《窨井燃气泄漏智能监控技术标准》

ICS17.120

CCSA50

团体标准

T/TJSRQ001—2022

窨井燃气泄漏智能监控系统技术规范

Technicalspecificationforintelligentmonitoringsystemofgasleakageinspection

well

（征求意见稿）

2022-XX-XX发布2022-XX-XX实施

天津市燃气行业协会  发布

T/TJSRQ001—2022

1范围

本文件规定了基于窄带物联网技术（NB-IoT）的窨井燃气泄漏智能监控系统的术语和定义、系统结

构、基本功能、数据采集、数据传输、数据存储与分析、事故预警、日常维护。

本文件适用于普通住宅小区、工业园区和公共机构等用气单位的基于窄带物联网技术（NB-IoT）的

窨井燃气泄漏智能监控系统（以下简称系统）。

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/T3836.1爆炸性环境第1部分：设备通用要求

GB/T3836.2爆炸性环境第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备

GB/T3836.4爆炸性环境第4部分：由本质安全型“i”保护的设备

GB/T4208外壳防护等级（IP代码）

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

检测器detector

由传感器和转换器组成的可将可燃气体浓度转换为电信号的电子单元。

3.2

心跳heartbeat

指检测器按系统设定时间向中心层传输监测数据和设备状态信息的周期性行为。

4系统结构

4.1系统构成

系统由感知层、传输层、中心层、应用层组成。系统整体架构见图1。

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图1窨井燃气泄漏智能监控系统整体架构图

4.2感知层

系统感知层由各种检测器、通讯模块等终端设备组成，通过集成NB-IoT标准模组，与NB-IoT基

站连接，可实时监测燃气泄漏、井下设备运行状态（如管道压力）、井内水浸和温湿度、井盖异动、设

备基础信息（如电池电量、网络信号等）及定位跟踪，通过NB-IoT基站将燃气应用及井盖附属设施相

关的运行信息上传系统平台，并接收通过系统平台下发的控制指令。

4.3传输层

系统传输层为基于NB-IoT窄带物联网的系统通讯设施，在网络部署上仅使用180KHz带宽，采用

带内部署（In-band）、保护带部署（Guard-band）、独立部署（Stand-alone）方式，可在感知层各终端设

备与系统平台之间进行双向数据传输。

4.4中心层

中心层为系统历史数据存储和分析设施，提供基础数据处理、业务扩展、运维管控及资源交换等相关

功能的服务，完成感知层以及用户所需的数据接入、存储、融合及分析，常规及新增业务的管理与接收，

系统及设备的维护与管控及与其他平台的资源交换等工作。

4.5应用层

应用层是系统最高控制核心，通过IoT平台获取来自中心层的各种数据及其分析结果，使城市窨井管

理者可对每个窨井的状态及井下各终端设备运行情况等进行实时监测，并可根据监测结果对所有窨井及其

附属设施进行动态管理。

5基本功能

5.1井盖状态实时监测报警

5.1.1具有对井盖状态进行实时监测，并对井盖状态变化做出实时响应的功能。

5.1.2当井盖倾斜或异位时，具有对井盖状态变化做出报警响应的功能。

5.1.3设备内部具备多级报警事件过滤功能，以避免车辆过往及振动所导致的误报事件发生。

5.2井下燃气监测报警

5.2.1通过将不同传感器与井盖终端进行集成，具有对窨井内的可燃气体浓度、温度以及水浸等进行

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监测，并具有将采集的监测数据上报的功能。

5.2.2当可燃气体浓度达到报警极限时，具有现场及远程报警响应功能，并可明确报警浓度。

5.3GIS定位

5.3.1具有GIS数据采集功能。

5.3.2具有运维人员GPS定位导航功能。

5.3.3监控中心具有全景定位信息展示功能。

5.4心跳定时上报

每日应定时上报检测器状态信息。

