《核电智慧工地建设指南第2部分 数据与接口》（征求意见稿）

1T/CNEAXXXX—XXXX核电智慧工地建设指南第2部分数据与接口规范本文件规定了核电厂机组在工程建设过程中产生的业务数据的数据分类、接口协议规范的基本要求。本文件适用于指导核电厂在工程建设期智慧工地业务平台的数据元、接口的设计、实现。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/T10113-2003分类编码通用术语SDS/T2121-2004科学数据分类与编码标准3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1数据data对事实、概念或指令的一种形式化的表示,适用于以人工或自动方式进行通信、解释或处理。3.2元数据metadata关于数据的数据,是说明数据的来源、内容、格式、质量、状态及结构等特性的信息。3.3编码code给编码对象赋予的一个或一组字符。注：这些字符可以是阿拉伯数字、拉丁字母或便于人和机器识别与处理的其他符号。[GB/T10113-2003，定义2.2.5]3.4编码结构codestructure代码字符排列的逻辑顺序。[GB/T10113-2003，定义2.2.9]3.5数据编码datacoding将数据赋予具有一定规律、易于计算机和人识别和处理的符号，并形成对应的代码表的过程。[SDS/T2121-2004，定义3.12]3.6主题域分组subjectdomaingroup智慧工地最高层级的数据分类，通过数据视角体现组织最高层面关注的专业领域。2T/CNEAXXXX—XXXX3.7主题域subjectdomain互不重叠数据的高层面的分类，用于管理其下一级的业务对象，通常同一个主题域有相同的数据责任人。3.8业务对象businessobject是数据架构的核心层，是业务领域重要的人、事、物，承载了业务运作和管理涉及的重要信息。3.9数据实体dataentity是对数据的结构化定义，通过一组属性描述事物某方面的性质或特征。3.10属性attribute描述实体的特性称为属性，是数据架构的最小颗粒，用于客观描述某个数据实体在某方面的性质和特征，也可以是描述一个业务对象在某方面特征的一组属性集合。4缩略语下列缩略语适用于本文件。IDEF0:集成化计算机辅助制造的定义方法-功能建模（IntegratedComputerAidedManufacturingDefinitionMethod-FunctionModeling）UML:统一建模语言（UnifiedModelingLanguage）5数据分类5.1分类方法核电智慧工地数据及其关联数据的分类过程中，应遵循科学性、系统性、可扩展性、兼容性等基本原则。针对核电厂在工程建设期智慧工地业务平台中涉及的工程建设相关领域的数据元，本指南数据分类方法体系将IDEF0和UML建模方法结合起来，自顶向下，对智慧工地的业务进行全面分析，运用IDEF0业务建模方法，建立智慧工地业务模型，对智慧工地的施工活动进行分解，将其划分为最小业务单元，再运用UML建模方法，分析各最小业务活动的对象和属性，从中提取数据元。智慧工地数据元的辨识流程见图1。3T/CNEAXXXX—XXXX图1智慧工地数据元辨识流程核电智慧工地数据主题域分组及主题域分类详见附录A。本指南在确定分类维度后，根据数据结构模型从主题域分组、主题域、业务对象、数据实体以及属性五个层次确定数据的层次架构，如图2所示。图2核电智慧工地数据分类层次结构图为方便用户使用本标准,将工程建设期智慧工地业务L2主题域分为七个类目分组,如下:1)第一组：人员数据工地人员信息：涉及工人的基本信息、技能资格、工种分类等。4T/CNEAXXXX—XXXX考勤记录：记录每个工人的出勤情况，包括上下班时间、加班时间等。工资信息：包括工人的工资水平、发放日期、奖惩记录等。2)第二组：机械设备数据设备信息：包括设备名称、型号、规格、生产日期、供应商信息、购置日期等。设备状态：涉及设备的操作状态、故障状态、使用频率、维护周期等。