市政地下管线远程探测设备技术要求

1、 ICS 93.025P 41中华人民共和国国家标准GB 市政地下管线远程探测设备技术要求Technical requirements for remote detection equipment of municipal underground pipelines（征求意见稿）-发布-实施中华人民共和国国家市场监督管理总局 中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会发布 I目目 次次前 言 .II1 范围 .12 规范性引用文件 .13 术语和定义 .24 探测设备架构 .44.1 系统部署架构.44.2 系统软件架构.54.3 系统安全要求.75 探测设备技术要求 .85.1 一般要求

2、.85.2 外观及结构要求.95.3 远程传输要求.95.4 效用要求.95.5 性能要求.105.6 环境适应性要求.125.7 抗干扰要求.135.8 电磁兼容性要求.145.9 防爆要求.145.10 安全性要求.155.11 稳定性.155.12 可靠性.156 标志、包装、贮存和运输 .156.1 标志.156.2 包装.166.3 贮存.166.4 运输.16前前 言言本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由中华人民共和国住房和城乡建设部提出。本标准由全国城镇给水排水标准化技术委员会（TC434）归口。本标准起草单位：本标准主要起草人：1市政地下管线远程探测设备市

3、政地下管线远程探测设备技术要求技术要求1 1 范围范围本标准规定了市政地下管线远程探测设备的设备架构、技术要求、标志、包装、贮存和运输等。本标准适用于城市地下给排水、燃气、热力、电力、通信、工业（油气）、化粪池等管线及其附属设施的气体浓度、管道泄漏与第三方毁坏探测设备的设计与制造。2 2 规范性引用文件规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 2423.1 电工电子产品环境试验 第 2 部分：试验方法 试验 A：低温GB/T 2423.2 电工电子产品环境试

4、验 第 2 部分：试验方法 试验 B：高温GB/T 2423.3 电工电子产品基本环境 第 2 部分：试验方法 试验 Cab：恒定湿热试验GB/T 2423.5 电工电子产品环境试验 第 2 部分：试验方法 试验 Ea 和导则：冲击GB 3836.1-2010 爆炸性环境 第 1 部分：设备 通用要求GB 3836.2-2010 爆炸性环境 第 2 部分：由隔爆外壳“d”保护的设备GB 3836.4-2010 爆炸性环境 第 4 部分：由本质安全型“i”保护的设备GB/T 4208-2017 外壳防护等级（IP 代码）GB/T 9813.1-2016 计算机通用规范 第 1 部分 台式微型计算

5、机GB 12358 作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求GB 15322 可燃气体设备技术要求和试验方法GB 15322.1 可燃气体探测器 第 1 部分：测量范围为 0100%LEL 的点型可燃气体探测器GB 15322.2 可燃气体探测器 第 2 部分：测量范围为 0100%LEL 的独立式可燃气体探测器GB 15322.3 可燃气体探测器 第 3 部分：测量范围为 0100%LEL 的便携式可燃气体探测器GB 16796-2009 安全防范报警设备安全要求和试验GB/T 17626.2-2018 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验GB/T 17626.3-2016 电磁兼容

6、试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T 17626.4-2018 电磁兼容 试验和测量技术 电快速脉冲群抗扰度试验GB/T 17626.5-2008 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验GB/T 35644 地下管线数据获取规程2GB 50348-2014 安全防范工程技术规范GB 50394-2007 入侵报警系统工程设计规范GB 50395-2015 视频安防监控系统工程设计规范GA/T 1217-2015 光纤振动入侵设备技术要求 CJJ/T 7 城市工程地球物理探测标准CJJ 61-2017 城市地下管线探测技术规程CJ/T 252-2011 城镇排水水质水量在线

7、监测系统技术要求DL/T 1573-2016 电力电缆分布式光纤测温系统技术规范3 3 术语和定义术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1地下管线 underground pipeline敷设于地下的管线,用于传送能源、信息和排泄废物等的管道（沟、廊）、线缆等及其附属设施。按效用可分为给水、排水、燃气、热力、电力、通信、工业等,包括长输管线和城市管线。CJJ 61-2017,定义 2.1.13.2远程探测 remote detection前端设备获取的数据通过有线或者无线的方式传输到设在监控中心的数据采集计算机,设在监控中心的数据采集计算机也可以发送相应的指令给前端设备执行。3.3探测设备

