DB34 T 4828.2-2025 内河水运设施健康监测与预警技术规范 第2部分：数据分析与预警.pdf

1、 ICS 93.160 CCS P 59 34 安徽省地方标准 DB34/T 4828.22025 内河水运设施健康监测与预警技术规范 第 2 部分：数据分析与预警 Technical specification for health monitoring and early warning platform for inland water transport facilitiesPart 2：Data analysis and early warning2025-09-03 发布2025-10-03 实施安徽省市场监督管理局发 布 DB34/T 4828.22025 I 目次 前言.II

2、引言.III 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 基本规定.2 5 数据预处理.2 6 数据分析.3 一般规定.3 阈值管理.3 船闸数据分析.3 码头数据分析.3 跨闸桥梁数据分析.3 7 预警管理.4 预警等级.4 预警发布.4 8 应急方案.4 9 状态评估.5 10 数据展示.5 11 数据存储.5 附录 A（规范性）船闸健康监测与预警常见特征指标初设阈值.6 附录 B（规范性）码头健康监测与预警常见特征指标初设阈值.7 附录 C（规范性）跨闸桥梁健康监测与预警常见特征指标初设阈值.8 DB34/T 4828.22025 II 前言 本文件按照GB/T 1.1

3、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。本文件是DB34/T 4828内河水运设施健康监测与预警技术规范的第2部分。DB34/T 4828已经发布了以下部分：第1部分：数据采集；第2部分：数据分析与预警。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由安徽省交通科学研究院提出。本文件由安徽省交通运输厅归口。本文件起草单位：安徽省交通科学研究院、安徽省港航集团有限公司、安徽省港航建设投资集团有限公司。本文件主要起草人：卢斌、邢伟、高俊韬、蔡灏、韩朋、胡一恒、李潜、张牧羊、汪竹华、胡凯元、张念尧、柳阳。DB34/T 4828.220

4、25 III 引言 长期运行的内河水运设施易产生病害，造成结构安全隐患。目前国内外对内河水运设施健康监测与预警技术还处于起步阶段，安徽省交通科学研究院组织有关单位和部门，编制内河水运设施健康监测与预警技术规范。内河水运设施健康监测与预警技术规范覆盖了内河水运设施健康监测与预警的数据采集、数据存储、分析处理、功能应用的全过程。拟由两个部分组成：第1部分：数据采集。是对内河水运设施健康监测与预警数据的采集类型、采集内容、采集设备等提出要求。第2部分：数据分析与预警。是对内河水运设施健康监测与预警的数据的基本规定、数据预处理、数据分析、预警管理、应急方案、状态评估、数据展示以及数据存储等提出要求。D

5、B34/T 4828.22025 1 内河水运设施健康监测与预警技术规范 第 2 部分：数据分析与预警 1 范围 本文件规定了内河水运设施健康监测与预警数据的基本规定、数据预处理、数据分析、预警管理、应急方案、状态评估、数据展示以及数据存储等内容。本文件适用于内河船闸、码头、跨闸桥梁等水运设施健康监测数据分析、预警和管理。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 信息安全技术 网络安全等级保护基本要求 GB/T

6、37025 信息安全技术 物联网数据传输安全技术要求 GB/T 38637.2 物联网 感知控制设备接入 第2部分：数据管理 GB 50158 港口工程结构可靠性设计统一标准 JTS 304 水运工程水工建筑物检测与评估技术规范 JTS/T 312 港口水工建筑物结构健康监测技术规范 JTT 1037 公路桥梁结构监测技术规范 JTG/T H21 公路桥梁技术状况评定标准 JTG D60 公路桥涵设计通用规范 JTG 5120 公路桥涵养护规范 DB34/T 4828.1 内河水运设施健康监测与预警技术规范 第1部分：数据采集 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。状态特征指标 stat

