《給排水?dāng)?shù)字孿生技術(shù)規(guī)范》

ICS35.240.99

CCSP42

T

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/TMAC×××—202X

給排水?dāng)?shù)字孿生技術(shù)規(guī)范

Technicalcodefordigitaltwinsofwateranddrainagesystem

（征求意見稿）

××××-××-××發(fā)布××××-××-××實(shí)施

中國技術(shù)市場協(xié)會(huì)發(fā)布

T/TMACXXX—202X

目次

前言..........................................................................II

引言.........................................................................III

1范圍..........................................................................1

2規(guī)范性引用文件................................................................1

3術(shù)語和定義....................................................................1

4總體框架.....................................................................1

5數(shù)據(jù)感知.....................................................................2

6建模計(jì)算與控制...............................................................3

7支撐能力開發(fā).................................................................6

8業(yè)務(wù)應(yīng)用.....................................................................7

9虛實(shí)體驗(yàn).....................................................................8

參考文獻(xiàn)......................................................................10

I

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給排水?dāng)?shù)字孿生技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件確立了給排水?dāng)?shù)字孿生術(shù)語和定義，規(guī)定了基本要求、建設(shè)內(nèi)容。

本文件適用于數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用的規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期

的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括

所有的修改單）適用于本文件。

GB/T18018信息安全技術(shù)路由器安全技術(shù)要求

GB/T22239信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)基本要求

GB/T22240信息安全技術(shù)信息系統(tǒng)安全等級保護(hù)定級指南

GB/T25068.3信息技術(shù)安全技術(shù)IT網(wǎng)絡(luò)安全第3部分：使用安全網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)間通信安

全保護(hù)

GB/T31916.1云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

數(shù)字孿生digitaltwin

具有保證物理狀態(tài)和虛擬狀態(tài)之間以適當(dāng)速率和精度同步的數(shù)據(jù)連接的特定目標(biāo)實(shí)體

的數(shù)字化表達(dá)。

[來源：GB/T43441.1—2023，3.4]

4總體框架

本章描述了給排水?dāng)?shù)字孿生基本定義及層次劃分，有助于數(shù)字孿生模型的構(gòu)建和應(yīng)用。

均基于數(shù)字孿生技術(shù)在給排水市政領(lǐng)域的應(yīng)用需求，總體框架自下到頂應(yīng)包括數(shù)據(jù)感知、建

模計(jì)算與控制、支撐能力開發(fā)、業(yè)務(wù)應(yīng)用、虛實(shí)體驗(yàn)，見圖1。

圖1總體框架圖

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5數(shù)據(jù)感知

5.1概述

本部分通過物聯(lián)感知設(shè)備、第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)獲取城市給排水領(lǐng)域所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與

非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，主要包括水質(zhì)監(jiān)測、水量監(jiān)測、壓力監(jiān)測、水位監(jiān)測、視頻監(jiān)測等設(shè)備進(jìn)行

業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集，以及運(yùn)維數(shù)據(jù)、營業(yè)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、工程數(shù)據(jù)、客服數(shù)據(jù)等結(jié)構(gòu)化靜

態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的獲取，經(jīng)由有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，最終為數(shù)據(jù)層處理

并存儲(chǔ)使用，為數(shù)字孿生模型的建立提供完整的原始數(shù)據(jù)支撐。并從數(shù)字孿生模型、業(yè)務(wù)數(shù)

據(jù)中獲取用于實(shí)時(shí)模擬、預(yù)測、驗(yàn)證及其他待加工數(shù)據(jù)，支撐孿生模型的綜合分析及數(shù)據(jù)增

值。

5.2水質(zhì)監(jiān)測

水質(zhì)監(jiān)測內(nèi)容包括如下：

實(shí)時(shí)監(jiān)測水源地的水質(zhì)狀況，包括pH值、溶解氧、濁度、氨氮、重金屬等關(guān)鍵指標(biāo)。

對供水過程中的水質(zhì)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，確保供水安全。監(jiān)測排水水質(zhì)，評估污水處理效果，防