设备维修记录：包含维修时间、维修人员、维修费用、更换零件及其后续的运行状态等。3)第三组：物料数据材料使用情况：涉及材料的种类、数量、使用位置、剩余库存等。4)第四组：质量数据质量计划：质量计划、质量计划工序信息、质量计划发点记录、历史版本、参考文件。不符合项管理：NCR记录。变更管理：DEN、CR、FCR、记录。CART、OBN管理：CAR、OBN记录。5)第五组：安全数据隐患与高风险作业记录：记录高风险作业执行情况，以及发现的隐患、改进措施等。事故报告：涉及事故发生的时间、地点、原因、受伤人员、损失评估及事后处理情况。安全培训记录：包括安全教育培训的时间、内容、参与人员、效果评估等。6)第六组：环境数据环境监测数据：监测工地周边的环境状况，如土壤质量、水质等。噪音监测数据：记录工地在施工过程中产生的噪音水平，以及对周边环境的影响。空气质量数据：监测工地区域的空气质量指数（AQI）、颗粒物（PM2.5/PM10）等。7)第七组：进度数据WBS数据：作业信息、作业的资源信息、作业的图纸信息、作业的赢得值信息。5.2编码规则5.2.1编码结构核电智慧工地数据编码采用层次码编码方法，应以编码对象集合中的层级分类为基础，将编码对象编码成为连续且递增的组（类）；位于较高层级上的每一个组（类）应包含并且只能包含其下属较低层级全部的组（类应以每个层级上编码对象特性之间的差异为编码基础，每个层级上特性必须互不相编码方法应以预定的应用需求和编码对象的性质为基础，选择适当的代码结构。编码结构应清晰准确反映分类层次结构的属性特征，并为代码集合增添新的编码元素提供支持。编码值应由最少数目的字符组成，以节省存储空间并减少数据通信时间。宜采用固定长度代码，对5.2.2编码方法L1主题域分组：代码用三位英文大写字母表示。第一位表示厂址类别，第二位表示机组号类别，J表示施工承包方式（E表示EPC总承包）；第三位表示主题域分组类别，A表示施工业务主题域分组，B表示成本主题域分组，C表示进度主题域分组，D表示质量安全风险主题域分组，如遇主题域分组扩充可按顺序赋码；L2主题域：代码用两位阿拉伯数字表示，从01开始按顺序编码；5T/CNEAXXXX—XXXXL3业务对象：代码用两位阿拉伯数字表示，从01开始按顺序编码；L4数据实体：代码用三位阿拉伯数字表示，从001开始按顺序编码；L5属性/数据元：代码用四位阿拉伯数字表示，从0001开始按顺序编码。L6数据字典：代码用用三位阿拉伯数字表示，从001开始按顺序编码。核电智慧工地层次码编码格式见图3。图3核电智慧工地层次码编码格式5.3数据编码规范5.3.1SSC架构编码SSC为核电厂的构筑物、系统和设备的总称，主要用于描述在电厂的设计、采购、建造、调试和运营等阶段中涉及的物理实体。SSC架构可分为GBS（GeographyBreakdownStructure）、PBS（PlantBreakdownStructure）、LBS（LayoutBreakdownStructure）等多种展现形式。5.3.2GBS结构GBS包括项目、岛别（核岛、常规岛、BOP）、厂房（子项）、标高、房间等层级信息，如下图4所示：6T/CNEAXXXX—XXXX图4GBS示意图图编号按照顺序编写，在正文中提及。以下图编号建议修改。图编号按照顺序编写，在正文中提及。以下图编号建议修改。5.3.3PBS结构PBS包括项目、机组、系统、设备分类、设备编码等层级信息，如下图所示：图5PBS示意图7T/CNEAXXXX—XXXX5.3.4LBS结构LBS包括项目、机组、厂房、安装区域、安装层位等层级信息，如下图所示：图6LBS示意图5.3.5设备编码对于一个系统中的每个设备，其完整的功能标识号是按照下列所示的方法构成：图7设备编码第1位数字代码机组标识号，根据项目实际情况确定，系统所属的机组是根据机组标识号予以识别。第2、3、4英文大写代码系统标识号。第5、6、7数字代码设备系列号。第8、9英文大写代码设备类型号。注：在某些特殊情况下，上述标识规定允许有所变更，但通常是在参考电站允许有例外的特定范围内（例如电缆的功能标识）。