《地表水水質(zhì)自動監(jiān)測儀器通訊協(xié)議技術(shù)規(guī)范》（征求意見稿）編制說明

《地表水水質(zhì)自動監(jiān)測儀器通訊協(xié)議技術(shù)規(guī)范》（征求意見稿）編制說明一、工作簡況 二、主要工作過程 四、國內(nèi)外同類標(biāo)準(zhǔn)制修訂情況 10五、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù) 11六、自我承諾 1一、工作簡況（一）項(xiàng)目來源根據(jù)廣西環(huán)境科學(xué)學(xué)會2024年8月5日印發(fā)的《關(guān)于下達(dá)2024年第二批團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目計劃的通知》文件精神，由廣西壯族自治區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心提出，由廣西壯族自治區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心、廣西壯族自治區(qū)玉林生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心、廣西壯族自治區(qū)河池生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心、碧興物聯(lián)科技（深圳）股份有限公司共同起草的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《地表水水質(zhì)自動監(jiān)測儀器通訊協(xié)議技術(shù)規(guī)范》獲批立項(xiàng)（以下簡稱：通訊技術(shù)規(guī)范）。（二）項(xiàng)目背景及目的意義生態(tài)環(huán)境監(jiān)測是生態(tài)環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)，是生態(tài)文明建設(shè)的重要支撐。黨中央、國務(wù)院高度重視生態(tài)環(huán)境監(jiān)測工作，《關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見》（中發(fā)〔2015〕12號）要求“健全覆蓋所有資源環(huán)境要素的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系”；《生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案》（國辦發(fā)〔2015〕56號）就生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)作出部署，提出全國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)基本實(shí)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量、重點(diǎn)污染源、生態(tài)狀況監(jiān)測全覆蓋，各級各類監(jiān)測數(shù)據(jù)系統(tǒng)互聯(lián)共享，監(jiān)測預(yù)報預(yù)警、信息化能力和保障水平明顯提升，監(jiān)測與監(jiān)管協(xié)同聯(lián)動，初步建成陸海統(tǒng)籌、天地一體、上下協(xié)同、信息共享的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，使生態(tài)環(huán)境監(jiān)測能力與生態(tài)文明建設(shè)要求相2水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)在廣西地表水監(jiān)測中得到了廣泛的應(yīng)用，全區(qū)的水質(zhì)自動監(jiān)測站（以下簡稱水站）的建設(shè)也取得了較大的進(jìn)展，實(shí)施地表水水質(zhì)的自動監(jiān)測，可以實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的實(shí)時連續(xù)監(jiān)測和遠(yuǎn)程監(jiān)控，及時掌握主要流域重點(diǎn)斷面水體的水質(zhì)狀況。其對外的數(shù)據(jù)通信協(xié)議多自成一體，互不開放和兼容，數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一及傳輸非標(biāo)準(zhǔn)化，導(dǎo)致技術(shù)層面的信息交換不暢通，難以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)共享。為充分發(fā)揮省內(nèi)各類水站連續(xù)實(shí)時監(jiān)測和應(yīng)急預(yù)警作用，充分利用與整合水站資源，加快推進(jìn)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)省內(nèi)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測信息集成共享，推動地方水站納入統(tǒng)一監(jiān)督管表水水質(zhì)自動監(jiān)測儀器通訊協(xié)議技術(shù)規(guī)范》，更好地指導(dǎo)省內(nèi)地方水站與平臺建設(shè)，進(jìn)一步規(guī)范水站運(yùn)維管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化，保證不同地表水自動監(jiān)測儀器設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)部門應(yīng)用軟件系統(tǒng)之間的聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)共享，為我省地表水自動監(jiān)測系統(tǒng)通信提供技術(shù)支持和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。