《核電智慧工地建設(shè)指南第2部分 數(shù)據(jù)與接口》（征求意見稿）

1T/CNEAXXXX—XXXX核電智慧工地建設(shè)指南第2部分?jǐn)?shù)據(jù)與接口規(guī)范本文件規(guī)定了核電廠機(jī)組在工程建設(shè)過程中產(chǎn)生的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分類、接口協(xié)議規(guī)范的基本要求。本文件適用于指導(dǎo)核電廠在工程建設(shè)期智慧工地業(yè)務(wù)平臺的數(shù)據(jù)元、接口的設(shè)計、實現(xiàn)。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/T10113-2003分類編碼通用術(shù)語SDS/T2121-2004科學(xué)數(shù)據(jù)分類與編碼標(biāo)準(zhǔn)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)據(jù)data對事實、概念或指令的一種形式化的表示,適用于以人工或自動方式進(jìn)行通信、解釋或處理。3.2元數(shù)據(jù)metadata關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù),是說明數(shù)據(jù)的來源、內(nèi)容、格式、質(zhì)量、狀態(tài)及結(jié)構(gòu)等特性的信息。3.3編碼code給編碼對象賦予的一個或一組字符。注：這些字符可以是阿拉伯?dāng)?shù)字、拉丁字母或便于人和機(jī)器識別與處理的其他符號。[GB/T10113-2003，定義2.2.5]3.4編碼結(jié)構(gòu)codestructure代碼字符排列的邏輯順序。[GB/T10113-2003，定義2.2.9]3.5數(shù)據(jù)編碼datacoding將數(shù)據(jù)賦予具有一定規(guī)律、易于計算機(jī)和人識別和處理的符號，并形成對應(yīng)的代碼表的過程。[SDS/T2121-2004，定義3.12]3.6主題域分組subjectdomaingroup智慧工地最高層級的數(shù)據(jù)分類，通過數(shù)據(jù)視角體現(xiàn)組織最高層面關(guān)注的專業(yè)領(lǐng)域。2T/CNEAXXXX—XXXX3.7主題域subjectdomain互不重疊數(shù)據(jù)的高層面的分類，用于管理其下一級的業(yè)務(wù)對象，通常同一個主題域有相同的數(shù)據(jù)責(zé)任人。3.8業(yè)務(wù)對象businessobject是數(shù)據(jù)架構(gòu)的核心層，是業(yè)務(wù)領(lǐng)域重要的人、事、物，承載了業(yè)務(wù)運作和管理涉及的重要信息。3.9數(shù)據(jù)實體dataentity是對數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化定義，通過一組屬性描述事物某方面的性質(zhì)或特征。3.10屬性attribute描述實體的特性稱為屬性，是數(shù)據(jù)架構(gòu)的最小顆粒，用于客觀描述某個數(shù)據(jù)實體在某方面的性質(zhì)和特征，也可以是描述一個業(yè)務(wù)對象在某方面特征的一組屬性集合。4縮略語下列縮略語適用于本文件。IDEF0:集成化計算機(jī)輔助制造的定義方法-功能建模（IntegratedComputerAidedManufacturingDefinitionMethod-FunctionModeling）UML:統(tǒng)一建模語言（UnifiedModelingLanguage）5數(shù)據(jù)分類5.1分類方法核電智慧工地數(shù)據(jù)及其關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的分類過程中，應(yīng)遵循科學(xué)性、系統(tǒng)性、可擴(kuò)展性、兼容性等基本原則。針對核電廠在工程建設(shè)期智慧工地業(yè)務(wù)平臺中涉及的工程建設(shè)相關(guān)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)元，本指南數(shù)據(jù)分類方法體系將IDEF0和UML建模方法結(jié)合起來，自頂向下，對智慧工地的業(yè)務(wù)進(jìn)行全面分析，運用IDEF0業(yè)務(wù)建模方法，建立智慧工地業(yè)務(wù)模型，對智慧工地的施工活動進(jìn)行分解，將其劃分為最小業(yè)務(wù)單元，再運用UML建模方法，分析各最小業(yè)務(wù)活動的對象和屬性，從中提取數(shù)據(jù)元。智慧工地數(shù)據(jù)元的辨識流程見圖1。