检测器状态信息包括：电池电压、井盖状态、信号强度等。

5.5远程设置

5.5.1根据工作业务需要，通过系统平台对井内设备进行远程参数设定操作，如心跳间隔、采样间隔及

采样时间等。

5.5.2通过系统平台，窨井管理者可对井内监测设备程序进行远程升级（OTA）操作，如固件优化升级和

bug修复等。

5.6数据存储与分析

系统平台具有对各类数据进行存储和分析的功能。

5.7应用端预警

5.7.1系统具有应用端预警功能，可实时将事故预警信息发送至运维人员手机应用端。

5.7.2系统具有报警联动管理、派发维修单、工单反馈等功能。

6数据采集

6.1检测器

6.1.1井下燃气泄漏检测器应符合相关标准的要求。

6.1.2检测器依探头类型分催化燃烧检测器和激光甲烷检测器两种，其工作参数应符合表1的要求。

表1燃气泄漏检测器工作参数

工作参数

项目

催化燃烧激光

探头类型及采用方式催化燃烧，扩散式采用激光监测，扩散式采用

供电方式内置锂电池（EX）

电池使用1.5～3年（视采集频率设定）3～5年（视采集频率设定）

采样间隔5～1440min可设置

通讯方式NB-IoT窄带网络

数据上报时间≤15s

检测气体可燃性气体

测量范围0～100%LEL

运行温度-30℃～+70℃

运行环境＜95%RH（非冷凝）

防护等级不低于IP67

防爆要求应符合6.1.3的规定

静态电流＜20μA

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倾斜报警角度＞30°

外壳材质PPO+抗静电剂（防腐蚀）

可燃气体检测探头外壳不锈钢材质+EPTFE

6.1.3检测器应具有防爆性能，符合GB/T3836.1、GB/T3836.2、GB/T3836.4的相关要求。检测器外壳

防护等级应符合GB/T4208的要求。

6.1.4检测器应根据窨井具体环境条件，按设计要求安装在便于维修和更换的位置。

6.2通讯模块

6.2.1系统通信方式支持与中国电信AEP/IOT、中国移动ONENET、中国联通OceanConnect平台及

用户自主数据服务器进行对接。

6.2.2通信模式支持LWM2M/M2M/MQTT。

6.2.3通信SIM卡为NanoSIM或ESIM。

6.3数据采集

6.3.1可燃气体定时采集：5min～1440min可远程设定。

6.3.2心跳间隔：1h～24h可远程设定。

6.3.3井盖位移及倾斜报警：触发实时上报。

6.3.4水浸报警：触发实时上报。

6.3.5设备IMEI号：设备识别唯一ID。

6.3.5SIM卡基础信息（如ICCID、IMSI等）。

6.3.6无线网络信号质量等相关参数：RSRP和SINR。

7数据传输

7.1现场通信

检测器在手动唤醒后，应能提示该设备的主要信息。

7.2远程通信

7.2.1本文件部署于基于NB-IoT的网络环境下传输的通讯标准，感知层设备首先接入运营商IoT平台，

通过运营商IoT平台与系统进行通信。

7.2.2远程通信连接方式包括周期与非周期两种方式，通信内容包括数据及报警信息上传、应用层下发

的操作指令、检测器的执行反馈等。远程通信应采用认证、加密、访问控制等技术措施，并应实现数据的

远程安全传输。

7.2.3通信网络设备应支持远程网络管理与诊断，远程通信至少包括以下功能：

a)当检测器监测到需要上传的事件后，应主动向中心层发出连接请求；

b)当到达周期上传点时，检测器应定期向中心层发出连接请求，周期上传应错峰执行；

c)检测器应具备手动触发上传功能，可直接在设备上实现，也可在其他设备上以通讯方式实现；

d)连接中心层失败后，检测器应具有重连机制，重连超时应断开通信信道，中心层应显示设备为

离线状态；

e)通信状态下接收下发的断开命令或接收主站命令超时后，应断开当前通信方式；

f)检测器应能正确响应中心层发出的校时命令，双方时间应保持同步。

7.3数据上传

7.3.1检测器数据上传方式包括自动上传信息、事件驱动主动上传信息两种类型。

7.3.2自动上传信息应按采集任务设定的时间间隔自动采集数据。

7.3.3管理者可对数据采集频率、内容、对象等参数进行设置。

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7.3.4检测器应具有断点继传功能，以保证数据的完整性。

