2023面向油气长输管道的物联网系统总体要求.docx

面向油气长输管道的物联网系统总体要求目  次前言 II1 范围 32 规范性引用文件 33 术语和定义 34 缩略语 45 概述 46 数据采集 46.1 数据采集对象 46.2 管道线路数据 56.3 管道站场数据 67 边缘服务 77.1 通用要求 77.2 边缘数据处理 78 数据处理 98.1 数据汇聚 98.2 数据存储 98.3 数据共享 98.4 数据服务 108.5 数据资源交换 109 业务应用 109.1 安全状态监测 109.2 融合分析与决策支持 1110 通信传输 1110.1 概述 1110.2 通信传输设备 1110.3 通信传输要求 1111 运维管理 1211.1 概述 1211.2 运行维护要求 1211.3 监测管理要求 1312 系统安全 1312.1 总体要求 1312.2 基础设施安全 1312.3 数据安全 1312.4 平台安全 14参 考 文 献 15I物联网 面向油气长输管道的物联网系统总体要求1 范围本文件规定了油气长输管道安全监测物联网系统数据采集、边缘服务、数据处理、业务应用、通信传输、运维管理和系统安全的技术要求本文件适用于油气长输管道安全监测物联网系统的规划、设计、建设、应用和运维。

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 22239-2019 信息安全技术 网络安全等级保护基本要求GB 32167-2015 油气输送管道完整性管理规范GB/T 33863.8-2017 OPC统一架构 第8部分：数据访问GB/T 37044-2018 信息安全技术 物联网安全参考模型及通用要求GB/T 41780.1-2022 物联网 边缘计算 第1部分：通用要求3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件3.1油气长输管道 oil and gas pipeline在不同区域间输送经过矿场净化处理的原油、天然气或液态石油产品（成品油）的管道 [来源：SY/T 7031-2016，2.1,有修改]3.2站 场 station对管输油气进行增压、减压、储存、注入、分输、计量、加热、冷却或清管等操作的设施及场地 [来源：SY/T 7031-2016，2.9]3.3管道光纤告警系统 pipeline optical fiber warning system基于光纤传感技术的原理，能够实时检测管道周边的振动、温度、应变等参数情况并准确定位， 实现管道事件告警的装置。

3.4高后果区 high consequence areas;HCAs管道泄漏后可能对公众和环境造成较大不良影响的区域3[来源：GB 32167-2015，3.8]3.5高风险段 high risk pipeline segment通过失效发生概率（可能性）和后果大小度量的潜在损失较高的一段管道 [来源：SY/T 6891.1-2012，2.3，有修改]4 缩略语下列缩略语适用于本文件GIS 气体绝缘组合电器设备 Gas Insulated SwitchgearSCADA 数据采集与监视控制系统 Supervisory Control And Data Acquisition5 概述面向油气长输管道的安全监测物联网系统通过感知设备，按照约定协议，连接物、人、系统和信息资源，实现对油气长输管道系统安全状态数据采集及处理，并提供数据分析、预测预警等服务的系统油气长输管道安全监测物联网系统主要包含了数据采集、边缘服务、数据处理、业务应用、通信传输、运行维护与系统安全等功能，分别由边缘计算平台和云计算平台提供资源支撑数据采集包括管道线路和站场两个部分，管道线路部分感知对象一般应包括管道本体、阀室、阴极保护系统、沿线人文环境、沿线地质环境、管道保护人员等，站场感知对象一般应包括压缩机组、泵机组、阀门、储罐、计量系统、站区环境等。

边缘计算平台支撑数据采集和边缘服务中定义的功能实现；云计算平台支撑数据处理和业务应用中定义的功能实现云计算平台可采用自建私有云或租赁公有云，边缘计算平台一般为所属单位自主建设业务应用提供了长输管道安全状态监测、融合分析与决策支持等业务服务通信网络提供数据采集、边缘服务、数据处理、业务应用与交互终端之间的业务数据和运维数据的传输功能其中，基于边缘计算平台的采集控制功能和边缘服务功能之间一般通过短距离通信技术进行互联，边缘计算平台和云计算平台之间通过远距离通信网络进行数据传输系统安全是物联网系统监视和安全保障的功能集合6 数据采集6.1 数据采集对象6.1.1 数据采集对象应包括但不限于管道线路和管道站场等客观物理实体管道线路应主要采集管道本体、管道附属设施和管道线路周边环境等数据，管道站场应应主要采采集站场环境、站场设备、阀门等数据6.1.2 油气长输管道安全监测物联网系统数据采集对象至少应包含如下物理实体：——管道本体；——线路阀室；4——阴极保护系统；——沿线人文环境；——沿线地质环境；——管道保护人员；——压缩机组；——泵机组；——站场阀门；——储罐；——计量系统；——站区环境6.1.3 数据采集类型采集数据类型应包括但不限于传感器数据、位置数据、音视频数据、标签数据：a) 传感器数据应主要包括温度、压力、流量、电压、电流、位移、振动、转速、应力应变数据；b) 多媒体数据应主要包括CCTV系统摄像机产生的现场音视频数据；c) 标签数据应主要包括标识人员和物品的RFID标签数据；d) 位置数据应主要包括油气长输管道设备设施位置、人员位置、物品位置、抢修物资位置等数 据。