8、 detection equipment实现对监测点的气体浓度、图像采集、温度、声频/振动、温度、应变、设备工作状态等参数进行监测,并将数据上传至监测管理平台,同时可接收监测管理平台的指令并按指令进行相应操作的监测点物理终端设备。注：改写 GB/T 28888.1-2012。3.4检测范围 detection range3终端设备在检测条件下能够测出被测气体的浓度范围。3.5示值误差 error of indication在检测条件下,终端设备用标准气体校正时,其示值与标准值之间允许出现的绝对最大误差值。3.6响应时间（t90） response time(t90)在检测条件下,从检测头接触被

9、测气体至达到稳定示值的时间。通常,读取达到稳定示值 90%的时间作为响应时间。3.7报警设定值 setting numeric of alarm终端设备预先设定的报警浓度值。3.8报警误差 error of alarm在试验条件下,终端设备用标准气体校正后,报警指示值与设定值之间允许出现的最大相对偏差。3.9水位监测 water level monitoring终端设备中的水压敏感集成元器件,对地下管线的水位信息进行采集,实现水位实时监测。3.10光纤振动传感器 optical fiber vibration sensor能够通过传输的光信号特征的改变来获取声音（振动）信号频率的光纤（缆）。3

10、.11光纤温度传感器 optical fiber temperature sensor能够通过传输的光信号特征的改变来感知温度信号的光纤（缆）。3.124光纤应变传感器 optical fiber strain sensor能够通过传输的光信号特征的改变来感知应变信号的光纤（缆）3.13光纤传感监测主机 optical fiber sensing monitoring device对接入主机的光纤振动（温度、应变）传感器进行光信号的探测、获取、光电转换。并对振动（温度、应变）数据进行分析、处理、存储的设备。4 4 探测设备架构探测设备架构4.1 系统部署架构 系统应由感知终端设备与管控平台组成

11、。系统部署架构见图 1。图 1 系统部署架构图说明：U用户群体；P市政地下管线远程探测设备管控平台；C地下管线云计算中心；L负载系统；2S1、S2集群服务器；B1数据库；D1数据传输(有线+无线)；T1、T2、T3、T4、T5感知终端设备。4.2 系统软件架构4.2.1 系统软件架构应由感知层、基础层、数据层、应用层和用户层组成。系统软件架构见图2。图2 系统软件架构图说明：UL用户层；UP民众用户；UM市政用户；UE应急用户；UD决策用户；AL应用层；S1市政地下管线远程探测设备管控平台；W1Web API(供第三方软件调用)；R1消息中间件数据整合(如 RabbitMQ 或其它中间件)；D

12、1数据层；DC浓度数据；DP光纤感知数据；DE1环境监测数据；DW水位监测数据；DE2设备报警数据；BL基础层；SH云服务器硬件；DS数据库软件；NF网络设施；SF安全设施；PL感知层；MM甲烷浓度监测；MH硫化氢浓度监测；MO氧气浓度监测；2MC一氧化碳浓度监测；MA氨气浓度监测；MC2氯气浓度监测；MC3二氧化碳浓度监测；SS光纤振动传感器；ST光纤温度传感器；SO光纤应变传感器；MP环境参数监测；MS水位监测；MG气体浓度监测；HO光纤传感监测主机。 4.2.2 系统软件架构应基于Hadoop体系的大数据架构。a) 通过感知层捕获各类异构数据；b) 通过网络传输给数据层；c) 经过数据层

13、的各类数据清洗和消息中间件处理工作；d) 应用层通过数据接口或服务方式调取应用；e) 最终提给予用户层使用。4.3 系统安全要求4.3.1 一般要求 系统安全应符合下列要求：a） 应在中心调度室设立监管中心,统一对全网的网络进行集中管理； b） 应建立各种完善的规章制度,设立专人负责系统的管理,更新网络安全技术动态的跟踪和网络安全程序的升级； c） 应加强安全维护,定时对网络和系统进行检查、巡视； d) 应根据效用模块将局域网划分为多个VLAN,控制网络流量,提高网络效率,防止网络窃听（sniffer）； e） 不同的VLAN,其安全级别可以不同。对于网管和系统管理设备所在的网管VLAN,应设