8数据存储与分析

8.1信息存储

8.1.1应选用与系统功能相适应的信息存储设备，以保证数据安全。

8.1.2系统平台应将监测设备上传的数据信息进行存储，存储周期应不小于24个月。

8.2数据分析

8.2.1预警原理

现场检测器安装于井壁或井盖底部，设备定时启动，其启动频率5min～1440min平台可设定。设

备启动后，采集窨井内气体中数据并对空气中可燃气体进行分析，将监测数据上传至平台。当被监测的

可燃气体值大于平台设定的阈值时，系统应发出报警信息，并通知运维人员进行后续现场实测和相关处

理。

8.2.2事故定位

通过通信模块，实时将已报警的窨井的地理信息发送至中心层。系统管理人员可对窨井位置及类型

进行归类整理，基于GIS地图或者其他类型地理信息系统对报警窨井位置状态进行监测，实时在地图

上显示窨井位置，实现实时报警。

8.3设备管理

8.3.1设备信息管理

将设备信息包括但不限于窨井编号、位置描述、设备编号、设备种类等数据导入中心层。系统平台

可提供多种字段搜索设施和设备，并可选择性导出设施设备信息。

8.3.2设备状态监测

系统平台应实时监测并展示井盖状态信息，当监测节点监测到的状态值超过预设阈值时，应提示预

警信息并上报监测平台，同时设备周期性上报所测数据至中心层，包括设备故障信息、电池电量信息、

设备信号强度、防盗信息等，由此判断设备运行情况是否正常。

8.3.3设备定位展示

系统支持以GIS地图或者其他地理信息系统的形式呈现窨井网点信息，并以不同颜色显示数据异

常点位。地图应支持按设备类型、设备状态、设备基本信息等选项进行过滤筛选，同时支持地图放大、

缩小和平移等操作。

8.4接入管理

8.4.1网络系统建设

通过网络系统建设，形成对内日常办公、业务办理的内部局域网。

8.4.2服务器

完成服务器基础运行环境建设，主要包括数据库及应用服务器操作系统等环境。也可选择以网络架

构为基础搭建平台。

8.4.3平台安装部署

基础环境搭建完成后，依次安装第三方控件及平台安装包，如需注册第三方控件，则在平台内进行

注册。如果配置文件需要修改，可按需求进行配置。

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8.5多用户管理

8.5.1系统平台通过设置访问权限，相关人员通过互联网进行管理控制平台访问，掌握并管理相关信

息。

8.5.2在当前系统中只需开通账户和分配该账户所对应角色的权限，即可达到数据共享目的。用户可

根据自己的组织架构和角色，自动匹配其数据权限和功能权限，以解决多部门使用同一平台时数据共享

问题。

8.6实时监控内容

系统实时监控内容包括：

a)截至最新的上报节点的非报警状态的监测结果；

b）报警信息及报警处置信息；

c）设备的新增、拆除、维保等日志或报告；

d）报警工单、邮件、短信、电话等提醒日志；

e）用户登录、系统操作日志；

f）设备在线运行时长；

g）与其他第三方管理平台进行数据交互的内容及结果。

8.7实时性要求

8.7.1非报警状态的监测数据应按设定的通信间隔上传，最大延迟时间10min，通信间隔调整后，应

自下一数据采集时间点开始按照新设定的时间点上传监测数据。

8.7.2监测结果达到报警阈值后，应立即进行数据上传，最大延迟时间30s。

8.7.3对于设备的新增、拆除、维保等主要运行环节，应在对应操作发生时至10min内形成日志或报

告，进行实时记录。