7、e characteristic 对内河水运设施单一监测指标进行数据处理或对多项监测指标进行相关性分析后，得到的表征结构安全状态的物理量，也是内河水运设施健康监测预警和分析过程中的基本数据单元。设施结构健康度 structural health of facilities 相对于设施建成时的状态或设计规定的结构安全和功能要求，当前设施结构安全和功能所处的相对水平。阈值 threshold 与状态特征指标一一对应，表征内河水运设施结构健康度变化范围的界限值。DB34/T 4828.22025 2 服役状态评估 assessment of facility operation status 为确定

8、正在使用中的内河水运设施整体或局部结构安全状态，对监测数据和人工检查成果进行的专项或周期性分析和评估。4 基本规定 数据分析与预警应通过内河水运设施健康监测与预警系统实现，应具有数据预处理、数据分析、预警管理、应急方案、状态评估、数据展示以及数据存储等功能。内河水运设施健康监测与预警系统宜采用云平台方式建设，用于分析与预警的数据的类型、内容及要求应按照 DB34/T 4828.1 中数据采集相关要求执行。根据监测目的和适用场景不同，系统建设可分为综合集成监测系统、特定风险分析与预警系统和应急监测分析与预警系统，相关定义、监测目的和适用范围见表 1。表 1 内河水运设施健康监测与预警系统分类表

9、序号 类别 名称 监测目的 适用场景 1 类 综合集成监测系统 保障水运基础设施结构整体安全和使用功能为目标，对结构安全风险进行全面综合的长期监测。常适用于结构复杂的重要内河水运设施，或服役时间较长、结构技术状况明显下降的设施，全面梳理和分析其结构安全风险隐患后，可对多个风险致因进行全面监测和综合评估。2 类 特定风险分析与预警 系统 针对某一项或几项特定的结构安全风险进行长期监测。主要适用于针对明确的风险致因而实施的专项监测。此外，由于新建设施结构技术状况较好，也可采用类类系统针对其主要关键指标进行专项监测，后期再视实际需要逐步扩展升级为类监测系统。3 类 应急监测分析与预警 系统 针对特殊

10、风险或响应应急监测任务，而进行中短期临时监测。通常为临时的应急监测任务而设，如维修加固期间结构安全和施工安全的临时监测任务。其使用期限因监测任务需求的不同而变化，一般不超过 3 年。应急监测任务完成后，可拆除设备另做他用，也可视实际需要改造为类或类监测系统。新建内河水运设施的健康监测系统宜与主体结构同时设计、同时施工，并与主体结构同时验收。内河水运设施健康监测与预警系统监测数据应每年进行 1 次人工比测。数据交换的执行不应影响主业务逻辑，应支持数据交换日志的查询操作，应具备扩展性，支持二次开发接口。数据传输完整性和可用性应符合 GB/T 37025 的相关规定。内河水运设施健康监测与预警系统安

11、全应符合 GB/T 22239 中网络安全等级保护二级要求。5 数据预处理 数据存储前应对数据进行预处理，得到相应数据的状态特征指标，再将其与预设阈值自动比对分析。DB34/T 4828.22025 3 数据预处理应与传感器的分辨率、精度、抗电磁干扰等性能相匹配，应剔除错误数据并将原始数据换算成反映设施环境、作用、结构响应、结构变化的特征数据，并应符合 GB/T 38637.2 的相关规定。宜能够通过可视化界面远程进行数据预处理参数设置。6 数据分析 一般规定 6.1.1 数据分析应采用阈值比对的方法。6.1.2 数据分析应对错误数据、无效数据、重复数据等异常数据的处理，应对数据不一致性进行监

12、测，并支持对缺失数据进行填补。6.1.3 数据分析应具备与历史数据对比功能，当数据差值超过一定范围，应及时检查系统运行状态。阈值管理 6.2.1 数据分析根据实际情况，在试运行前应针对健康安全风险事件预设阈值。6.2.2 阈值可根据实际的设施结构健康度和技术状况进行调整。6.2.3 对应于每项状态特征指标应设置阈值体系以实现风险事件的自动触发功能，阈值设置宜采用容许阈值与区间阈值，其阈值判据的表达式及说明见表 2。6.2.4 在数据分析过程中，当状态特征指标超过预设阈值触发风险事件时，系统应及时发出预警信息。表 2 阈值判别形式序号 类别 表达式 阈值判定 1 容许阈值 DD或 DD单向判据，