止污水對環(huán)境造成污染。

5.3水量監(jiān)測

水量監(jiān)測內(nèi)容如下：

監(jiān)測供水總量、用水量和排水量，為水資源管理和調(diào)度提供依據(jù)。對各用水單位的用水

量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)用水量的精細(xì)化管理。

5.4水壓監(jiān)測

水壓監(jiān)測內(nèi)容如下：

監(jiān)測供水管道的水壓變化，確保供水壓力穩(wěn)定，滿足用戶需求。通過對水壓數(shù)據(jù)的分析，

可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道老化、漏水等問題。

5.5流量監(jiān)測

流量監(jiān)測內(nèi)容如下：

監(jiān)測供水管道和排水管道的流量變化，為水量調(diào)度和污水處理提供依據(jù)。通過流量數(shù)據(jù)

的實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析，可以評估管道的輸送能力和負(fù)荷情況。

5.6水位監(jiān)測

水位監(jiān)測內(nèi)容如下：

對城市管網(wǎng)、積水點(diǎn)的水位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，為防洪抗災(zāi)和水資源管理提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。通

過水位數(shù)據(jù)的收集和分析，我們可以及時(shí)掌握水位變化趨勢，評估水域的蓄水和排水能力。

5.7雨量監(jiān)測

雨量監(jiān)測內(nèi)容如下：

實(shí)時(shí)收集降雨數(shù)據(jù)，為氣象預(yù)報(bào)、城市排水等工作提供重要參考。雨量監(jiān)測數(shù)據(jù)可以幫

助我們了解降雨的分布和強(qiáng)度，預(yù)測雨水的變化趨勢，為城市排澇和合理利用雨水資源提供

決策支持。

5.8視頻圖像

視頻圖像內(nèi)容如下：

實(shí)現(xiàn)對關(guān)鍵區(qū)域和設(shè)施的實(shí)時(shí)監(jiān)控。直觀地了解現(xiàn)場情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并采取相

應(yīng)的應(yīng)對措施，為安全管理和應(yīng)急處理提供有效支持。

5.9設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測

設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測內(nèi)容如下：

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監(jiān)測水泵、閥門、傳感器等水務(wù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障并進(jìn)行維修。

通過對設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析，可以優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，提高設(shè)備效率。

5.10異常事件

異常事件監(jiān)測內(nèi)容如下：

通過對各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的綜合分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常事件，如水質(zhì)污染、管道爆裂、設(shè)備故

障等。在發(fā)現(xiàn)異常事件后，系統(tǒng)應(yīng)能夠自動(dòng)報(bào)警或觸發(fā)相應(yīng)的應(yīng)急措施。

5.11運(yùn)維數(shù)據(jù)

運(yùn)維數(shù)據(jù)內(nèi)容包括如下：

設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括運(yùn)行時(shí)長、故障次數(shù)、維修記錄等關(guān)鍵信息。對給排水系統(tǒng)的

運(yùn)維過程進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。分析運(yùn)維數(shù)據(jù)，評估設(shè)備性能，優(yōu)化維護(hù)計(jì)劃，

提高運(yùn)維效率。

5.12營業(yè)數(shù)據(jù)

營業(yè)數(shù)據(jù)內(nèi)容包括如下：

供水量、售水量、用戶用水行為等營業(yè)數(shù)據(jù)。分析市場需求和用戶偏好，為供水業(yè)務(wù)提

供決策支持。

5.13生產(chǎn)數(shù)據(jù)

生產(chǎn)數(shù)據(jù)內(nèi)容包括如下：

水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)、水量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及能源消耗數(shù)據(jù)等生產(chǎn)信息。分析生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵環(huán)

節(jié)和瓶頸問題，優(yōu)化生產(chǎn)流程和工藝。通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)評估產(chǎn)品質(zhì)量和成本控制情況。

5.14工程數(shù)據(jù)

工程數(shù)據(jù)內(nèi)容包括如下：

給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)、施工圖紙、施工記錄等工程數(shù)據(jù)。分析工程質(zhì)量和性能，為工

程改進(jìn)和優(yōu)化提供依據(jù)。通過工程數(shù)據(jù)總結(jié)工程經(jīng)驗(yàn)，提升企業(yè)的設(shè)計(jì)和施工水平。

5.15客服數(shù)據(jù)

客服數(shù)據(jù)內(nèi)容包括如下：

用戶反饋、投訴和建議等客服數(shù)據(jù)。分析用戶需求和服務(wù)問題，改進(jìn)服務(wù)流程和內(nèi)容。

通過客服數(shù)據(jù)評估服務(wù)質(zhì)量，提升用戶滿意度。

6建模計(jì)算與控制

6.1通則

應(yīng)采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)清洗以及基于數(shù)學(xué)模型的方法進(jìn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度、多尺度建模，