因此，制定適用于廣西管理的標(biāo)準(zhǔn)《地表水水質(zhì)自動監(jiān)測儀器通訊協(xié)議技術(shù)規(guī)范》顯得尤為重要。3二、主要工作過程（一）成立標(biāo)準(zhǔn)編制工作組團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《地表水水質(zhì)自動監(jiān)測站監(jiān)測數(shù)據(jù)采集傳輸技術(shù)規(guī)范》項(xiàng)目任務(wù)下達(dá)后，廣西壯族自治區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心、廣西壯族自治區(qū)河池生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心、廣西壯族自治區(qū)玉林生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心、碧興物聯(lián)科技（深圳）股份有限公司等單位成立了標(biāo)準(zhǔn)編制工作組，起草單位制定了起草編寫方案與進(jìn)度安排，明確任務(wù)職責(zé)，確定工作技術(shù)路線，開展標(biāo)準(zhǔn)研制工作。廣西壯族自治區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心的張少梅為項(xiàng)目實(shí)施負(fù)責(zé)人，黃伯當(dāng)、韋均、張文燕、吳雄平、韋俊宇、曾玲玲、韋英蘭、藍(lán)敏思、李秋瑤、劉武、羅家琪等相關(guān)技術(shù)人員組成。其中張少梅負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)編制的組織、協(xié)調(diào)和方案總結(jié)等材料的編制工作；玉林生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心吳雄平、河池生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心韋英蘭、碧興物聯(lián)科技（深圳）股份有限公司李秋瑤負(fù)責(zé)整理全區(qū)各重金屬水站建設(shè)安裝等情況工作；其他同志負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)編制的資料搜集和后勤保障工作。（二）研討確定標(biāo)準(zhǔn)主體內(nèi)容本《技術(shù)規(guī)范》編寫的內(nèi)容主要包括適用范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、地表水水質(zhì)自動監(jiān)測儀器通訊協(xié)議技術(shù)要求。本《技術(shù)規(guī)范》主要通過前往我區(qū)各地，對各管理層級和各類型的水質(zhì)自動站進(jìn)行考察調(diào)研，并在此基礎(chǔ)上優(yōu)化、總結(jié)形成4文本材料。1.實(shí)用性原則本文件是在充分收集相關(guān)資料和文獻(xiàn)，分析廣西地表水水質(zhì)自動監(jiān)測站儀器通訊協(xié)議技術(shù)使用現(xiàn)狀，調(diào)研生態(tài)環(huán)境管理部門管理需求情況，在現(xiàn)有相關(guān)國家水站儀器通訊協(xié)議技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上，結(jié)合廣西地表水水質(zhì)監(jiān)測站建設(shè)需求而總結(jié)起草的，符合當(dāng)前地表水水質(zhì)自動監(jiān)測站的管理要求，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和可操作性。2.協(xié)調(diào)性原則本文件編寫過程中注意了與地表水水質(zhì)自動監(jiān)測相關(guān)技術(shù)協(xié)調(diào)問題，在內(nèi)容上與現(xiàn)行法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。3.規(guī)范性原則本文件嚴(yán)格按照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》編寫本標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，保證標(biāo)準(zhǔn)的編寫質(zhì)量。三、標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)及確定依據(jù)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《地表水水質(zhì)自動監(jiān)測儀器通訊協(xié)議技術(shù)規(guī)范》主要章節(jié)內(nèi)容包括：適用范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、協(xié)議層次、通訊協(xié)議、附錄等。（一）適用范圍。本標(biāo)準(zhǔn)適用于水站的數(shù)采儀與平臺之間的數(shù)據(jù)傳輸，規(guī)定了傳輸?shù)倪^程及數(shù)據(jù)命令的格式，給出了代碼定5義，本標(biāo)準(zhǔn)允許擴(kuò)展，但擴(kuò)展內(nèi)容時不得與本標(biāo)準(zhǔn)中所使用或保留的控制命令相沖突。本標(biāo)準(zhǔn)適用于上述水站新建、改造升級的驗(yàn)收依據(jù)，同時也適用于平臺的驗(yàn)收要求。（二）規(guī)范性引用文件。