3T/CNEAXXXX—XXXX圖1智慧工地數(shù)據(jù)元辨識流程核電智慧工地數(shù)據(jù)主題域分組及主題域分類詳見附錄A。本指南在確定分類維度后，根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型從主題域分組、主題域、業(yè)務(wù)對象、數(shù)據(jù)實體以及屬性五個層次確定數(shù)據(jù)的層次架構(gòu)，如圖2所示。圖2核電智慧工地數(shù)據(jù)分類層次結(jié)構(gòu)圖為方便用戶使用本標(biāo)準(zhǔn),將工程建設(shè)期智慧工地業(yè)務(wù)L2主題域分為七個類目分組,如下:1)第一組：人員數(shù)據(jù)工地人員信息：涉及工人的基本信息、技能資格、工種分類等。4T/CNEAXXXX—XXXX考勤記錄：記錄每個工人的出勤情況，包括上下班時間、加班時間等。工資信息：包括工人的工資水平、發(fā)放日期、獎懲記錄等。2)第二組：機(jī)械設(shè)備數(shù)據(jù)設(shè)備信息：包括設(shè)備名稱、型號、規(guī)格、生產(chǎn)日期、供應(yīng)商信息、購置日期等。設(shè)備狀態(tài)：涉及設(shè)備的操作狀態(tài)、故障狀態(tài)、使用頻率、維護(hù)周期等。設(shè)備維修記錄：包含維修時間、維修人員、維修費用、更換零件及其后續(xù)的運行狀態(tài)等。3)第三組：物料數(shù)據(jù)材料使用情況：涉及材料的種類、數(shù)量、使用位置、剩余庫存等。4)第四組：質(zhì)量數(shù)據(jù)質(zhì)量計劃：質(zhì)量計劃、質(zhì)量計劃工序信息、質(zhì)量計劃發(fā)點記錄、歷史版本、參考文件。不符合項管理：NCR記錄。變更管理：DEN、CR、FCR、記錄。CART、OBN管理：CAR、OBN記錄。5)第五組：安全數(shù)據(jù)隱患與高風(fēng)險作業(yè)記錄：記錄高風(fēng)險作業(yè)執(zhí)行情況，以及發(fā)現(xiàn)的隱患、改進(jìn)措施等。事故報告：涉及事故發(fā)生的時間、地點、原因、受傷人員、損失評估及事后處理情況。安全培訓(xùn)記錄：包括安全教育培訓(xùn)的時間、內(nèi)容、參與人員、效果評估等。6)第六組：環(huán)境數(shù)據(jù)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)：監(jiān)測工地周邊的環(huán)境狀況，如土壤質(zhì)量、水質(zhì)等。噪音監(jiān)測數(shù)據(jù)：記錄工地在施工過程中產(chǎn)生的噪音水平，以及對周邊環(huán)境的影響?？諝赓|(zhì)量數(shù)據(jù)：監(jiān)測工地區(qū)域的空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）、顆粒物（PM2.5/PM10）等。7)第七組：進(jìn)度數(shù)據(jù)WBS數(shù)據(jù)：作業(yè)信息、作業(yè)的資源信息、作業(yè)的圖紙信息、作業(yè)的贏得值信息。5.2編碼規(guī)則5.2.1編碼結(jié)構(gòu)核電智慧工地數(shù)據(jù)編碼采用層次碼編碼方法，應(yīng)以編碼對象集合中的層級分類為基礎(chǔ)，將編碼對象編碼成為連續(xù)且遞增的組（類）；位于較高層級上的每一個組（類）應(yīng)包含并且只能包含其下屬較低層級全部的組（類應(yīng)以每個層級上編碼對象特性之間的差異為編碼基礎(chǔ)，每個層級上特性必須互不相編碼方法應(yīng)以預(yù)定的應(yīng)用需求和編碼對象的性質(zhì)為基礎(chǔ)，選擇適當(dāng)?shù)拇a結(jié)構(gòu)。編碼結(jié)構(gòu)應(yīng)清晰準(zhǔn)確反映分類層次結(jié)構(gòu)的屬性特征，并為代碼集合增添新的編碼元素提供支持。編碼值應(yīng)由最少數(shù)目的字符組成，以節(jié)省存儲空間并減少數(shù)據(jù)通信時間。宜采用固定長度代碼，對5.2.2編碼方法L1主題域分組：代碼用三位英文大寫字母表示。第一位表示廠址類別，第二位表示機(jī)組號類別，J表示施工承包方式（E表示EPC總承包）；第三位表示主題域分組類別，A表示施工業(yè)務(wù)主題域分組，B表示成本主題域分組，C表示進(jìn)度主題域分組，D表示質(zhì)量安全風(fēng)險主題域分組，如遇主題域分組擴(kuò)充可按順序賦碼；L2主題域：代碼用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，從01開始按順序編碼；5T/CNEAXXXX—XXXXL3業(yè)務(wù)對象：代碼用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，從01開始按順序編碼；L4數(shù)據(jù)實體：代碼用三位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，從001開始按順序編碼；L5屬性/數(shù)據(jù)元：代碼用四位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，從0001開始按順序編碼。