以預(yù)測未來態(tài)勢及需求。建模計(jì)算層應(yīng)包括機(jī)理模型、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型，基于數(shù)據(jù)預(yù)處理的基

礎(chǔ)上，應(yīng)面向設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、業(yè)務(wù)等各階段應(yīng)用場景，分析挖掘出可指導(dǎo)業(yè)務(wù)管控優(yōu)化、運(yùn)維

服務(wù)優(yōu)化等有效價(jià)值信息，本部分是整個(gè)孿生體系的核心部分，為業(yè)務(wù)應(yīng)用層提供多視角、

多尺度的系統(tǒng)模型和評估結(jié)果。

6.2建表規(guī)范

建表規(guī)范應(yīng)符合以下要求：

a）表名、字段名應(yīng)使用小寫字母或數(shù)字，禁止出現(xiàn)數(shù)字開頭，禁止兩個(gè)下劃線中間只

出現(xiàn)數(shù)字。

b）不應(yīng)使用保留字，如desc、range、match、delayed等，可參考MySQL官方保留

字。

c）對修改字段含義或?qū)ψ侄伪硎镜臓顟B(tài)追加時(shí)，宜及時(shí)更新字段注釋。

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d）字段允許適當(dāng)冗余，以提高查詢性能，但必須考慮數(shù)據(jù)一致。冗余字段應(yīng)遵循如

下原則：

1)不是頻繁修改的字段；

2)不是varchar超長字段，更不能是text字段；

3)不是唯一索引的字段。

e）單表行數(shù)超過500萬行或者單表容量超過2GB，宜進(jìn)行分庫分表。

6.3索引規(guī)范

索引規(guī)范符合以下要求：

a）業(yè)務(wù)上具有唯一特性的字段，應(yīng)建成唯一索引。

b）在varchar字段上建立索引時(shí)，宜指定索引長度，可不對全字段建立索引，根據(jù)實(shí)

際文本區(qū)分度決定索引長度。

c）宜利用覆蓋索引進(jìn)行查詢操作，避免回表

d）宜利用延遲關(guān)聯(lián)或者子查詢優(yōu)化超多分頁場景。

e）建組合索引宜將區(qū)分度最高的在最左邊。

f）應(yīng)采取措施防止因字段類型不同造成的隱式轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致索引失效。

6.4配置要求

配置應(yīng)符合以下要求：

a）生產(chǎn)、開發(fā)環(huán)境應(yīng)分離。

b）生產(chǎn)、開發(fā)職責(zé)應(yīng)分離。

c）一個(gè)生產(chǎn)應(yīng)用應(yīng)對應(yīng)一個(gè)開發(fā)環(huán)境。

d）測試環(huán)境應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行部署。

6.5數(shù)據(jù)匯聚

6.5.1匯聚過程

數(shù)據(jù)匯聚過程完成對數(shù)據(jù)的匯聚處理、數(shù)據(jù)安全加密壓縮，見圖2，并提供質(zhì)量控制、

安全控制等輔助工具。

圖2數(shù)據(jù)匯聚過程

數(shù)據(jù)匯聚過程包括：

a）數(shù)據(jù)匯聚：對采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、轉(zhuǎn)換、分析等處理，確保數(shù)據(jù)的完整性、

準(zhǔn)確性和時(shí)效性。

b）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：可按照GB/T31916.1的規(guī)定進(jìn)行，處理后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)滿足海量、安

全、高性能、高可靠、易管理。

c）數(shù)據(jù)質(zhì)量：數(shù)據(jù)匯聚周期內(nèi)，應(yīng)保證數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性、一致性、時(shí)效性、可

訪問性、可追溯性。

d）數(shù)據(jù)安全：數(shù)據(jù)匯聚周期內(nèi)，應(yīng)按數(shù)據(jù)安全及安全控制要求，實(shí)現(xiàn)授權(quán)訪問、可定

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位溯源、數(shù)據(jù)加密、安全審計(jì)及監(jiān)測等。

6.5.2匯聚內(nèi)容

給排水?dāng)?shù)字孿生信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)匯聚內(nèi)容包括但不限于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測預(yù)警數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)專

屬數(shù)據(jù)三大類：

a）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如管網(wǎng)管點(diǎn)管線數(shù)據(jù)、設(shè)施數(shù)據(jù)、組織體系數(shù)據(jù)等。

b）監(jiān)測預(yù)警數(shù)據(jù)，如水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)、壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)、水情監(jiān)測數(shù)據(jù)、工情監(jiān)測數(shù)據(jù)、

