DB13 T 5424-2021 城市供水物联网计量系统技术规范.pdf

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1、 ICS 91.140.60 CCS P 40 13 河北省 地方 标准 DB 13/T 5424 2021 城市供水物联网计量系统技术规范 2021 - 07 - 28 发布 2021 - 08 - 28 实施 河北省市场监督管理局 发 布 DB 13/T 5424 2021 I 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 唐山市市场监督管理局 提出。 本文件起草单位： 汇中仪表股份有限公司、唐山市自来水公司、石家庄给排水设计研究院有限 责任公司。 本文件主要起草人： 陈辉、刘国兴、张继川、周洪岭、张军、吴保丰、

2、王伟明、赵志刚。 DB 13/T 5424 2021 1 城市供水物联网计量系统技术规范 1 范围 本文件规定了城市供水物联网计量系统的感知层、物联网传输层、应用系统的技术要求。 本文件适用于城市供水物联网计量系统的设计、建设及维护。 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 778.1 饮用冷水水表和热水水表 第 1部分：计量要求和技术要求 GB/T 778.4 饮用冷水水表和热水水表 第 4部分： GB/T 778

3、.1中未包含的计量要求 GB/T 2887 计算机场地通用规范 GB/T 15478 压力传感器性能试验方法 GB/T 28827.1 信息技术服务 运行维护 第 1部分：通用要求 GB/T 28827.3 信息技术服务 运行维护 第 3部分：应急响应 GB/T 30269.1 信息技术 传感器网络 第 1部分：参考体系结构和通用技术 GB/T 30269.501-2014 信息技术 传感器网络 第 501部分：标识 ： 传感节点标识符编制规则 GB/T 30882.1-2014 信息技术 应用软件系统技术要求 第 1部分：基于 B/S体系结构的应用 软件系统的基本要求 GB/T 30975

4、信息技术 基于计算机的软件系统的性能测量与评价 GB/T 33745 物联网 术语 GB/T 36627 信息安全技术 网络安全等级保护测试评估技术指南 GB/T 38561-2020 信息安全技术 网络安全管理支撑系统技术要求 GB/T 38637.1-2020 物联网 感知控制设备接入 第 1部分：总体要求 GB/T 38637.2-2020 物联网 感知控制设备接入 第 2部分：数据管理要求 JJG 162 饮用冷水水表检定规程 JJG 624 动态压力传感器检定规程 JJG 860 压力传感器（静态）检定规程 JJG 1033 电磁流量计检定规程 JJG 1030 超声流量计检定规程

5、JB/T 6170 压力传感器 JB/T 9248 电磁流量计 CJ/T 3063 超声波流量计 3 术语和定义 GB/T 33745界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 感知层设备 具备信息采集、传输、分析、处理、执行指令和联网功能的电子设备。供水计量中常用的感知 层设备有流量计、水表、压力传感器、水质检测仪等。 数据采集 通过传感器测量电压、电流、温度、压力、声音、编码数据等电气或物理现象的过程。 DB 13/T 5424 2021 2 来源： GB/T 33745-2017， 2.5.5 数据分析 为提取有用信息和形成结论而对数据加以详细研究和概括总结的过程。 来源： GB/T 337

6、45-2017， 2.5.4 4 城市供水物联网计量系统组成 城市供水物联网计量系统是运用物联网感知、物联网通讯以及软件技术，采集、传输、存储、 分析计量数据，从而满足城市供水物联网计量需求的系统。其通常由感知层设备、物联网传输层、 应用系统三部分组成，如图 1 所示。 感 知 层 设 备 物 联 网 传 输 应 用 系 统 流 量 计 水 表 压 力 设 备 其 他 设 备 专 用 通 信 网 络 数 据 分 析 计 量 管 理数 据 采 集 数 据 处 理 公 用 通 信 网 络 城 市 供 水 物 联 网 计 量 系 统 图 1 城市供水物联网计量系统组成 5 物联网感知层技术要求 物联

7、网感知层设备要求 5.1.1 感知层设备基本要求 物联网感知层设备应符合下列要求： a) 水表应符合 GB/T 778.1、 GB/T 778.4、 JJG 162 中的规定； b) 电磁流量计应符合 JB/T 9248、 JJG 1033 中的规定； c) 超声流量计应符合 CJ/T 3063、 JJG 1030 中的规定； d) 压力传感器应符合 GB/T 15478、 JB/T 6170、 JJG 624、 JJG 860 中的规定； e) 其他感知层设备应符合相关标准中的规定。 5.1.2 感知层设备物联网接入要求 应符合 GB/T 38637.1-2020中第 5、 6、 7章的规