L6數(shù)據(jù)字典：代碼用用三位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，從001開始按順序編碼。核電智慧工地層次碼編碼格式見圖3。圖3核電智慧工地層次碼編碼格式5.3數(shù)據(jù)編碼規(guī)范5.3.1SSC架構(gòu)編碼SSC為核電廠的構(gòu)筑物、系統(tǒng)和設(shè)備的總稱，主要用于描述在電廠的設(shè)計、采購、建造、調(diào)試和運營等階段中涉及的物理實體。SSC架構(gòu)可分為GBS（GeographyBreakdownStructure）、PBS（PlantBreakdownStructure）、LBS（LayoutBreakdownStructure）等多種展現(xiàn)形式。5.3.2GBS結(jié)構(gòu)GBS包括項目、島別（核島、常規(guī)島、BOP）、廠房（子項）、標(biāo)高、房間等層級信息，如下圖4所示：6T/CNEAXXXX—XXXX圖4GBS示意圖圖編號按照順序編寫，在正文中提及。以下圖編號建議修改。圖編號按照順序編寫，在正文中提及。以下圖編號建議修改。5.3.3PBS結(jié)構(gòu)PBS包括項目、機(jī)組、系統(tǒng)、設(shè)備分類、設(shè)備編碼等層級信息，如下圖所示：圖5PBS示意圖7T/CNEAXXXX—XXXX5.3.4LBS結(jié)構(gòu)LBS包括項目、機(jī)組、廠房、安裝區(qū)域、安裝層位等層級信息，如下圖所示：圖6LBS示意圖5.3.5設(shè)備編碼對于一個系統(tǒng)中的每個設(shè)備，其完整的功能標(biāo)識號是按照下列所示的方法構(gòu)成：圖7設(shè)備編碼第1位數(shù)字代碼機(jī)組標(biāo)識號，根據(jù)項目實際情況確定，系統(tǒng)所屬的機(jī)組是根據(jù)機(jī)組標(biāo)識號予以識別。第2、3、4英文大寫代碼系統(tǒng)標(biāo)識號。第5、6、7數(shù)字代碼設(shè)備系列號。第8、9英文大寫代碼設(shè)備類型號。注：在某些特殊情況下，上述標(biāo)識規(guī)定允許有所變更，但通常是在參考電站允許有例外的特定范圍內(nèi)（例如電纜的功能標(biāo)識）。此類例外情況的數(shù)目應(yīng)予以嚴(yán)格限制。8T/CNEAXXXX—XXXX接口協(xié)議模型架構(gòu)如圖8所示。圖8接口協(xié)議模型6.2.1感知層工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議核電智慧工地感知層設(shè)備接口應(yīng)基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)?，F(xiàn)場總線協(xié)議Modbus：支持Modbus協(xié)議的設(shè)備可分為串行鏈路或TCP/IP實現(xiàn)與外部系統(tǒng)的通信，其協(xié)議總體模型和功能碼應(yīng)符合GB/T19582.1的要求；Profibus：支持Profibus的設(shè)備輸出信號應(yīng)滿足Profibus總線協(xié)議，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合GB/T20540.3和GB/T20540.4的要求；CAN：支持CAN的設(shè)備，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合ISO11898-1和CiA301的要求。有線接口RJ45接口：對于采用屏蔽雙絞線的通信系統(tǒng)，宜采用RJ45的物理接口。其機(jī)械特性和技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合IEC60603-7-1、IEC60603-7-2、IEC60603-7-4、IEC60603-7-5、IEC60603-7-7的要求；RS485接口：使用該接口的設(shè)備宜采用DB9針連接器，其電氣特性應(yīng)符合ANSI/TIA/EIA-485-A的要求，機(jī)械特性應(yīng)符合GB/T12057-1989中第4章的要求；9T/CNEAXXXX—XXXX光纖接口：設(shè)備根據(jù)自身技術(shù)特點、使用環(huán)境和通信協(xié)議等條件，可采用SC、FC、LC、ST光纖連接器YD/T1272.3-2015YD/T1272.4-2018的要求。