沉降數(shù)據(jù)等。

c）業(yè)務(wù)專屬數(shù)據(jù)，如排水管理專題數(shù)據(jù)、供水管理專題數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)分析專題數(shù)據(jù)等。

6.5.3匯聚技術(shù)

數(shù)據(jù)匯聚技術(shù)應(yīng)具備復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下、不同異構(gòu)數(shù)據(jù)源之間高速、穩(wěn)定、彈性伸縮

的數(shù)據(jù)移動(dòng)及同步能力。匯聚技術(shù)包括但不限于：

a）針對結(jié)構(gòu)單一、數(shù)據(jù)量相對較小的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，可通過數(shù)據(jù)庫表、文件、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、

REST、HTTP/HTTPS、消息訂閱/發(fā)布等技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)匯聚。

b）針對傳感器、智能手機(jī)、PDA設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)等渠道產(chǎn)生的類型豐富、數(shù)據(jù)量較大的

數(shù)據(jù)，可通過分布式系統(tǒng)接口、分布式流數(shù)據(jù)收集等技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)匯聚。

c）針對由麥克風(fēng)、攝像頭等設(shè)備產(chǎn)生的海量音視頻數(shù)據(jù)，可通過語音圖像識(shí)別、編解

碼等技術(shù)轉(zhuǎn)化后進(jìn)行數(shù)據(jù)匯聚。

系統(tǒng)匯聚的數(shù)據(jù)，應(yīng)符合下列要求：

a）支持全量、歷史數(shù)據(jù)采集：應(yīng)提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)、高并發(fā)的離線數(shù)據(jù)上傳下載服務(wù)，

支持TB/PB級別的數(shù)據(jù)導(dǎo)入（全量數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)的批量導(dǎo)入）及導(dǎo)出。

b）支持實(shí)時(shí)或定時(shí)增量數(shù)據(jù)采集：宜提供實(shí)時(shí)同步、定時(shí)采集、數(shù)據(jù)訂閱、日志采集

等服務(wù)。

c）支持條件過濾：按照指定條件進(jìn)行過濾采集，如字段內(nèi)容。

d）支持采集作業(yè)管理和調(diào)度：采集作業(yè)支持條件觸發(fā)、并發(fā)調(diào)度、周期循環(huán)調(diào)度等模

式。支持對作業(yè)啟動(dòng)、停止、暫停、恢復(fù)等操作。

e）支持?jǐn)?shù)據(jù)標(biāo)簽：依據(jù)數(shù)據(jù)清洗要求為數(shù)據(jù)標(biāo)記數(shù)據(jù)標(biāo)簽。

f）支持?jǐn)?shù)據(jù)建模：提供基于不同業(yè)務(wù)需求進(jìn)行數(shù)據(jù)建模功能。

6.6質(zhì)量控制

6.6.1原則

數(shù)據(jù)質(zhì)量控制貫穿整個(gè)采集過程，遵循但不限于以下原則：

a）完整性：包含數(shù)據(jù)規(guī)則要求的數(shù)據(jù)的必要元素。

b）準(zhǔn)確性：真實(shí)反映數(shù)據(jù)描述的實(shí)體。

c）一致性：保證數(shù)據(jù)與其他特定上下文中使用的數(shù)據(jù)無矛盾。

d）時(shí)效性：保證數(shù)據(jù)發(fā)生變化后及時(shí)被更新。

e）可訪問性：保證數(shù)據(jù)在需要時(shí)能被安全訪問。

f）可追溯性：保證數(shù)據(jù)能夠被跟蹤和管理。

6.6.2數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方式

數(shù)據(jù)清洗

數(shù)據(jù)清洗過程管理應(yīng)包括但不限于：

a）數(shù)據(jù)分析：應(yīng)對數(shù)據(jù)源進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)源存在的質(zhì)量問題。

b）定義清洗規(guī)則：包括空值的檢查和處理、非法值的檢測和處理、不一致數(shù)據(jù)的檢測

和處理、相似重復(fù)記錄的檢測和處理等。

c）執(zhí)行數(shù)據(jù)清洗規(guī)則：依據(jù)定義的清洗規(guī)則，補(bǔ)足殘缺/空值、糾正不一致、完成數(shù)