本標(biāo)準(zhǔn)中引用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件，包括：1.《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）3.《地表水自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ915-2017）19582-2008）（三）術(shù)語和定義。1.在線監(jiān)測儀器（onlinemonitoringinstrument）在線監(jiān)測儀器是安裝在地表水自動監(jiān)測點(diǎn)現(xiàn)場，用于監(jiān)測地表水環(huán)境質(zhì)量的設(shè)備，包括監(jiān)控（監(jiān)測）儀器、流量（速）計等。2.數(shù)據(jù)采集傳輸儀（dataacquisitionandtransmissioninstrument）采集各種類型監(jiān)控儀器儀表的數(shù)據(jù)、完成數(shù)據(jù)存儲及與上位機(jī)數(shù)據(jù)傳輸通訊功能的單片機(jī)、工控機(jī)、嵌入式計算機(jī)、可編程自動化控制器（PLC）或可編程控制器，以下簡稱數(shù)采儀或基站。3.常規(guī)五參數(shù)（conventionalfiveparameters）地表水水質(zhì)監(jiān)測中的五項(xiàng)常規(guī)項(xiàng)目：水溫、pH、溶解氧、電6導(dǎo)率和濁度。4.過程值（processvalue）參與曲線方程計算的數(shù)值，比如：吸光度、步數(shù)、ml、秒。在線監(jiān)測儀器與數(shù)采儀之間通信協(xié)議采用ModbusRTU標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)采儀作為Modbus主機(jī)，每臺在線監(jiān)測儀器作為Modbus從機(jī)。（五）協(xié)議層次。在線監(jiān)測儀器與數(shù)采儀之間通訊協(xié)議采用ModbusRTU標(biāo)準(zhǔn)，可承載在多種通訊接口上。（六）通訊協(xié)議。在線監(jiān)測儀器與數(shù)采儀之間通信協(xié)議采用ModbusRTU標(biāo)準(zhǔn)，通過Modbus寄存器定義通信數(shù)據(jù)內(nèi)容。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了通信流程和應(yīng)答機(jī)制、數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、報文格式、數(shù)據(jù)標(biāo)記、命令編碼、系統(tǒng)代碼和數(shù)據(jù)類型及上傳時間間隔。1、協(xié)議中增加了對系統(tǒng)控制閥狀態(tài)、沉砂池清洗時間、水樣靜置時間、等待儀表測量時間、清洗外管路時間、清洗內(nèi)管路時間、反吹時間、反吹間隔、清洗時間、清洗間隔等儀器設(shè)備工作流程狀態(tài)的識別，提高了運(yùn)維對儀器設(shè)備工作狀態(tài)的了解以及管理設(shè)備的能力。2、本協(xié)議增加對儀器設(shè)備的設(shè)備狀態(tài)信息的識別，在協(xié)議中新增了儀器通信故障、缺純水、缺試劑、缺標(biāo)樣、缺水樣等狀態(tài)的識別，詳細(xì)了解故障信息記錄和報警功能，便于快速定位和7解決問題，確保了設(shè)備的正常運(yùn)行和數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。（七）論證內(nèi)容。1、通過在協(xié)議中的數(shù)據(jù)標(biāo)記區(qū)增加可識別經(jīng)度、緯度、電壓(伏)、溫度(攝氏度)、濕度、泵狀態(tài)、閥狀態(tài)、管路清洗時間等儀器工作狀態(tài)信息，可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備工作狀態(tài)和運(yùn)行狀況，即使遠(yuǎn)程也能清楚地了解現(xiàn)場的儀器情況，也減少了需要前往現(xiàn)場運(yùn)維的次數(shù)。（一）在數(shù)據(jù)標(biāo)記區(qū)增加儀器工作狀態(tài)信息的優(yōu)勢通過增加儀器的工作狀態(tài)信息，能清晰的了解設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，詳細(xì)的狀態(tài)信息，提高運(yùn)維人員的儀器設(shè)備工作狀態(tài)的全面了解和管理能力。（二）應(yīng)用與效果在協(xié)議中新增和配置儀器狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)標(biāo)識，如電壓(伏)、溫度(攝氏度)、濕度、泵狀態(tài)、閥狀態(tài)、管路清洗時間等儀器狀態(tài)標(biāo)識，新增的儀器狀態(tài)信息如下表1所示：表1數(shù)據(jù)區(qū)字段定義表字段名描述MeasAccuracy測量精度DissolveTemp消解溫度DissolveTime消解時長RangeLowerLimit量程下限RangeUpperLimit量程上限SlopeK曲線斜率kInterceptB曲線截距bCaliDate標(biāo)定日期8CailConcentration標(biāo)液濃度MeasProcessValue測量過程值LinearParam線性相關(guān)系數(shù)SampleTime采水時間SampleStandTime采水靜置時間CloudTime潤洗時間CloudNum潤洗次數(shù)BlowTime吹氣時間BlowNum吹氣次數(shù)CleanTime清洗時間CleanNum清洗次數(shù)ReagentRemain試劑余量DetectionLimit檢出限值CaliParam校準(zhǔn)系數(shù)ColorRenderTemp顯色溫度ColorRenderTime顯色時間在現(xiàn)場工控機(jī)配置和調(diào)試通訊協(xié)議，確保各儀器設(shè)備的信息能夠準(zhǔn)確傳輸。