13、根据特征指标与容许阈值之间的差距，可判断其该项状态的风险程度或安全富余度。2 区间阈值 D-PPdP1DP2双向判据，根据特征指标超出合理区间的距离，可判断其该项状态的风险程度注：D状态特征指标；D容许阈值；P状态理想值；Pd区间阈值；P1区间下限值；P2区间上限值。船闸数据分析 6.3.1 船闸数据分析的状态特征指标包括位移、倾斜、应力、裂缝、墙后土压力、水压力、振动加速度以及金属腐蚀等。6.3.2 船闸每项状态特征指标对应的阈值判据应分为 1 至 3 级设置，常见状态特征指标的初设阈值设置应按照附录 A 执行。码头数据分析 6.4.1 码头数据分析的状态特征指标包括位移、倾斜、应力、裂缝、

14、墙后土压力、基底孔隙水压力、墙后地下水位、水压力、振动加速度、混凝土耐久性以及金属耐久性等。6.4.2 码头每项状态特征指标对应的阈值判据应分为 1 至 3 级设置，常见状态特征指标的初设阈值设置应按照附录 B 执行。跨闸桥梁数据分析 6.5.1 跨闸桥梁分析的状态特征指标包括位移、倾斜、应力、裂缝、主梁振动加速度、腐蚀、构件内部温湿度以及水文气象数据等。DB34/T 4828.22025 4 6.5.2 跨闸桥梁每项状态特征指标对应的阈值判据应分为 1 至 3 级设置，常见状态特征指标的初设阈值设置应按照附录 C 执行。7 预警管理 预警等级 7.1.1 预警等级直接对应内河水运设施健康度等

15、级，应分别用绿色、黄色和红色表示三个级别。7.1.2 内河水运设施健康监测各级健康度等级、预警等级、触发模式、初设判别依据见表 3。7.1.3 预警等级的升降级模式应包括系统自动触发和人工调整两种，自动触发应根据系统预设的判别依据调整预警级别。7.1.4 对预警等级进行人工调整，应根据专家技术分析的结论或应急处置过程中的现场检查或应急处置的反馈结果实施。7.1.5 预警等级的判别依据可根据内河水运设施服役状态评估结果、结构理论计算分析结果、前期预警记录及应急响应情况进行调整。表 3 预警等级及其对应的技术状态、触发模式和初设判别依据表序号 健康度等级 预警等级 触发模式 初设判别依据 备注 1

16、 完好 绿色/内河水运设施结构和环境等各项监测参数均在正常范围之内，满足设计和规范要求。内河水运设施使用功能正常，结构安全 2 异常 黄色 自动触发 结构结构状态特征指标超出 2 级阈值 内河水运设施正常使用，功能有影响 3 严重异常 红色 自动触发/人工调整 结构安全密切相关的状态特征指标超过 3 级阈值，或者某项特征指标 1 个月发生 10 次以上黄色预警时。严重影响内河水运设施的正常使用功能 预警发布 7.2.1 内河水运设施健康监测发生预警时，应第一时间向相关责任人发布预警信息，发布方式包括不限于含电话、短信、微信及软件界面等。7.2.2 内河水运设施健康监测预警在发出预警消息后，应及

17、时形成预警报告，预警报告内容包括不限于预警信息、设施概况、预警前设施运行监测或检查的概况、预警触发过程及原因分析、对设施安全状态影响的预判及应急响应建议等内容。8 应急方案 系统发现内河水运设施健康安全风险事件时应快速启动相应的应急预案，并与管养单位相关的安全预警机制配套，形成联动机制，宜定期对其有效性进行检查评估。各级预警后采取的应急响应措施应包括但不限于：a)黄色预警：发出预警信息或预警报告，应尽快安排现场复查或专项检查，并根据现场复查或专项检查结果决定是否调整预警级别，酌情采取临时交通管制或应急维修加固处治；若调整预警级别，则按调整后的预警级别采取相应的应急响应措施；b)红色预警：发出预