此类例外情况的数目应予以严格限制。8T/CNEAXXXX—XXXX接口协议模型架构如图8所示。图8接口协议模型6.2.1感知层工业物联网协议核电智慧工地感知层设备接口应基于工业物联网。现场总线协议Modbus：支持Modbus协议的设备可分为串行链路或TCP/IP实现与外部系统的通信，其协议总体模型和功能码应符合GB/T19582.1的要求；Profibus：支持Profibus的设备输出信号应满足Profibus总线协议，其技术规范应符合GB/T20540.3和GB/T20540.4的要求；CAN：支持CAN的设备，其技术规范应符合ISO11898-1和CiA301的要求。有线接口RJ45接口：对于采用屏蔽双绞线的通信系统，宜采用RJ45的物理接口。其机械特性和技术规范应符合IEC60603-7-1、IEC60603-7-2、IEC60603-7-4、IEC60603-7-5、IEC60603-7-7的要求；RS485接口：使用该接口的设备宜采用DB9针连接器，其电气特性应符合ANSI/TIA/EIA-485-A的要求，机械特性应符合GB/T12057-1989中第4章的要求；9T/CNEAXXXX—XXXX光纤接口：设备根据自身技术特点、使用环境和通信协议等条件，可采用SC、FC、LC、ST光纤连接器YD/T1272.3-2015YD/T1272.4-2018的要求。无线接口4G：支持4G接口的设备，其技术规范应符合LTE-Advanced、WirelessMAN-Advanced(802.16m)、TD-LTE-Advanced和FDD-LTE-Advance其中之一的要求；5G：支持5G接口的设备，其技术规范应符合R15、R16、R17以及后续演进版本5G-Advanced其中之一的要求；无线局域网接口：支持无线局域网（WLAN）接口的设备，其技术规范应符合IEEE802.11；RFID：支持RFID接口的设备，其技术规范应符合GB/T29910.3～GB/T29910.6的要求；BT：支持蓝牙接口的设备，其技术规范应符合蓝牙核心规范4.0或其后续版本的要求；UWB：支持UWB的设备，其技术规范应符合YD/T1312.15-2013无线通信设备电磁兼容性要求和测量方法第15部分：超宽带（UWB）通信设备；NB-IoT：支持NB-IoT接口的设备，其技术规范应符合NB-IoT规范的要求。协议自适应转换核电智慧工地感知层设备接入的多种协议应转换为基于工业物联网通信的标准协议，具体要求包括：基于工业以太网的通信设备应支持Ethernet/IP、WIFI、5G一种或几种接入；基于非以太网的通信设备应支持Modbus、Profibus、CAN、4G、RFID、BT、UWB、NB-IoT一种或几种接入。TCP/IP协议IP协议的实现应符合RFC0791的规定。TCP协议的实现应符合RFC0793的规定。UDP/IP协议IP协议的实现应符合RFC0791的规定。UDP协议的实现应符合RFC0768的规定。物理接口核电智慧工地应用层通信设备应支持标准的以太网接口。协议.1解析协议核电智慧工地应用层通信设备应支持OPCUA、MQTT、Modbus、TCP、EPA、IEC-104、Onvif、RTSP通信协议，具体要求如下：核电智慧工地应用层通信设备应支持OPCUA、MQTT、Modbus、TCP、EPA、IEC-104对感知数据的解核电智慧工地应用层通信设备应支持Onvif、RTSP对音视频数据的解析。T/CNEAXXXX—XXXX.2协同共享协议核电智慧工地应用层应部署支持OPCUA、MQTT、RTSP、SFTP标准数据传输协议的生产装备、监控采集设备、专用远程终端单元、数据服务器等，部署支持行业专有信息模型的数据中间件、应用系统等，实现跨单位、跨系统的信息互通，具体要求如下：核电智慧工地应用层设备应支持OPCUA或MQTT对感知数据协同共享；核电智慧工地应用层设备应支持SFTP对文本数据协同共享；核电智慧工地应用层设备应支持RTSP对音视频数据协同共享。T/CNEAX