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據(jù)拆分、數(shù)據(jù)合并或去重、數(shù)據(jù)脫敏、數(shù)據(jù)除噪等。

d）清洗結(jié)果驗(yàn)證：數(shù)據(jù)清洗方式應(yīng)對定義的清洗方法的正確性和效率進(jìn)行驗(yàn)證與評估，

對不滿足清洗要求的清洗方法進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。數(shù)據(jù)清洗過程宜多次迭代并進(jìn)行分

析、設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

應(yīng)對數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)代碼、格式、類型等進(jìn)行轉(zhuǎn)換。必要時(shí)，可建立“數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則表”。

數(shù)據(jù)分析

可通過數(shù)據(jù)聚合、數(shù)據(jù)歸類、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)等方法，分析采集的數(shù)據(jù)，形成上下文完整有效

的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)方法

宜進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)，評價(jià)方法可分為定性評價(jià)法和定量評價(jià)法：

a）定性評價(jià)法可根據(jù)實(shí)現(xiàn)確定的評價(jià)指標(biāo)，對數(shù)據(jù)的安全性、目的、用途、日志以及

用戶自定義項(xiàng)目進(jìn)行評價(jià)。

b）定量評價(jià)法可采用數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測軟件檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量，也可通過輔助工具結(jié)合人工識(shí)

別分析方法進(jìn)行人工檢查，一般可分為全數(shù)檢查和抽樣檢查：針對國家強(qiáng)制要求、

特殊要求、其他可能導(dǎo)致嚴(yán)重影響的數(shù)據(jù)質(zhì)量項(xiàng)目進(jìn)行全數(shù)檢查；針對質(zhì)量比較穩(wěn)

定、數(shù)據(jù)量較大、檢查費(fèi)用與時(shí)間有限的情況進(jìn)行抽樣檢查。

7支撐能力開發(fā)

7.1通則

應(yīng)提供受控功能模塊，可通過功能模塊的搭配組合解決特定應(yīng)用場景中某類具體問題，

應(yīng)針對給排水?dāng)?shù)字孿生的專業(yè)知識(shí)體系提供復(fù)雜全面的應(yīng)用模式管理并支持改造，需包括實(shí)

體映射能力、運(yùn)行預(yù)測能力、漏點(diǎn)分析能力、健康分析能力、模擬評估能力、精準(zhǔn)服務(wù)能力、

運(yùn)維指導(dǎo)能力、運(yùn)維指導(dǎo)能力、科學(xué)調(diào)度能力。

7.2實(shí)體映射能力

應(yīng)具備將物理世界的實(shí)體與數(shù)字世界中的虛擬對象進(jìn)行準(zhǔn)確對應(yīng)和映射的能力。這種能

力是實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生的基礎(chǔ)，它確保了在虛擬空間中能夠精確地反映實(shí)體對象的屬性、狀態(tài)和

行為。通過實(shí)體映射能力，可以建立實(shí)體與虛擬對象之間的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)同步和交

互，為后續(xù)的模擬、分析和優(yōu)化提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

7.3運(yùn)行預(yù)測能力

應(yīng)具備在運(yùn)行過程中對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測和測試的能力。對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測、故障

診斷、性能評估等。

7.4漏點(diǎn)分析能力

應(yīng)具備在系統(tǒng)中尋找和識(shí)別潛在的漏點(diǎn)或問題的能力?？赡馨〝?shù)據(jù)分析、系統(tǒng)建模、

風(fēng)險(xiǎn)評估等方面的技能，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在問題。

7.5健康分析能力

應(yīng)關(guān)注系統(tǒng)的整體健康狀況和可持續(xù)性。包括預(yù)測系統(tǒng)壽命、評估系統(tǒng)性能、制定維護(hù)

計(jì)劃等，以確保系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行。

7.6模擬評估能力

應(yīng)具備模擬技術(shù)和方法可對系統(tǒng)進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的評估。通過建立虛擬模型，模擬實(shí)際

運(yùn)行場景，從而預(yù)測系統(tǒng)的性能、可靠性以及可能出現(xiàn)的問題。模擬評估能力有助于在設(shè)計(jì)

6

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和開發(fā)階段提前發(fā)現(xiàn)并解決問題，提高系統(tǒng)的整體性能和穩(wěn)定性。