開啟任務(wù)流程，使得儀器設(shè)備進(jìn)入工作狀態(tài)時，能夠識別并獲取儀器的狀態(tài)信息。通過這些新增狀態(tài)字段，運(yùn)維人員能夠更加精準(zhǔn)地掌握儀器設(shè)備在各個工作階段的具體情況，及時發(fā)現(xiàn)和處理潛在的問題。例如，系統(tǒng)控制閥狀態(tài)能夠顯示每個控制閥的開閉情況，確保采樣和清洗過程的順利進(jìn)行；沉砂池清洗時間和反吹時間等字段，能夠詳細(xì)記錄和監(jiān)控每次清洗和維護(hù)操作的時長和頻率，防止設(shè)備因長期未清洗而發(fā)生故障。2、在協(xié)議中數(shù)據(jù)標(biāo)識區(qū)增加數(shù)據(jù)標(biāo)識，可識別儀器的當(dāng)前狀態(tài)，如儀器通信故障、缺純水、缺試劑、缺標(biāo)樣、缺水樣等信息，通過儀器的狀態(tài)信息，運(yùn)維可以及時前往現(xiàn)場處理，提高運(yùn)維的快速響應(yīng)能力。9（一）在數(shù)據(jù)標(biāo)識區(qū)增加儀器狀態(tài)數(shù)據(jù)標(biāo)識的優(yōu)勢在數(shù)據(jù)標(biāo)識區(qū)增加儀器狀態(tài)數(shù)據(jù)標(biāo)識，如儀器通信故障、缺純水、缺試劑、缺標(biāo)樣、缺水樣等信息，這些新增的狀態(tài)數(shù)據(jù)標(biāo)識，運(yùn)維人員能夠?qū)崟r掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和故障情況，迅速定位并解決問題，提高了維護(hù)效率。狀態(tài)信息詳細(xì)而精確，管理人員能夠更好地優(yōu)化設(shè)備管理，進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，減少故障的發(fā)生概率。及時通知相關(guān)人員進(jìn)行處理，避免了因故障導(dǎo)致的長時間停機(jī)和數(shù)據(jù)丟失。（二）應(yīng)用與效果在協(xié)議中的數(shù)據(jù)標(biāo)識區(qū)增加了設(shè)備的狀態(tài)信息，不同的數(shù)據(jù)表2數(shù)據(jù)區(qū)字段定義表標(biāo)識標(biāo)識定義說明標(biāo)識來源F儀器通信故障儀器數(shù)據(jù)采集失敗現(xiàn)場機(jī)lp缺純水監(jiān)測儀器缺純水現(xiàn)場機(jī)lr缺試劑監(jiān)測儀器缺試劑現(xiàn)場機(jī)缺標(biāo)樣監(jiān)測儀器缺標(biāo)樣現(xiàn)場機(jī)lw缺水樣檢測儀器缺水樣現(xiàn)場機(jī)通過在現(xiàn)場工控機(jī)對通訊協(xié)議進(jìn)行新增和配置，同時調(diào)試好儀器設(shè)備與工控機(jī)的連接，確保能夠正確識別到設(shè)備的信息。各儀器設(shè)備開啟工作流程后，系統(tǒng)可以實(shí)時獲取并顯示每個設(shè)備的狀態(tài)信息。工控機(jī)可以識別并記錄設(shè)備的通信狀態(tài)、缺純水、缺試劑、缺標(biāo)樣、缺水樣等具體問題，加強(qiáng)了對設(shè)備工作流程的監(jiān)控。通過實(shí)時監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，運(yùn)維人員能夠迅速發(fā)現(xiàn)并處理異常情況，減少了故障處理時間。四、國內(nèi)外同類標(biāo)準(zhǔn)制修訂情況主要查閱和參考以下國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，詳見表1。參考標(biāo)準(zhǔn)中無系統(tǒng)通信傳輸?shù)挠嘘P(guān)規(guī)定。序號標(biāo)準(zhǔn)備注1美國《飲用水標(biāo)準(zhǔn)》（NationalDrinkingWaterRegulation）2歐盟《水環(huán)境質(zhì)量表》（Directive2018/105/EC）由歐盟理事會根據(jù)歐盟《水框架指令（Directive2000/60/EC）要求制定的地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)3《水污染環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（Environmentalqualitytandardsforwaterpollution）由日本環(huán)境省于1999年制訂主要參考國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，詳見表2。本標(biāo)準(zhǔn)主要參考和引用了表2所列標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)監(jiān)測參數(shù)編碼、術(shù)語、定義、質(zhì)量控制和傳輸規(guī)范等內(nèi)容。序號標(biāo)準(zhǔn)與本標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系備注1《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）參考監(jiān)測參數(shù)編碼相關(guān)內(nèi)容2J915-2017）參考相關(guān)術(shù)語和定義內(nèi)容3《環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管理技術(shù)導(dǎo)則》（HJ630）參考質(zhì)量控制管理相關(guān)內(nèi)容序號