6.1.4 数据采集设备要求数据采集设备包括各类采用人工测量、自动采集、智能采集等手段和方式，对在管道安全监测流程中产生的光、热、电、声、振动、气体、温湿度、位移等物理现象进行监视、测量等操作所需的探测器、变送器、对信号进行 AD 采集、放大及滤波等预处理的元器件、模组、设备、装置、物联网终端设备等，以及对采集数据进行分析、计算、存储、转发所需要的模组、设备、装置及物联网边缘计算节点设备等，应达到以下要求：a) 数据采集设备宜具备设备自身标识、位置、工作状态等信息采集；b) 数据采集设备应支持定期/连续采集、 触发采集模式，应支持太阳能、电池等供电模式，具备露天长时间工作能力，宜具备自动分析、识别和报警功能6.2 管道线路数据6.2.1 管道线路数据采集应包括管道本体、管道附属设施及管道线路周边环境数据，数据采集应包括但不限于以下内容：管道线路泄漏、管道本体应力应变、管道阴极保护、管道关键点定位、山岭/水域隧道、桥梁健康监测、管顶覆土厚度监测、管道第三方入侵、管道线路地质灾害等6.2.2 管道第三方入侵数据采集应符合以下要求：a) 管道第三方入侵数据采集应包含但不限于：第三方入侵事件视频、音频数据、管道周围振动 数据、第三方车辆与人员位置数据等；b) 采集与监控设备宜采用光纤振动预警设备、视频监控设备、卫星定位设备、无人机巡检设备 等，其中光纤振动预警设备、视频监控设备宜具备边缘计算功能，可实时监测和预警第三方 入侵事件。

6.2.3 管道地质灾害监测数据应符合以下要求：5a) 管道地质灾害数据采集应包含但不限于：灾害体变形数据、气象水文数据、载荷数据、管土 相互作用数据等；b) 采集与监控设备应支持定期/连续采集、触发采集模式，应支持太阳能、电池等供电模式，具 备露天长时间工作能力6.2.4 管道线路泄漏监测数据应符合以下要求：a) 管道泄漏数据采集应包含但不限于：压力数据、流量数据、温度数据、密度、界面、次声波 等数据；b) 采集设备应具备与标准时钟源时钟同步功能，A/D分辨率不应低于16位，每个通道采样率不宜 低于20Hz6.2.5 管道应力应变监测数据应符合以下要求：a) 管道本体应力应变采集应包含但不限于：应变数据、温度数据等；b) 采集与监控设备应支持定期/连续采集、触发采集模式，应支持太阳能、电池等供电模式，具 备露天长时间工作能力6.2.6 管道阴极保护数据采集应符合以下要求：a) 管道智能电位数据采集应包含但不限于：通电电位、断电电位、自然电位、交流干扰电压、 交直流电流等数据b) 采集设备应支持定期/连续采集、 触发采集模式，应支持太阳能、电池等供电模式，具备露天长时间工作能力。

6.2.7 管道人员数据采集应符合以下要求：a) 管道人员包括线路、站场的管理人员、巡检人员和施工人员等b) 数据采集应包括但不限于：人员位置数据、人员视频数据等，管道人员数据采集设备应具备 无线传输功能6.3 管道站场数据6.3.1 管道站场数据采集对象包括环境和设备，应包括但不限于以下内容：站场泄漏、站场周界安防、 站场设备设施等6.3.2 站场泄漏数据采集应符合以下要求：a) 站场及阀室泄漏数据采集的内容应包含但不限于：甲烷、可燃气体、挥发油气等；b) 采集设备应具备连续采集模式，宜具备就地显示和报警功能6.3.3 站场安防数据采集应符合以下要求：a) 站场及阀室周界安防数据采集的内容应包含但不限于：周界振动、视频等b) 采集设备应具备连续采集模式，宜具备自动分析、识别和报警功能6.3.4 站场设备设施数据采集应符合以下要求：a) 站场设备设施应包括：输油泵、压缩机、电机、阀门、储罐、加热炉、仪表、电气设备等，6b) 数据采集为上述设备的诊断、维护及管理所需数据，包括但不限于以下内容：电压、电流、转速、振动、浓度、液位、位移、罐底板泄漏、阀门内漏、绝缘接头泄漏、变电所GIS、变电所SF6等数据。

c) 站场设备实施数据采集与控制设备应具备连续采集模式，宜具备自动分析、识别和控制功能6.3.5 废气监测应符合以下要求：a) 废气监测采集的污染物和参数种类可包含但不限于：颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、非 甲烷总烃、流速、压力、温度等b) 采集设备应具备连续采集模式，能够显示实时数据6.3.6 废水监测应符合以下要求：a) 废水监测采集的污染物和参数种类可包含但不限于：化学需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、pH值、流量等b) 采样频次应根据连续排放或间歇排放等实际情况进行调整c) 数据采集传输应保证监测数据个数不小于污水累计排放小时数6.3.7 土壤地下水石油污染监测应符合以下要求：a) 土壤地下水石油污染监测系统采集的数据可包含但不限于：石油烃、设备通讯状态、传 感器的运行状态等b) 监测设备应具备连续采集模式，能够显示实时数据c) 采集信号应通过有线或无线方式传至监测系统7 边缘服务7.1 通用要求边缘服务功能通过各类系统的上位计算机及边缘数据处理中心设备实现，应具备边缘计算的算力、 存储和网络。