GB/T 41004.1-2021 智能管网系统 第1部分：总则

　　ICS 83 . 140 . 30 CCS G 33

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 41004 . 1—2021

　　智能管网系统 第 1 部分：总则

　　Intelligentpipenetworksystem—part1：General

　　2021-12-31 发布 2022-07-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 41004 . 1—202 1

　　GB/T 41004 . 1—202 1

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　本文件是 GB/T 41004《智能管网系统》的第 1 部分。 GB/T 41004 已经发布了以下部分：

　　— 第 1 部分：总则;

　　— 第 2 部分：智能塑料管材、管件及阀门。

　　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专利的责任。

　　本文件由中国轻工业联合会提出。

　　本文件由全国塑料制品标准化技术委员会(SAC/TC 48)归口 。

　　本文件起草单位：广东联塑科技实业有限公司、上海邦芯物联网科技有限公司、福建亚通新材料科技股份有限公司、蔚锐信息科技(上海)有限公司、浙江中财管道科技股份有限公司、亚大塑料制品有限公司、浙江伟星新型建材股份有限公司、浙江地球管业有限公司、江苏河马井股份有限公司、山东东宏管业股份有限公司、浙江双林环境股份有限公司、中国科学院微电子研究所、北京工商大学。

　　本文件主要起草人：李统一、毕宏海、陈晓梅、潘俊、王百提、李瑜、李大治、卢伟文、周纪润、倪奉尧、傅刚静、王玮冰、徐海云、项爱民、王亭亭。

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　　引 言

　　智能管网系统是利用先进的计算机技术、网络通信技术、人工智能技术等，实现对管网系统的远程监测和控制，实时获取管网系统压力、流量、流速、管道噪声等信息，为管网的运行管理及维护提供及时、准确、高效的数字化信息。 目前，在我国的给水、排水、燃气、热力管网等中已有智能管网系统的实际应用 。GB/T 41004《智能管网系统》旨在确立普遍适用于智能管网系统生产、设计、敷设及应用过程的规范，拟由三个部分构成。

　　— 第 1 部分：总则。 目的在于确立适用于设计、敷设和应用的智能管网系统涉及的基础信息、基本要求及信息安全的相关规则。

　　— 第 2 部分：智能塑料管材、管件及阀门。 目的在于规范智能塑料管材、管件及阀门的产品要求、试验方法、检验规则等相关要求。

　　— 第 3 部分：智能金属管材、管件及阀门。 目的在于规范智能金属管材、管件及阀门的产品要求、试验方法、检验规则等相关要求。

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　　智能管网系统 第 1 部分：总则

　　1 范围

　　本文件规定了智能管网系统的体系架构、基础信息、基本要求、信息安全。

　　本文件与 GB/T 41004 的其他部分一起，适用于给水、排水、燃气、热力等智能管网系统。

　　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 28270 智能型阀门电动装置

　　GB/T 34068 物联网总体技术 智能传感器接口规范

　　GB/T 35319 物联网 系统接口要求

　　3 术语、定义和缩略语

　　3 . 1 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3 . 1 . 1

　　智能管网 intelligentpipenetwork

　　具备感知、通信等功能的管网。

　　3 . 1 . 2

　　智能管网系统 intelligentpipelinesystem

　　运用通信与信息技术，与管网相结合，实现管网运行状态的在线监测、告警/预警提示、运维分析、业务管理等功能，能够对管网实现智能化管理的系统。

　　注：一般包括设备层、边缘层、平台层和应用层。

　　3 . 2 缩略语

　　下列缩略语适用于本文件。

　　BDS：北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System)

　　DTU：数据传输单元(Data Transfer Unit)

　　GIS：地理信息系统(Geographic Information System)

　　RTU：远程终端单元(Remote Terminal Unit)