18、警信息或预警报告，应组织开展服役状态专项评估，并采取临时交通管制或应急维修加固处治。应急处置全过程的数据应支持自动记录和归档。DB34/T 4828.22025 5 9 状态评估 内河水运设施服役状态评估宜分为定期评估和专项评估。定期评估频率应结合内河水运设施所处的预警等级，应按表 4 规定的频率开展安全评估工作，并形成评估分析报告。表 4 内河水运设施服役状态定期安全评估频率 序号 预警等级 评估频率 1 绿色 每年 1 次 2 黄色 每月 1 次 3 红色 每日 1 次 评估分析报告宜由软件自动分析生成，保证数据分析的实时化、自动化。船闸、码头服役状态评估报告内容应符合 JTS 304 和

19、 JTS/T 312 中相关规定，跨闸桥梁服役状态评估报告内容应符合 JT/T 1037 中的相关规定外，还宜包括评估期内监测系统的总体运行情况、评估期内预警事件及其处理过程汇总。应对内河水运设施监测数据分析评估成果与人工检查成果进行综合分析、互为补充，人工检查成果与监测数据分析评估成果不一致时，应依据最不利的评定结果确定评估分析结果。内河水运设施定期检查或特殊检查的技术状况等级应符合 JTS 304、JTS/T 312 和 JT/T 1037 相关规定。10 数据展示 数据展示应明确呈现数据的单位、方向和精度。数据展示应以电子航道图或三维模型为地图底座，按照预警等级颜色区分显示设施健康状态，

20、应支持地图漫游、智能检索、空间汇聚等功能。宜按照地域、设施、时间等条件，以可视化图表的形式，汇总展示各类设施监测、预警、处置的实时数据和历史数据。当监测设施产生预警时，数据展示界面应及时弹出警示信息。11 数据存储 对于结构化数据宜采用数据库技术进行存储，可提供存储调度、存储监控、存储管理的可视化管理界面,并能以数据接口形式对外提供数据调用和查询功能。对于视频、图片、文档等非结构化数据，应设计完整的存入、检索、导出功能，设置适宜存储资源进行存储管理，不同数据类型应分类建立单独的存储目录结构。宜具备数据备份和故障恢复功能，并设置灾备机制对关键数据进行定期异地备份，对于故障支持自动和手工操作进行故

21、障恢复。结构化原始数据存储时间应大于等于 90 天，非结构化视频图像数据存储时间应大于等于 30 天。实时监测状态特征指标数据存储时间应大于 5 年。经处理后的超限报警、评估结果等结构化数据存储时间宜大于 20 年，特殊事件视频数据应转移备份并永久保存。应提供存储参数配置功能，能够对各类监测数据的配置参数、处理频率、输出数据格式等进行自定义设置、修改。DB34/T 4828.22025 6 附录A （规范性）船闸健康监测与预警常见特征指标初设阈值 船闸健康监测与预警常见特征指标的初设阈值见表A.1。表 A.1 船闸健康监测与预警常见特征指标初设阈值表 序号 特征指标 初设阈值 超限级别 备注

22、1 位移、倾斜 达到 0.85 倍设计值 2级 达到设计值或一个月内出现 10 次以上 2 级超限 3级 2 应力 达到 0.85 倍设计值 2级 达到设计值或一个月内出现 10 次以上 2 级超限 3级 3 裂缝 出现结构性裂缝 2级 结构性裂缝超过规范限值或发展加速 3级 4 墙后土压力 达到 0.85 倍设计值 2级 达到设计值 3级 5 水压力 达到 0.85 倍设计值 2级 达到设计值 3级 6 水位、水深、水流速度 达到 0.85 倍警戒值 1级 达到警戒值 2级 7 振动加速度 达到 0.85 倍设计值 2级 监测部位：闸门、阀门 达到设计值或一个月内出现 10 次以上 2 级超