無線接口4G：支持4G接口的設(shè)備，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)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接口的設(shè)備，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合R15、R16、R17以及后續(xù)演進(jìn)版本5G-Advanced其中之一的要求；無線局域網(wǎng)接口：支持無線局域網(wǎng)（WLAN）接口的設(shè)備，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合IEEE802.11；RFID：支持RFID接口的設(shè)備，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合GB/T29910.3～GB/T29910.6的要求；BT：支持藍(lán)牙接口的設(shè)備，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合藍(lán)牙核心規(guī)范4.0或其后續(xù)版本的要求；UWB：支持UWB的設(shè)備，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合YD/T1312.15-2013無線通信設(shè)備電磁兼容性要求和測量方法第15部分：超寬帶（UWB）通信設(shè)備；NB-IoT：支持NB-IoT接口的設(shè)備，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合NB-IoT規(guī)范的要求。協(xié)議自適應(yīng)轉(zhuǎn)換核電智慧工地感知層設(shè)備接入的多種協(xié)議應(yīng)轉(zhuǎn)換為基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通信的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，具體要求包括：基于工業(yè)以太網(wǎng)的通信設(shè)備應(yīng)支持Ethernet/IP、WIFI、5G一種或幾種接入；基于非以太網(wǎng)的通信設(shè)備應(yīng)支持Modbus、Profibus、CAN、4G、RFID、BT、UWB、NB-IoT一種或幾種接入。TCP/IP協(xié)議IP協(xié)議的實現(xiàn)應(yīng)符合RFC0791的規(guī)定。TCP協(xié)議的實現(xiàn)應(yīng)符合RFC0793的規(guī)定。UDP/IP協(xié)議IP協(xié)議的實現(xiàn)應(yīng)符合RFC0791的規(guī)定。UDP協(xié)議的實現(xiàn)應(yīng)符合RFC0768的規(guī)定。物理接口核電智慧工地應(yīng)用層通信設(shè)備應(yīng)支持標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)接口。協(xié)議.1解析協(xié)議核電智慧工地應(yīng)用層通信設(shè)備應(yīng)支持OPCUA、MQTT、Modbus、TCP、EPA、IEC-104、Onvif、RTSP通信協(xié)議，具體要求如下：核電智慧工地應(yīng)用層通信設(shè)備應(yīng)支持OPCUA、MQTT、Modbus、TCP、EPA、IEC-104對感知數(shù)據(jù)的解核電智慧工地應(yīng)用層通信設(shè)備應(yīng)支持Onvif、RTSP對音視頻數(shù)據(jù)的解析。T/CNEAXXXX—XXXX.2協(xié)同共享協(xié)議核電智慧工地應(yīng)用層應(yīng)部署支持OPCUA、MQTT、RTSP、SFTP標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的生產(chǎn)裝備、監(jiān)控采集設(shè)備、專用遠(yuǎn)程終端單元、數(shù)據(jù)服務(wù)器等，部署支持行業(yè)專有信息模型的數(shù)據(jù)中間件、應(yīng)用系統(tǒng)等，實現(xiàn)跨單位、跨系統(tǒng)的信息互通，具體要求如下：核電智慧工地應(yīng)用層設(shè)備應(yīng)支持OPCUA或MQTT對感知數(shù)據(jù)協(xié)同共享；核電智慧工地應(yīng)用層設(shè)備應(yīng)支持SFTP對文本數(shù)據(jù)協(xié)同共享；核電智慧工地應(yīng)用層設(shè)備應(yīng)支持RTSP對音視頻數(shù)據(jù)協(xié)同共享。T/CNEAX