8、定。 物联网感知层数据要求 5.2.1 上报的数据内容 城市供水物联网计量系统中感知层设备的感知数据应符合 GB/T 38637.2-2020中 5.2的规定。 感知层设备应上报的数据内容见表 1。 DB 13/T 5424 2021 3 表 1 感知层设备上报的数据 感知层设备上报的数据 单位 设备标识 - 生产厂家标识 - 程序版本标识 - 协议版本标识 - 设备状态码 - 瞬时流量 m/h 压力值 MPa 进水体积 m 进水温度 间隔水量 m 信号强度 dBm 信噪比 dB 供电方式 - 电压 V 剩余电量 % 流速 m/s 日用水时间 min 累计运行时间 h 历史计量数据 - 5.2

9、.2 扩展数据 感知层设备宜上报的数据包括：间隔不高于 1 min的密集数据（间隔可设置）、日用水量、小时 用水量、日最高瞬时流量、日最高瞬时流量发生时间、日最低瞬时流量、日最低瞬时流量发生时间 等。 5.2.3 数据补报 感知层设备的采集数据未能及时上报至数据中心时，应在下次上报时主动进行补报。感知层设 备应至少存储近 7d的工况数据。 5.2.4 远程控制数据 感知层设备应响应系统远程控制数据并对设备参数进行设置调整，设备参数应包括：设备时钟、 采集频率、上报地址、端口等。 感知层设备宜具备远程升级的功能。 数据安全要求 5.3.1 数据完整性 应符合 GB/T 38637.2-2020中

10、 8.1的规定。 5.3.2 数据加密 应符合 GB/T 38637.2-2020中 8.2的规定。 6 物联网传输层技术要求 DB 13/T 5424 2021 4 传输层体系结构 应符合 GB/T 30269.1的 规定。 应用层接入协议 应符合 GB/T 38637.1-2020中第 8章的规定。 物联网接入平台 宜选用现有成熟的物联网平台，也可选用用户自研物联网平台。 消息时序 消息时序描述了感知层设备与平台间交互的时序逻辑，应符合 GB/T 38637.1-2020中关于请求应 答模型的描述和定义，包含设备数据上报、平台指令下发以及相关确认。消息时序如图 2所示。 设 备 数 据 上

11、 报 （ 总 包 数 n ， 当 前 1 ） 数 据 响 应 （ 有 待 发 指 令 ） 数 据 上 报 n （ 无 后 续 消 息 ） 数 据 响 应 （ 有 后 续 指 令 ） 平 台 发 送 指 令 1 （ 有 后 续 指 令 ） 设 备 回 复 命 令 响 应 （ A C K ） 平 台 发 送 指 令 n （ 无 后 续 指 令 ） 设 备 回 复 命 令 响 应 （ A C K ） 等 待 上 报 等 待 指 令 继 续 等 待 上 报 结 束 平 台 图 2 协议时序 消息格式 6.5.1 消息结构 消息结构主要由帧头、消息标识、消息体、帧尾四部分构成 。 消息格式的基本结构如图

12、 3所示。 消 息 头 长 度 . . . 身 份 标 识 分 包 标 识 消 息 序 号 补 报 标 识 . . . 测 量 数 据 网 络 参 数 . . . 校 验 消 息 尾 帧 尾消 息 体消 息 标 识帧 头 协 议 消 息 格 式 图 3 协议消息格式 DB 13/T 5424 2021 5 6.5.2 帧头 帧头应包括消息头和消息长度两部分，并支持扩展。 6.5.3 消息标识 消息标识应包括以下四部分，并支持扩展： a) 身份标识：感知层设备的身份标识符，应符合 GB/T 30269.501-2014 中 5.2 的规定； b) 分包标识：传输数据超出消息最大长度限制时，应支持

13、传输数据进行分包传输。消息中应 含有明确的分包标识； c) 消息序号：设备主动上报或平台下发消息时应包含各自的消息序号，消息序号范围应至少 保证在一个交互周期内不会重复，宜采用递增的序号进行标识； d) 补报标识：对于数据补报情况应在消息中明确标识。 6.5.4 消息体 消息体 应包括感知层设备的测量数据和网络参数两部分，并支持扩展。测量数据内容见表 1 中 数据定义。信号强度、信噪比等网络参数宜作为独立消息上传。 6.5.5 帧尾 帧尾应包括消息校验和结束符两部分。 消息验证与安全 6.6.1 消息验证 消息应采用成熟的校验算法对消息数据进行验证。 6.6.2 消息安全 消息 应加密传输，并