23、限 3级 8 金属腐蚀 腐蚀深度达到保护层深度 2级 注1：阈值可根据内河船闸的健康度和技术状况进行调整。注2：“超限阈值”一列中的“设计值”参考了JTS 304、JTS/T 312的相关规定。DB34/T 4828.22025 7 附录B （规范性）码头健康监测与预警常见特征指标初设阈值 码头健康监测与预警常见特征指标的初设阈值见表B.1。表 B.1 码头健康监测与预警常见特征指标初设阈值表 序号 特征指标 初设阈值 超限级别 备注 1 位移、倾斜 达到 0.8 倍设计值 2级 达到设计值或一个月内出现 10 次以上 2 级超限 3级 2 应力 达到 0.8 倍设计值 2级 达到设计值或一个

24、月内出现 10 次以上 2 级超限 3级 3 裂缝 出现结构性裂缝 2级 结构性裂缝超过规范限值或发展加速 3级 4 墙后土压力 达到 0.8 倍设计值 2级 达到设计值 3级 5 基底孔隙水压力 达到 0.8 倍设计值 2级 达到设计值 3级 6 墙后地下水位 达到 0.8 倍设计值 2级 达到设计值 3级 7 水压力 达到 0.8 倍设计值 2级 达到设计值 3级 8 水位、水深、水流速度 达到 0.8 倍警戒值 1级 达到警戒值 2级 9 振动加速度 达到 0.8 倍设计值 2级 达到设计值或一个月内出现 10 次以上 2 级超限 3级 10 混凝土耐久性 达到 0.8 倍设计值 2级

25、达到设计值 3级 11 金属腐蚀 腐蚀深度达到保护层深度 2级 注1：阈值可根据码头的健康度和技术状况进行调整。注2：“初设阈值”一列中的“设计值”参考了GB 50158、JTS 304、JTS/312的相关规定。DB34/T 4828.22025 8 附录C （规范性）跨闸桥梁健康监测与预警常见特征指标初设阈值 跨闸桥梁健康监测与预警常见特征指标的初设阈值见表C.1。表 C.1 跨闸桥梁健康监测与预警常见特征指标初设阈值表 序号 特征指标 初设阈值 超限级别 备注 1 最高温度、最低温度、最大温差 设计值 1级 达到 1.2 倍设计值 2级 2 混凝土、钢结构构件温度 达到设计值 1级 3

26、构件内部湿度 达到 50%1级 4 风速、风向 10 min 平均风速达到 25 m/s 1级 10 min 平均风速达到 0.8 倍设计基准风速 2级 达到设计值 3级 5 水位、水深、水流速度 达到 0.9 倍警戒值 1级 达到警戒值 2级 6 基础冲刷 达到 0.7 倍设计冲刷深度 2级 达到设计冲刷深度 3级 7 位移、倾斜 达到 0.8 倍设计值 2级 达到设计值或一个月内出现10次以上2级超限 3级 8 应力应变 超过历史最大值 1级 超过设计最不利工况计算值 2级 9 索力 达到 0.95 倍设计值 2级 超过设计值或一个月内出现10次以上2级超限 3级 10 主梁振动加速度 10min 加速度达到舒适度限值且持续时间超过30min 1级 幅值持续增大,呈现发散特征 2级 11 裂缝 出现结构性裂缝 1级 结构性裂缝超过规范限值或发展加速 2级 12 腐蚀 腐蚀深度达到保护层深度 2级 13 船舶撞击 发生船舶撞击 2级 注1：阈值可根据内河跨闸桥梁的健康度和技术状况进行调整。注2：“初设阈值”一列中的“设计值”参考了JTG D60、JTG 5120、JTG/T H21的相关规定。