14、置最高的安全级别,同时应采用访问控制表进行访问限制； f） 对于向用户提供服务的重要服务器,应关闭不需要开放的服务端口,限制用户的操作权限,防止非法操作； g） 应限制用户的权限,使非法用户无法通获得系统管理员的口令,防止非法用户对系统进行毁坏；2 h） 应培养用户的安全意识,加强口令管理,限制用户采用容易破译的口令,使非法用户即使获得了合法用户名后也无法猜测出用户的口令；4.3.2 传输线路安全要求 系统传输线路安全应符合以下要求：a) 应保证前端采集子系统的传输采用专网线路传输稳定；b) 核心层与汇聚层应采用千兆光网络对接；c) 核心层交换机应采用 2 台交换机做双热备,保证传输网络的冗余

15、备份及不间断传输；4.3.3 数据安全要求 数据安全应符合以下要求：a) 应对数据库进行周期性数据备份；b) 应采用专业存储的方式,在核心汇集层中心节点,对重要数据进行冗余备份；c) 对于存储的数据应采用加密的方式,确保信息的完整性；d) 应建立完整的与本地系统相当的备份应用系统。4.3.4 软件安全要求 软件安全应符合以下要求：a) 远程监控系统中的控制指令及合法用户的操作指令都应通过中心平台进行认证并转发,前端设备只接收来自中心平台的合法指令,拒绝接受其它设备发送的控制指令,从而杜绝从网络其它地方假冒和篡改指令进行非法的设备控制；b) 远程监控应采用完善的密码权限认证体系,通过客户端专用软

16、件,在中心平台进行权限集中认证管理,验证用户的合法性,杜绝非授权用户访问,防止非法使用和操作。同时应开放第三方认证接口,满足特殊行业用户的需要。c) 远程监控应采用数字水印技术,确保图像数据的真实,确保不被篡改、假冒伪造。d) 系统应具有完善的日志管理效用,记录系统中所有设备的运行情况和人员操作记录,且所有日志记录不可更改。4.3.5 机房安全 机房安全应符合以下要求：a） 机房应采用专门的监控系统并接入整个监控专网。b） 应在机房设立空调,对机房进行装修,保证机房的环境。c） 应通过指纹门禁系统,对机房进行统一管理。d） 应设立专门的 UPS,保证系统电源的稳定及不间断运行。5 5 探测设备

17、技术要求探测设备技术要求5.1 一般要求35.1.1 设备应满足两种及两种以上气体监测。5.1.2 探测光纤的物理特性指标应满足国家相关标准。5.1.3 在进行地下管线探测工作时不应对管线进行开挖。5.1.4 应满足环境的温度、湿度、腐蚀性等要求。5.1.5 设备气路部份的防爆形式应采用本质安全型或本质安全兼隔爆型。5.1.6 设备的使用年限一般为 3 年,使用环境恶劣时或在特殊情况下可酌情调整。5.1.7 设备设置应具有开放性,能够满足一定权限的用户可根据需要自行设置相关参数。5.1.8 设备应具有扩展性,能够满足监测指标的扩展需求。5.1.9 设备应按规定的程序和国家授权的检验机构审批通过

18、的图样和技术文件制造。5.2 外观及结构要求5.2.1 设备显示的数字、符号应清晰完整。5.2.2 设备表面应无腐蚀、镀层或涂层气泡、裂痕、明显划伤、毛刺等机械损伤。5.2.3 设备应结构合理、坚固耐用；应有适于悬挂或支撑的结构件。5.2.4 各零部件连接应可靠、坚固,各紧固部位无松动。5.2.5 光纤振动传感器与信号处理器间的连接件应紧固无松动。5.2.6 插件和零件应采取防腐措施,涂、镀层应均匀、牢固、颜色一致；印制电路板应涂覆三防（防腐、防霉、防潮）漆。5.3 远程传输要求5.3.1 远程数据传输应采用具有校验效用的通讯契约,且能够及时纠正传输错误的数据包。5.3.2 能够支持有线通讯（