14、应采用成熟的加密算法。 7 应用系统技术要求 系统总体架构 7.1.1 系统架构图 应用系统主要包括数据采集系统、数据存储系统、数据分析系统和计量管理系统，系统总体架 构如图 4所示。 系 统 应 用 接 口 数 据 存 储 基 础 资 源 应 用 系 统 数 据 采 集 系 统 数 据 存 储 系 统 数 据 分 析 系 统 计 量 管 理 系 统 系 统 应 用 接 口 对 外 服 务 统 一 接 口 服 务 器 硬 件 资 源 网 络 环 境 存 储 中 间 件 非 关 系 型 数 据 库 关 系 型 数 据 库 应 用 监 控 网 络 监 控 数 据 监 控 硬 件 监 控 图 4 系

15、统架构图 应用系统实现 DB 13/T 5424 2021 6 7.2.1 数据采集系统 应符合 GB/T 38637.2-2020中 6.1的规定。 7.2.2 数据存储系统 应符合 GB/T 38637.2-2020中 6.2的规定。 7.2.3 数据分析系统 应符合 GB/T 38637.2-2020中 6.3的规定。 7.2.4 计量管理系统 7.2.4.1 基本功能 7.2.4.1.1 档案管理 系统应具备业务中涉及的用户、感知层设备、监测点等基础资料的录入、修改、删除功能，应 支持对记录的批量操作。 7.2.4.1.2 抄表数据 系统应具备查询感知层设备上报数据的功能，且历史数据保

16、存应不少于 2年。应提供多维度和不 同时间粒度的查询功能。 7.2.4.1.3 告警管理 系统应具备告警管理功能，对感知层设备异常、数据异常进行分析并告警，告警可设置不同的 级别。告警应通过 PC端、移动端等多种途径，以文字、声音等多种形式对用户进行提醒。系统宜具 备告警规则的自定义功能。 7.2.4.1.4 日志管理 系统应具备通讯日志记录和查看功能，包括通讯原始报文、远程指令记录等。日志应至少保存 3 个月。 7.2.4.1.5 仪表更换 系统应具备仪表更换功能，支持新旧仪表更换、不同用户间仪表互换。 7.2.4.1.6 权限管理 系统应具备权限管理功能，包括功能使用权限、界面操作权限、数

17、据访问权限等。 7.2.4.1.7 对外统一接口 系统应提供对外服务统一接口，实现内外部数据 对接。接口应符合 安全性、共享性、扩展性、兼 容性等要求。 7.2.4.1.8 统计查询 系统应具备数据的统计查询功能，包括对设备信息、用户信息、用水信息等多维度的查询统计。 7.2.4.1.9 远程控制 系统应具备对感知层设备进行远程操作的功能，包括参数设置、参数读取、远程升级等操作。 系统应支持查看远程操作的执行状态及历史记录。 7.2.4.2 扩展功能 7.2.4.2.1 自定义报表 系统宜具备根据用户不同需求灵活定制统计查询报表的功能。 7.2.4.2.2 仪表健康状况查询 DB 13/T 5

18、424 2021 7 系统宜具备实时查看感知层设备的电池电压、信号强度等状态信息的功能。 7.2.4.2.3 用水分析 系统宜具备用水分析功能，可通过大数据对人群占比、居民用水行为习惯、小区用水趋势等进 行分析，并通过地理信息系统直观展示分析结果。 7.2.4.2.4 计量效率分析 系统宜具备计量效率分析功能，可基于数据对感知层设备的计量效率进行分析。 7.2.4.2.5 分区漏损管理 系统宜具备分区漏损管理功能，可基于管网拓扑结构进行多级分区设置及漏损分析。 7.2.4.2.6 审计管理 应符合 GB/T 38561-2020中 7.5的规定。 7.2.5 性能要求 应符合 GB/T 309

19、75的规定。 7.2.6 安全要求 7.2.6.1 应用安全 应符合 GB/T 38561-2020中第 7章的规定。 7.2.6.2 网络安全 应符合 GB/T 36627的规定。 7.2.7 运行环境及机房 运行环境及机房应符合如下要求： a) 运行环境应符合 GB/T 30882.1-2014中第 7章的规定； b) 计算机机房场地应符合 GB/T 2887的规定。 运行维护 7.3.1 运行维护的要求 应符合 GB/T 28827.1的规定。 7.3.2 应急响应和处置 应符合 GB/T 28827.3的规定。 DB 13/T 5424 2021 8 参考文 献 1 GB/T 5271.1 信息技术 词汇 第 1部分 :基本术语 2 GB/T 36478.1 物联网 信息交换和共享 第 1部分 :总体架构