　　4 体系架构

　　智能管网系统的体系架构宜包括设备层、边缘层、平台层和应用层。 其体系架构示意图见附录 A。

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　　5 基础信息

　　5 . 1 位置信息

　　智能管网的位置信息是基于 GIS 系统的位置信息，主要有经纬度位置坐标、管道埋深等。

　　5 . 2 可追溯信息

　　智能管网的可追溯信息主要有设备层部件编码、设备层部件安装信息、设备层部件本身的标识信息等。

　　5 . 3 智能化功能信息

　　智能管网的智能化功能信息主要有管网介质的流量、压力、温度、液位、流速、位移、有害气体浓度、可燃气体浓度以及阀门开度、动作次数、动作速度、启闭扭矩等数据信息。

　　6 基本要求

　　6 . 1 一般要求

　　6 . 1 . 1 智能管网系统应满足对管网状态进行在线监测、告警/预警提示、运维分析、业务管理等要求。

　　6 . 1 . 2 智能管网系统的体系架构间应实现关联协同、统一管理和信息共享的功能。

　　6 . 1 . 3 智能管网系统应具备与管线管理单位、相关管理部门信息平台之间信息互联互通的功能。

　　6 . 1 . 4 智能管网系统应具有可靠性、安全性、易用性、易维护性、可扩展性、兼容性、可追溯性和开放性。

　　6 . 1 . 5 智能管网系统应可监测管网的数据信息，数据信息的收集应至少符合以下规定：

　　a) 智能给水管网系统：实时收集压力、流量的数据信息，还可收集水质、温度等数据信息;

　　b ) 智能排水管网系统：收集流量、液位一个或多个数据信息，还可收集有害气体浓度等数据信息;

　　c) 智能燃气管网系统：实时收集压力、流量等一个或多个数据信息;

　　d) 智能热力管网系统：实时收集压力、流量和温度等一个或多个数据信息;

　　e) 其他智能管网系统：根据需要收集管网的有关数据信息。

　　6 . 1 . 6 智能管网系统的接口应符合 GB/T 35319 的规定。

　　6 . 1 . 7 智能管网系统的位置信息宜采用 BDS等获取定位，定位精度应符合相应管网系统应用的规定。

　　6 . 1 . 8 智能管网系统在设计施工过程中，应在阀门、三通、弯头、变径等关键节点位置安装 BDS 等定位系统，相近两个关键节点的位置不宜超过 1 km。

　　6 . 1 . 9 智能管网系统的供电设备应符合相应电器的安全要求，并应明示其使用寿命。

　　6 . 2 智能管网设备层

　　6 . 2 . 1 智能管材和智能管件

　　6 . 2 . 1 . 1 智能管材和智能管件的铺设布置应符合相应的工程技术文件的规定。

　　注：铺设布置工程技术文件见附录 B。

　　6 . 2 . 1 . 2 智能管材/智能管件应至少提供下列数据信息：

　　a) 智能管网的位置信息，如智能管材/智能管件的连接点的经纬度位置坐标、智能管材/智能管件的埋深等;

　　b ) 智能管材/智能管件的编码，在管网系统中，单个智能管材/智能管件的元件应进行编码，且具有唯一的编码;

　　c) 智能管材/智能管件的安装信息，如智能管材/智能管件的连接点信息及连接方式、智能管材/

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　　智能管件的安装时间等;

　　d) 智能管材/智能管件产品本身的标识信息，如生产厂名(或简称)和商标、规格、基体材料等;

　　e) 管网智能化功能信息，如一个或多个数据信息，主要有流量、压力、温度、液位、流速、位移、有害气体浓度等数据信息。

　　6 . 2 . 2 智能阀门

　　6 . 2 . 2 . 1 智能阀门宜带有动力驱动装置，动力驱动装置宜符合 GB/T 28270 的规定。

　　6 . 2 . 2 . 2 智能阀门应至少提供下列数据信息：

　　a) 智能管网的位置信息，如智能阀门的经纬度位置坐标等;

　　b ) 智能阀门编码，在管网系统中，单个智能阀门应进行编码，且具有唯一的编码;

　　c) 智能阀门安装信息，如智能阀门的安装时间等;

　　d) 智能阀门产品本身的标识信息，如生产厂名(或简称)和商标、规格、主体材料等;

　　e) 智能阀门类型，如减压阀、压力安全阀等;

　　f) 智能阀门智能化功能信息，如自动获取智能阀门开度、动作次数、动作速度、启闭扭矩等一个或多个数据信息。

　　6 . 2 . 3 传感设备

　　6 . 2 . 3 . 1 传感设备的规格参数应满足相应文件和规范的要求。

　　注：传感设备相关技术文件见附录 C。

　　6 . 2 . 3 . 2 传感设备应组合到管材、管件、阀门等设备层部件上，应具有实时采集、存储、传输数据信息的功能。

　　6 . 2 . 3 . 3 传感设备应具有与外部网络或系统之间进行双向通信的物理接口和通信能力。 传感设备的通信接口应符合 GB/T 34068 的规定。

　　6 . 2 . 3 . 4 传感设备应至少提供下列数据信息：

　　a) 传感设备类型，如流量传感器、压力传感器、温度传感器、液位传感器、流速传感器、位移传感器、水质传感器、有毒有害气体传感器、可燃气体传感器、远程终端单元(RTU)、数据传输单元(DTU)等;

　　b ) 传感设备参数，如流量、压力、温度、液位、流速、位移、有害气体浓度等参数信息;