7.7精準(zhǔn)服務(wù)能力

應(yīng)具備服務(wù)的精確性和高效性。要求能夠準(zhǔn)確識(shí)別用戶需求，提供個(gè)性化的解決方案，

并確保服務(wù)的質(zhì)量和效率。

7.8遠(yuǎn)程指導(dǎo)能力

應(yīng)具備遠(yuǎn)程監(jiān)控、指導(dǎo)和管理的能力。通過遠(yuǎn)程技術(shù)手段，可以實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)或設(shè)備的實(shí)

時(shí)監(jiān)控、故障診斷和遠(yuǎn)程操作。遠(yuǎn)推指導(dǎo)能力有助于降低維護(hù)成本，提高響應(yīng)速度，確保系

統(tǒng)的高效運(yùn)行。

7.9科學(xué)調(diào)度能力

應(yīng)具備基于數(shù)據(jù)分析和科學(xué)決策的能力，用于優(yōu)化資源配置和調(diào)度策略。通過收集和分

析系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以制定更加科學(xué)合理的調(diào)度方案，提高資源利用效率，降低運(yùn)營成本。

科學(xué)調(diào)度能力有助于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化和自動(dòng)化管理。

8業(yè)務(wù)應(yīng)用

8.1概述

業(yè)務(wù)應(yīng)用是給排水?dāng)?shù)字孿生建設(shè)的核心，應(yīng)以業(yè)務(wù)場景需求為導(dǎo)向，涵蓋運(yùn)輸管理、生

產(chǎn)調(diào)度、工程管理、智能控制、智慧客服、智能制造、科技決策等多個(gè)方面，指導(dǎo)各業(yè)務(wù)層

級用戶打造與自身工作流程相適應(yīng)的日常工作操作應(yīng)用平臺(tái)。

8.2運(yùn)輸管理

宜包括實(shí)時(shí)監(jiān)測與預(yù)警、路徑優(yōu)化、應(yīng)急響應(yīng)等功能。如下：

a)實(shí)時(shí)監(jiān)測與預(yù)警：通過傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)收集水流、水壓、流速等數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)異常

時(shí)及時(shí)發(fā)出預(yù)警，確保運(yùn)輸安全。

b)路徑優(yōu)化：基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，分析最佳運(yùn)輸路徑，減少能耗和運(yùn)輸時(shí)間。

c)應(yīng)急響應(yīng)：針對突發(fā)事件（如管道破裂、泄漏等），快速制定應(yīng)急方案，確保運(yùn)輸

不受影響。

8.3生產(chǎn)調(diào)度

宜包括需求預(yù)測、生產(chǎn)監(jiān)控、資源優(yōu)化等功能。如下：

a)需求預(yù)測：根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)需求，預(yù)測未來的供水需求，合理調(diào)配生產(chǎn)資源。

b)生產(chǎn)監(jiān)控：實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵參數(shù)，確保生產(chǎn)質(zhì)量和效率。

c)資源優(yōu)化：根據(jù)生產(chǎn)需求和水資源狀況，優(yōu)化水資源配置，降低生產(chǎn)成本。

8.4工程管理

宜包括工程設(shè)計(jì)數(shù)字化、施工監(jiān)控、維護(hù)管理等功能。如下：

a)工程設(shè)計(jì)數(shù)字化：利用數(shù)字孿生技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)的可視化和模擬，提高設(shè)計(jì)效

率和質(zhì)量。

b)施工監(jiān)控：通過傳感器和攝像頭等設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)控施工過程，確保施工質(zhì)量和安全。

c)維護(hù)管理：基于數(shù)字孿生模型，預(yù)測設(shè)備壽命和維護(hù)周期，制定合理的維護(hù)計(jì)劃。

8.5智能控制

宜包括自動(dòng)調(diào)節(jié)、故障診斷與預(yù)防、能效優(yōu)化等功能。如下：

a)自動(dòng)調(diào)節(jié)：根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵、閥門等設(shè)備的工作狀態(tài)，確保供水穩(wěn)定。

b)故障診斷與預(yù)防：通過數(shù)據(jù)分析，預(yù)測設(shè)備可能出現(xiàn)的故障，提前進(jìn)行維護(hù)，避免

故障發(fā)生。

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c)能效優(yōu)化：優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，降低能耗，提高能效。

