技术导则

      DL/T 5313 水电站大坝运行安全评价导则

3 术语和定义

      下列术语和定义适用于本文件。

3.1

      智能水电厂 smart hydropower plant

      以自动化、数字化、信息化为基础，利用云计算、大数据、物联网、移动互联、人工智能等技术，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应能力，实现安全、稳定、高效运行的水电厂。

3.2

      大坝安全分析评估应用组件 application component for dam safety analysis and evaluation

      用于分析和诊断大坝安全相关信息，评估大坝安全状态和预测发展趋势，为智能水电厂风险预控、故障处置和优化运行提供辅助决策支持的一体化管控平台应用组件。

4 基本规定

4.1 大坝安全分析评估应用组件的整体功能、外部接口、部署方式应符合GB/T 40222-2021的要求。

4.2 大坝安全分析评估应用组件应综合监测数据与巡视检查成果、工程结构特性、地质条件、施工质量、闸门及机组运行状况、环境条件、缺陷及问题、结构安全复核结果等资料，对结构性态进行分析诊断，判断结构物局部乃至整体当前的安全状况，预测分析潜在风险，为水电厂运行管理提供技术支持和辅助决策。

4.3 大坝安全分析评估应用组件智能化级别宜根据其主要特征和能力进行划分，具体要求应符合附录A。

4.4 大坝安全分析评估应用组件宜部署在管理信息大区。

4.5 大坝安全分析评估应用组件应通过一体化管控平台实现与以下应用组件的数据交互、信息共享及业务联动：

      a）大坝安全监测；

      b）水库调度；

     c）水情测报；

      d）防汛决策支持；

      e）闸门控制与振动监测；

      f）机组运行监控；

      g）大坝强震动监测；

      h）地质灾害监测；

      i) 气象监测；

      j) 安防监控；

      k）应急广播。

4.6 运行环境的信息网络安全应符合GB/T 22239、GB/T 30976（所有部分）及GB/T 36572的规定。

4.7 大坝安全分析评估应用组件应采用开放的结构，功能可扩展。

4.8 大坝安全评估应用组件宜支持跨平台、跨开发语言的访问和调用。

5 功能要求

5.1 信息获取和预处理

5.1.1 大坝安全分析评估应用组件应能获取大坝安全监测、水情监测、闸门控制与振动监测、机组运行监控、地质灾害监测、气象监测等信息。

5.1.2 大坝安全分析评估应用组件应收集基本信息、日常监测信息及管理信息，内容见附录B。

5.1.3 大坝安全分析评估应用组件应实现数据采集设备运行状态监控，数据有效性和完备性自动判断，记录和统计结果，并发出告警。

5.2 分析和诊断

5.2.1 大坝安全分析评估应用组件应分析水工结构物状态的时空规律、变化趋势、量值水平和因果关联等，识别结构异常的发生部位、类别及程度，并对可能原因和产生机理进行诊断。

5.2.2 大坝安全分析评估应用组件应具备对重要监测物理量的定性和定量分析功能。

5.2.3 监测量定性分析功能应满足以下要求：

      a) 分析监测量的周期性和趋势性等时序变化规律，并统计周期性变幅、趋势变化速率、极值及发生时间等特征量，识别监测量规律出现变异的时间及发展趋势。

      b）分析同类监测量的空间分布规律，识别存在异常分布的监测点位置及异常发生时间。

      c）给出具有高相关性的监测量集合，识别监测数据量值和变幅异常的测点。

      d）判断各监测量之间的因果关联性，并通过自学习进行迭代修正。

      e) 筛查经常或持续超限的效应量。当出现原因量的不利组合时，自动筛查测值变化明显或超限的效应量。

      f）进行监测量与监控指标相互比较、监测量之间相互比对、监测量与理论或实验成果相互对照。

5.2.4 监测量定量分析功能应满足以下要求：

      a）监测效应量与原因量的相关性、敏感性分析。

      b）统计模型、混合模型和确定性模型分析，宜提供多种分析算法。

      c) 筛选适合通过统计回归方法建立数学模型的效应量，并优选建模时间段。

      d) 评估分析模型的拟合效果，可自动或通过人工干预方式优选建模方法和调整优化模型

      e) 在获得监测量新增样本数据后及时自动更新模型。

      f）按原因量类别分解模型各分量，对比各分量的贡献大小，辨识时效分量的敛散性。

      g）对存在空间分布关系的效应量集合建立分布模型。

5.2.5 大坝安全分析评估应用组件宜具备基于监测数据的结构物理及力学特性参数反演分析功能，并可进行监测效应量正分析，判断结构性态有无异常变化。

5.2.6 大坝安全分析评估应用组件宜具备大坝泄洪振动和强震工况下的结构动力响应分析功能，并判断结构性态有无异常变化。

5.2.7 针对存在异常现象的效应量，应关联分析其原因量、相关效应量以及巡视检查信息，并判断结构性态有无异常变化。

5.2.8 大坝安全分析评估应用组件应具备结构异常人工辅助诊断功能。可自动对结构异常类别、涉及部位及范围、可能的成因给出分析结论，诊断过程和结果可通过自学习不断完善。

5.2.9 大坝安全分析评估应用组件应建立针对监测量和巡视检查结果的异常监控方法及指标，实现异常现象在线监控、实时告警和分析诊断，并具备可组态的报警信息发送策略。

5.2.10 在线监控方法及指标应支持按照汛期和非汛期等不同时段、正常或极端等不同工况、大坝和边坡等不同部位的条件分别设置，并可通过自学习进行修正。

5.2.11 大坝安全分析评估应用组件应实时监视经分析确认异常的效应量，并能够针对最新异常变化发出告警。

5.2.12 大坝安全分析评估应用组件宜具有对大坝等水工建筑物的监控图像、视频识别和比对功能，可自动识别水工结构物表面裂缝、渗水、析出物等异常现象。

5.3 评估和预测

5.3.1 评估大坝局部和整体结构安全状况时应综合监测资料分析和诊断结论、复查和复核结果及危害性，并根据DL/T5313的规定给出安全评估结果。

5.3.2 大坝安全分析评估应用组件可基于监控判断规则、数学模型方法、专家经验、历史异常问题及隐患风险等要素对大坝安全状态进行综合评估。

5.3.3 大坝安全分析评估应用组件应具备大坝安全等级的评估和预测功能，并给出处置策略建议。

5.3.4 大坝安全分析评估应用组件应能及时对水库调度库水位预测期内的大坝运行风险进行预测，并对可能出现的险情推算库水位警戒值。

5.3.5 出现极端工况或结构异常时，大坝安全分析评估应用组件应自动对大坝安全状态进行评估和风险预测。

5.3.6 大坝安全分析评估应用组件宜具备专家在线会商功能。

5.4 成果输出

5.4.1 大坝安全分析评估应用组件应具备大坝安全分析评估报告自动生成功能，报告中的图形、报表可自动更新。

5.4.2 大坝安全分析评估应用组件应具备大坝安全相关信息的各类图表组态和综合展示功能，提供基于建筑信息模型（BIM）和地理信息系统（GIS）的多元信息展示功能，宜支持基于虚拟现实和增强现实（VR/AR）等技术的虚拟实景信息展示。

5.4.3 大坝安全分析评估应用组件应具备基于评估和预测结论的预警信息自动发布功能。

5.4.4 大坝安全分析评估应用组件应支持通过一体化管控平台向其他业务应用组件或特定客户端推送各类信息及指令。

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