　　c) 传感设备安装时间;

　　d) 传感设备与管道、阀门的组合方式，如内嵌或机械连接;

　　e) 传感设备与采集数据设备的连接和数据传输方式，如有线连接或无线连接;

　　f) 传感设备的供电方式，如自有电源或外接电源。

　　6 . 2 . 4 智能附属设施

　　6 . 2 . 4 . 1 智能井盖

　　智能井盖应具有定位功能，智能管网系统应能显示智能井盖的位置并具有异常开启警报功能。

　　6 . 2 . 4 . 2 智能表计

　　6 . 2 . 4 . 2 . 1 智能表计应具有采集、存储、传输数据信息的功能。

　　6 . 2 . 4 . 2 . 2 智能表计应至少提供下列数据信息：

　　a) 智能管网的位置信息，如智能表计的经纬度位置坐标等;

　　b ) 智能表计编码，单个智能表计应进行编码，且具有唯一的编码;

　　c) 智能表计安装时间;

　　d) 智能表计参数，如型号、规格、流量、温度、压力等参数信息。

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　　6 . 2 . 4 . 3 其他智能附属设施

　　其他智能附属设施应至少提供下列数据信息：

　　a) 智能管网的位置信息，如其他智能附属设施的经纬度位置坐标等;

　　b ) 其他智能附属设施编码，单个其他智能附属设施宜进行编码，且具有唯一的编码;

　　c) 其他智能附属设施安装时间;

　　d) 其他智能附属设施类型;

　　e) 其他智能附属设施参数，如型号、规格等参数信息。

　　注：其他智能附属设施一般包含智能排水装置、智能排气装置、智能疏水装置、智能水池、智能泵站、智能调压站等。

　　6 . 3 智能管网边缘层

　　6 . 3 . 1 边缘层应实现设备层和平台层之间的数据互联互通的功能。

　　6 . 3 . 2 边缘层设备应具备存储数据并进行边缘计算的能力。

　　6 . 3 . 3 边缘层设备在网络中断，无法接入云平台情况下，应具备继续计算处理的能力。

　　6 . 3 . 4 边缘层在云端智能管网管理平台的支持下，基于本地数据并依据管网数据模型实时计算，适时向控制系统准确输出控制指令的功能。

　　6 . 3 . 5 边缘层通信接口应满足兼容适配设备层的多种传感器及前端设备部件的接入需求。

　　6 . 4 智能管网平台层

　　6 . 4 . 1 平台层应实现对底层终端设备的管理、控制、运营一体化的要求。

　　6 . 4 . 2 平台层与边缘层间应采用现代通信技术，并保证向下兼容性。

　　6 . 4 . 3 平台层应提供数据清洗服务。

　　6 . 4 . 4 平台层的其他要求可由管网管理单位、运维企业等协商确定。

　　6 . 5 智能管网应用层

　　6 . 5 . 1 应用层应具备以下功能：

　　a) 压力数据分析：对压力进行监测的智能管网系统应能够实时监测压力数据信息，捕捉出现的各类压力异常事件(如水锤等)。

　　b ) 流量数据分析：对流量进行监测的智能管网系统应能够实时监测流量数据信息，通过对区域流量、最小流量的分析评估，预测管网是否有漏损及预测未来流量变化趋势。

　　c) 温度数据分析：对温度进行监测的智能管网系统应能够实时监测温度数据信息。

　　d) 漏损定位分析：通过管网监测点综合分析，判断管网可能存在的泄漏问题。 当管网发生泄漏，智能管网系统应在业务单位要求时间内完成告警并实现定位，判断泄露的最小影响范围。

　　e) 应用层应具备管网巡检、维修、维护等管理功能。

　　6 . 5 . 2 应用层应规定数据信息采集点的密度。

　　6 . 5 . 3 应用层的其他要求可由管网管理单位、运维企业等协商确定。

　　7 信息安全

　　智能管网系统涉及的信息安全应符合相应国家文件和/或规范的规定。

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　　附 录 A

　　(资料性)体系架构图

　　智能管网系统的体系架构示意图见图 A. 1 。

　　图 A.1 智能管网系统体系架构示意图

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　　附 录 B

　　(资料性)

　　工程技术文件

　　智能管材和智能管件铺设布置的相应工程技术文件见表 B. 1,其他可根据施工具体规定。

　　表 B.1 工程技术文件

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　　附 录 C

　　(资料性)

　　传感设备相关技术文件

　　传感设备相关技术文件见表 C. 1,其他可根据施工具体规定。

　　表 C.1 传感设备相关技术文件