8.6智慧客服

宜包括在線咨詢與反饋、故障報(bào)修與處理、服務(wù)評價(jià)與改進(jìn)等功能。如下：

a)在線咨詢與反饋：提供在線咨詢平臺(tái)，方便用戶查詢和反饋問題。

b)故障報(bào)修與處理：快速響應(yīng)用戶的故障報(bào)修請求，及時(shí)處理并反饋處理結(jié)果。

c)服務(wù)評價(jià)與改進(jìn)：根據(jù)用戶評價(jià)，不斷改進(jìn)服務(wù)質(zhì)量，提升用戶滿意度。

8.7智能制造

宜包括設(shè)備自動(dòng)化、工藝優(yōu)化、質(zhì)量監(jiān)控等功能。如下：

a)設(shè)備自動(dòng)化：利用自動(dòng)化設(shè)備和機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)給排水設(shè)備的智能制造和裝配。

b)工藝優(yōu)化：基于數(shù)字孿生模型，優(yōu)化制造工藝，提高制造效率和質(zhì)量。

c)監(jiān)控：實(shí)時(shí)監(jiān)控制造過程，確保產(chǎn)品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。

8.8科技決策

宜包括數(shù)據(jù)分析與挖掘、模擬與預(yù)測、策略制定與優(yōu)化等功能。如下：

a)數(shù)據(jù)分析與挖掘：利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，挖掘給排水系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，為決策提供

數(shù)據(jù)支持。

b)模擬與預(yù)測：基于數(shù)字孿生模型，模擬不同場景下的系統(tǒng)運(yùn)行狀況，預(yù)測未來趨勢。

c)策略制定與優(yōu)化：根據(jù)模擬和預(yù)測結(jié)果，制定合適的運(yùn)行策略和管理措施，優(yōu)化

系統(tǒng)運(yùn)行效果。

9虛實(shí)體驗(yàn)

9.1通則

基于數(shù)字孿生模型，采用顯示屏幕、虛擬現(xiàn)實(shí)（ＶＲ）／增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（ＡＲ）／混合現(xiàn)實(shí)

（ＭＲ）／ＸＲ等可視化設(shè)備及人機(jī)交互設(shè)備，可提供給使用者人機(jī)交互的仿真模擬場景，

迅速了解和掌握復(fù)雜系統(tǒng)的特性和功能，宜支持語音操作、肢體動(dòng)作訪問數(shù)字孿生模型，以

獲得分析和決策方面的信息支持。并對用戶可用性、交互友好性等指標(biāo)作為主要考核內(nèi)容。

9.2多終端支持

虛實(shí)體驗(yàn)應(yīng)能夠在微型計(jì)算機(jī)、VR/AR/MR設(shè)備等多種終端上進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化的動(dòng)態(tài)

展示和交互操作。以確保了用戶可以根據(jù)自己的需求和設(shè)備條件，靈活選擇適合自己的終端

進(jìn)行體驗(yàn)。

9.3可視化設(shè)計(jì)與展示

可視化設(shè)計(jì)與展示符合以下要求：

a)應(yīng)具備強(qiáng)大的可視化場景搭建和交互設(shè)計(jì)能力，允許用戶通過人機(jī)操作界面進(jìn)行便

捷的操作；

b)應(yīng)能夠?qū)y量與感知數(shù)據(jù)、仿真和數(shù)據(jù)分析結(jié)果以直觀的方式進(jìn)行可視化展示，包

括點(diǎn)、線、面、表等多種形式的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控畫面。

9.4個(gè)性化交互與優(yōu)化

利用可視化技術(shù)，應(yīng)建立起用戶與數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)之間的良好溝通方式。用戶能夠根

據(jù)個(gè)人需求，規(guī)整及優(yōu)化數(shù)據(jù)采集分析過程，從而提高工作效率和準(zhǔn)確性。

9.5實(shí)時(shí)同步與屬性展示

實(shí)時(shí)同步與屬性展示符合以下要求：

a）可視化交互展示的信息應(yīng)與目標(biāo)實(shí)體的狀態(tài)實(shí)時(shí)同步，確保用戶能夠?qū)崟r(shí)了解目標(biāo)

實(shí)體的最新狀態(tài)；

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b）應(yīng)能夠反映目標(biāo)實(shí)體的屬性特征，為用戶提供更全面的信息。

9.6三維模型展示與集成應(yīng)用

三維模型展示與集成應(yīng)用符合以下要求：

a）應(yīng)支持對三維模型的可視化展示，以便用戶能夠更直觀地了解給排水系統(tǒng)的空間結(jié)

構(gòu)和布局；

b）應(yīng)為多模態(tài)孿生數(shù)據(jù)的可視化訪問提供支持，并為不同數(shù)字孿生系統(tǒng)之間的集成應(yīng)