19、ADSL/ISDN/光纤宽带等）和无线通讯（GSM-SMS/CDMA/GPRS、LoRa、NB-IOT、ZigBee、无线电台、卫星通讯等）。5.3.3 设备采用 GPRS 数据无线传输时,应用 2G/3G/4G/5G 专用无线基带通讯模块,支持 4 频：GSM850/900MHz/1800MHz/1900MHz 频率。5.3.4 设备应具备模拟量、数字量、标准串行口（RS485/RS232）接口、并行数据接口、USB 数据通讯接口等。5.4 效用要求5.4.1 气体监测效用 气体监测效用应符合以下要求：a) 设备应根据实际接入的气体传感器类型及对应预警阈值/报警阈值进行配置,当设备监测到气体

20、传感器浓度超预警阈值或报警阈值时应发出报警；b) 设备在气体传感器超预警阈值时应密集采集信息,启动抽排装置或生物原液投放装置,降低毒害4易爆气体浓度。5.4.2 图像采集效用应对设备周边环境进行视频监控、录像。5.4.3 人脸抓拍效用当有人员进入设备监视范围时,应对其人脸进行抓拍,存储。5.4.4 一键报警效用在设备附近有人员违法犯罪活动,受害人员/求助人员可以通过一键报警装置进行报警,取得平台人员帮助。5.4.5 语音双向对讲效用设备向平台发起对讲请求时,管理平台人员接通呼叫线路,智能设备和管理平台可进行双向语音对讲,管理平台同时具备视频监控效用。5.4.6 设备语音交互效用授权人员可对智能

21、设备进行语音交互。交互效用包括设备自检信息、控制操作、环境信息等。5.4.7 水位监测效用设备可进行地下水位监测。5.4.8 断电掉线报警效用设备应具备停电报警效用。5.4.9 管线监测效用通过光纤振动（温度、应变）传感器采集各类管线的运行状态参数,实现管线泄漏的精确定位、报警和运行状态评估,并实现管线安全预警与全寿命管理。5.4.10 结构健康监测效用通过光纤振动（应变）传感器采集管线本体、管线沟的荷载等状态参数,对地层沉降、坍塌、挖掘等进行预测,并能够精确定位及自动告警。5.4.11 管线环境监测与处理效用对管线内环境参数（水位、温湿度、氧气、硫化氢、甲烷等）进行监测与报警。可联动控制消防

22、、风机等电气装置。5.5 性能要求5.5.1 气体分辨率及报警误差值设备采用数字显示,各种气体分辨率及报警误差值应符合表 1 的规定。表 1 各种气体分辨率及报警误差值气体类型单位分辨率报警误差甲烷（CH4）%0.01%CH40.04%CH4一氧化碳(CO)mg/m31.252.55硫化氢（H2S）mg/m30.150.3氨气（NH3）mg/m30.761.52氧气（O2）mg/m30.1%O20.2%O2氯气（Cl2）mg/m30.320.63 二氧化硫（SO2）mg/m30.290.865.5.2 检测方式及量程范围各种气体的检测方式及量程范围应符合表 2 的规定。表 2 各种气体检测方式

23、及量程范围气体类型单位检测方式量程范围甲烷（CH4）%红外线或催化燃烧式 （0.00100）%LEL一氧化碳(CO)mg/m3电化学 625 硫化氢（H2S）mg/m3电化学 75氨气（NH3）mg/m3电化学 38氧气（O2）mg/m3电化学（025）%氯气（Cl2）mg/m3电化学63 二氧化硫（SO2）mg/m3电化学575.5.3 输出端子应具有控制抽排风机运行的输出端子,且端子输出功率不小于 370W。5.5.4 基本误差设备测量基本误差应符合表 3 的规定。表 3 基本误差气体类型及测量范围基本误差（0.003.00）%CH40.2%CH4（3.00100.0）%CH4真值的7.0

24、%CO,H2S,NH3,O2,Cl2,SO25%F.S5.5.5 响应时间（）响应时间应符合表 4 的规定。表 4 响应时间（）气体类型单位响应时间（）甲烷（CH4）s35一氧化碳(CO)s35硫化氢（H2S）s40氨气（NH3）s906氧气（O2）s30氯气（Cl2）s60二氧化硫（SO2）s605.5.6 振动传感器性能振动传感器性能应符合表 5 的规定。表 5 振动传感器性能参数性能指标探测距离30 千米探测频率范围10Hz20kHz采样分辨率1 米定位精度5 米测量时间3 秒5.5.7 温度传感器性能温度传感器性能应符合表 6 的规定。表 6 温度监测5.5.8 应变监测性能 应变监测