8.7.4报警信息的处置应实时反馈至中心层，自处置信息提交后应在不大于30s内实施查询。

8.7.5报警信息对外推送工单、邮件、短信、电话等提醒内容，应在对应操作发生时至5min内形成日

志或报告。

8.7.6用户登录、系统操作等信息应进行日志记录，最大延迟时间30min。

8.7.7设备在线运行的时间应随日期变化实时显示，最大延迟时间不应超过30min。

8.7.8与其他第三方管理平台进行数据交互，本地数据形成实时性要求应符合8.7.1～8.7.7的规定，数

据外发时间应遵循交互双方信息传递协议约定的实时性要求。

8.8可靠性

8.8.1系统应在Windows系统平台上稳定运行。

8.8.2系统本身长时间（365×24h）架设运行没有错误，应能完成用户按照条件查询的任务以及定时

运行的任务。定时任务包含定时将报警数据推送至管理人员、运行报告的定时生成、与第三方平台的定

时数据推送等。

8.8.3系统及各类设施设备在异常关闭等情况下仍能通过服务进行重启。

8.8.4系统在运行过程中应能检测各模块运行情况，若模块运行出现异常时，应通过生成的日志进行

问题跟踪以及模块自动重启和恢复。

8.9容量与可扩展性

8.9.1单一账号应可接入、管理不低于2000台检测器。

8.9.2平台应具备容量扩展功能，容量扩展可通过增加服务器、管理账号等多种形式实现。

9事故预警

9.1预警模块构成

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9.1.1系统预警模块由IoT平台信息发送子系统和运维人员手机应用端子系统组成。

9.1.2系统预警包括以下功能模块：

a）安装报警装置的窨井及未安装报警装置的窨井管网分布管理功能模块：用于分析当检测到某一窨

井有燃气泄漏对其他周边关联窨井的影响；

b）窨井管理责任者构成分布功能模块：用于对管理责任人的动态管理；

c）报警区域事态的分析及紧急处置管理功能模块：用于处理因燃气泄漏的处置事件。

9.2IoT平台

9.2.1系统平台应将事故预警信息及时发送至相关运维人员手机应用端。

9.2.2预警信息至少包括以下内容：

a）预警信息的性质，如检测器安装的地理位置、燃气泄漏的气体浓度、燃气高（低）限报警、井

盖异常移动、水位超限报警、电池低电报警等信息；

b）相邻窨井的信息状态，如燃气井周边是否有电力、通讯等窨井；

c）责任人到岗状态、信息推送状态及责任人接单反馈状态。

9.3手机应用端

9.3.1报警联动

loT平台应把各类报警信息实时推送到相关责任人手机或联动终端设备。

9.3.2接收派单

运维人员通过手机应用端等终端设备应能接收loT平台发送的任务信息。

9.3.3工单反馈

运维人员对事故进行处理后，可将处理结果及相关技术参数通过手机应用端软件系统及时发送至

IoT平台。

9.4主要功能

9.4.1数据处理

loT平台应能对窨井报警装置的各种数据信息进行分析并给出窨井管网安全状态分析、分布图。

9.4.2状态管理

检测器的状态信息分析应按事件处理的优先等级（报警→故障→报废），通过loT平台向相关责

任者手机应用端推送工作单，接收责任者工作单反馈信息，并生成新的设备状态管理图。

9.4.3设备信息查询

安装窨井报警装置状态应通过图形、文字等实时显示，并可通过手机端实时查询。

9.4.4下行指令及控制

当命令、参数等信息需下行传递时，应通过密码、授权等方式完成并需逐级管理。

9.4.5信息推送

应保证向下列对象及时推送信息：

a）向用户推送服务信息；

b