用提供可視化訪問界面。

9.7多視角切換與交互

多視角切換與交互符合以下要求：

a）為滿足用戶從不同角度觀察和分析的需求，應(yīng)支持多種視角的切換和可視化交互，

如全局視角、局部視角、追蹤視角和環(huán)視視角等；

b）應(yīng)支持鼠標(biāo)、虛擬按鈕、快捷鍵等方式輕松進(jìn)行視角切換和交互操作。

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參考文獻(xiàn)

[1]GB/T43441.1—2023信息技術(shù)數(shù)字孿生第1部分：通用要求

[2]《城市數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)化白皮書（2022版）》全國信標(biāo)委智慧城市標(biāo)準(zhǔn)工作組

[3]陶飛，張辰源，戚慶林，等.數(shù)字孿生成熟度模型[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)2022,28(5)

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《給排水?dāng)?shù)字孿生技術(shù)規(guī)范》（征求意見稿）

編制說明

一、工作簡況

（一）任務(wù)來源

本文件由中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司提出，

經(jīng)中國技術(shù)市場協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會(huì)批準(zhǔn)，正式列入2022年

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃，標(biāo)準(zhǔn)名稱為《給排水?dāng)?shù)字孿生技術(shù)規(guī)范》。

（二）項(xiàng)目背景

本文件是以習(xí)近平新時(shí)代中國特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo)，全

面貫徹黨的十九大和十九屆二中、三中、四中、五中、六中全會(huì)

精神，深入踐行習(xí)近平總書記“十六字”治水思路和習(xí)近平總書

記關(guān)于網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國的重要思想，按照“需求牽引、應(yīng)用至上、數(shù)字

賦能、提升能力”的要求，結(jié)合各地水司企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要而

特別提出。

（三）目的意義

制定本文件的目的是以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主線，以

數(shù)字化場景、智慧化模擬、精準(zhǔn)化決策為路徑，在以往智慧水務(wù)

建設(shè)的基礎(chǔ)上，以給排水行業(yè)數(shù)字孿生技術(shù)規(guī)范建設(shè)為抓手，推

進(jìn)給排水行業(yè)數(shù)字孿生相關(guān)模型、技術(shù)、數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，助

力推進(jìn)給排水行業(yè)智慧化、數(shù)字化建設(shè)。

（四）起草單位及起草人名單

本文件主要起草單位：中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有

限公司、XXXX、XXXX、XXXX、XXXX、XXXX。

本文件起草人：王國光、XXX、XXX、XXX、XXX、XXX等。

1

（五）主要起草過程

1.文本調(diào)研

中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司于2022年4月

啟動(dòng)了文本的調(diào)研工作，并與2022年8月完成了相關(guān)資料的收

集和分析工作。

2.標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)

中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司向中國技術(shù)市

場協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)提出申請，于2022年9月獲得中國技術(shù)市

場協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會(huì)批準(zhǔn)立項(xiàng)。

3.組建標(biāo)準(zhǔn)起草工作組

2022年11月16日，召開項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)。

2022年11月17日，成立了王國光等組成的標(biāo)準(zhǔn)起草工作

組，并討論標(biāo)準(zhǔn)調(diào)研工作事項(xiàng)。

4.形成標(biāo)準(zhǔn)草案

2023年3月28日，起草組對資料收集情況進(jìn)行匯報(bào)，并對

進(jìn)行了線上討論。

2023年5月18日，開展組內(nèi)討論，確定了標(biāo)準(zhǔn)框架和主要

內(nèi)容。

2023年8月3日，對中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有

限公司起草的標(biāo)準(zhǔn)初稿進(jìn)行現(xiàn)場討論，并提出修改意見。

2023年11月13日，起草組根據(jù)修改意見進(jìn)行修改，形成

標(biāo)準(zhǔn)草案。

5.形成征求意見稿

2023年11月24日，對標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行討論，起草組對草案

2

內(nèi)容進(jìn)行了修改，形成標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿。

二、確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)

（一）編制原則

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：

標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》以及《中國技術(shù)市場協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)

準(zhǔn)工作程序》的規(guī)定起草。

（二）標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容及適用范圍

本文件確立了給排水?dāng)?shù)字孿生技術(shù)體系，規(guī)定了其總體框架、

數(shù)據(jù)資源、安全保障和運(yùn)維能力的要求。

本文件適用于組織開展自評價(jià)、遴