25、性能应符合表 7 的规定。表 7 应变监测参数 单位 性能指标应变测量范围u-1500015000测量距离km30应变测量精度u40 应变分辨率u10 参数性能指标温度测量范围-20 +100（使用特种光缆：-50 +650）测量距离30km温度测量精度0.5温度分辨率0.1采样分辨率1m定位精度0.2m测量时间5s7空间分辨率m1定位精度m0.2测量时间s305.6 环境适应性要求5.6.1 气候环境适应性按表 8 规定对设备进行气候环境适应性实验,实验过程中不应产生误报警,实验后入侵报警应效用正常。表 8 气候环境适应性室内设备室外设备试验条件试验条件项目持续时间状态持续时间状态高温（40

26、2）（552）2h工作状态（702）（702） （852）2h工作状态低温（53）（-103）2h工作状态（-253） （-403） （-253）2h工作状态恒定湿热（402）、相对湿度（932）48h非工作状态（402）、相对湿度（932）48h非工作状态注：产品适用的试验条件（室内设备的、等级和室外设备的、等级）应在产品说明书或技术文件中明示。5.6.2 机械环境适应性按表 9 规定对设备进行机械环境适应性实验,实验后设备不应产生永久性的结构变形,机械损伤、电气故障且入侵报警效用应正常。表 9 机械环境适应性项目实验条件状态振动（正弦）10Hz55 Hz、振幅 0.35mm、1oct/mi

27、n、3 个轴向各 30min非工作状态冲击15g、11ms,x、y、z 轴各 3 次非工作状态5.7 抗干扰要求5.7.1 抗风干扰8按表 10 规定对设备进行抗风干扰实验,实验期间不应产生误报警和漏报警,定位型设备的定位精度应符合 5.5.6 的规定。表 10 抗风干扰严酷等级风速等级风速/（m/s）时间/h1345.47.9125610.713.8137817.120.71注：产品适用的严酷等级在产品说明书或技术文件中明示。5.7.2 抗雨干扰按表 11 规定对设备进行抗雨干扰实验,实验期间不应产生误报警和漏报警,定位型设备的定位精度应符合 5.5.6 的规定。表 11 抗雨干扰严酷等级降

28、雨等级每 24h 降水强度/mm时间/h1中雨2512大雨5013暴雨1001注：产品适用的严酷等级在产品说明书或技术文件中明示。5.8 电磁兼容性要求5.8.1 静电放电抗扰度静电放电抗扰度限值应符合 GB/T 17626.2-2018 中试验等级 3 的规定,实验中设备不应有误报警发生,实验后应能正常工作。5.8.2 射频电磁场辐射抗扰度射频电磁场辐射抗扰度限值应符合 GB/T 17626.3-2016 中实验等级 3 的规定,实验中设备不应有误报警发生,实验后应能正常工作。5.8.3 电快速瞬变脉冲群抗扰度电快速瞬变脉冲群抗扰度限值应符合 GB/T 17626.4-2018 中实验等级

29、2 的规定,实验中设备不应有误报警发生,实验后应能正常工作。5.8.4 浪涌（冲击）抗扰度浪涌（冲击）抗扰度限值应符合 GB/T 17626.5-2019 中的规定,交流电源线 3 级:直流、信号及其他输电线 2 级的浪涌（冲击）干扰,实验中设备不应有误报,实验后应能正常工作。5.9 防爆要求5.9.1 设备应采用本质安全型或本质安全兼隔爆型的防爆结构且符合 GB 3836.1、GB3836.2 和 GB3836.49中的有关规定,并且至少应达到A 类电气设备要求。 5.9.2 设备中任何与本质安全性能有关的元件,应符合 GB 3836.4-2010 中规定,在正常工作和故障状态下,不应在超过元件安装条件和温度范围规定的最大电流、电压和功率额定值的三分之二的情况下工作。5.9.3 设备外壳防护性能应符合 GB/T 4208-2017 中防护等级 IP55 的规定。