T/UNP 348-2024 风力发电机叶片声音记录分析系统技术规范

ICS 35.240.99
UNSPSC 43.23.15
CCS L 70
团体标准
T/UNP 348—2024
风力发电机叶片声音记录分析系统技术规范
Technical specification for wind turbine blade sound recording and analysis system
2024 - 12 - 05 发布 2024 - 12 - 05 实施
中国联合国采购促进会 发布

目次
前言 ................................................................................. II
引言 ................................................................................ III
1 范围 ............................................................................... 1
2 规范性引用文件 ..................................................................... 1
3 术语和定义 ......................................................................... 1
4 系统架构 ........................................................................... 1
系统架构组成 ................................................................... 1
声音采集装置 ................................................................... 2
5 功能要求 ........................................................................... 3
声音采集 ....................................................................... 3
声音处理 ....................................................................... 3
声音分析 ....................................................................... 5
数据存储 ....................................................................... 5
监控管理 ....................................................................... 6
6 性能要求 ........................................................................... 6
精确度 ......................................................................... 6
响应速度 ....................................................................... 6
资源利用率 ..................................................................... 6
稳定性 ......................................................................... 6
吞吐量 ......................................................................... 6
并发性 ......................................................................... 6
7 接口要求 ........................................................................... 6
设计要求 ....................................................................... 6
软件接口 ....................................................................... 6
调用方式 ....................................................................... 6
8 安全要求 ........................................................................... 7
网络安全 ....................................................................... 7
系统安全 ....................................................................... 7
数据安全 ....................................................................... 7
9 运行维护 ........................................................................... 7
基本要求 ....................................................................... 7
系统运维管理 ................................................................... 8
文档管理 ....................................................................... 8
应急响应 ....................................................................... 8
10 评价改进 .......................................................................... 8
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II
前言
本文件按照GB/T 1.1—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。
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。
本文件由武汉秦唐科技发展有限公司提出。
本文件由中国联合国采购促进会归口。
本文件起草单位：武汉秦唐科技发展有限公司、武汉泰瑞新科技有限公司、武汉广江安环保科技有
限公司。
本文件主要起草人：江忠旭、付自茂、罗爱民。
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III
引言
为助力中国企业参与国际贸易，推动企业高质量发展，中国联合国采购促进会依托联合国采购体系，
制定服务于国际贸易的系列标准，这些标准在国际贸易过程中发挥了越来越重要的作用，对促进贸易效
率提升，减少交易成本和不确定性，确保产品质量与安全，增强消费者信心具有重要的意义。
联合国标准产品与服务分类代码（UNSPSC，United Nations Standard Products and Services
Code）是联合国制定的标准，用于高效、准确地对产品和服务进行分类。在全球国际化采购中发挥着至
关重要的作用，它为采购商和供应商提供了一个共同的语言和平台，促进了全球贸易的高效、有序发展。
围绕UNSPSC进行相关产品、技术和服务团体标准的制定，对助力企业融入国际采购，提升国际竞争
力具有十分重要的作用和意义。
本文件采用UNSPSC分类代码由6位组成，对应原分类中的大类、中类和小类并用小数点分割。
本文件UNSPSC代码为“43.23.15”，由3段组成。其中：第1段为大类，“43”表示“信息技术广播
和电信”，第2段为中类，“23”表示“软件”，第3段为小类，“15”表示“特定于业务功能的软件”。

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1
风力发电机叶片声音记录分析系统技术规范
1 范围
本文件规定了风力发电机叶片声音记录分析系统的系统架构、功能要求、性能要求、接口要求、安
全要求、运行维护以及评价改进。
本文件适用于指导风力发电机叶片声音记录分析系统的设计与应用。
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 28827.1 信息技术服务 运行维护 第1部分：通用要求
GB/T 30966.3 风力发电机组 风力发电场监控系统通信 第3部分：信息交换模型
GB/T 37939 信息安全技术 网络存储安全技术要求
GA/T 1347 信息安全技术 云存储系统安全技术要求
3 术语和定义
本文件没有需要界定的术语和定义。
4 系统架构
系统架构组成
风力发电机叶片声音记录分析系统架构包括声信号采集模块、前端数据处理模块、通信模块（数据
采集卡、传感器）以及监控管理中心，见图1。
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2
光纤网络
数据通信模块
数据采集模块
数据采集卡
传声器
数据通信模块
数据采集模块
数据采集卡
传声器
……
监控管理中心
NO1风机风机N
客户1 …… 客户N
图1 风力发电机叶片声音记录分析系统架构
声音采集装置
叶片声音采集装置包括声音监听装置、声音采集器、光纤交换机和中央服务器，见图2。
叶片监听装置#1-2
声音采集器#1
光纤交换机#1
中央服务器
风电塔#1 叶片监听装置#1-1
叶片监听装置#1-3 叶片监听装置#2-2
声音采集器#2
光纤交换机#2
风电塔#2 叶片监听装置#2-1
叶片监听装置#2-3 叶片监听装置#N-2
声音采集器#N
光纤交换机#N
风电塔#N 叶片监听装置#N-1
叶片监听装置#N-3
……
……
图2 叶片声音采集装置示意图
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3
5 功能要求
声音采集
声音采集符合以下要求：
a) 应支持多通道声音采集，能同时获取不同位置或不同叶片的声音信号；
b) 应使用保真度高、防水、温度适应范围大、指向性强的传声器；
c) 传声器应安装在叶尖正下方，采用多点布置的方式；
d) 在叶片正下方与90º时对比声强最大相差8%；
e) 应支持实时的声音采集和数据传输，及时获取叶片声音信号；
f) 应配置声音采样率和位深度，平衡声音质量和数据存储需求；
g) 声音采集设备应时间同步，多个设备之间的声音数据具有一致的时间参考。
声音处理
5.2.1 捕捉信号
捕捉信号符合以下要求：
a) 应实时监测和记录风力发电机叶片产生的声音；
b) 应采用自适应滤波器技术，根据不同环境条件和叶片工作状态动态调整滤波参数；
c) 应实施数据校验机制，采集的声音数据应具有完整性和准确性；
d) 应对噪声信号进行频谱分析，以图形化方式显示频谱特征；
e) 应具备高灵敏度麦克风阵列，精准定位叶片产生的噪声源。
5.2.2 信号处理
信号处理符合以下要求：
a) 应准确识别风力发电机叶片声音中的机械噪声、风噪、电磁噪声等噪声成分；
b) 应采用小波包分解的方法提取特征向量，分离环境噪声，信号去噪及特征提取流程见图3；
c) 应将特征向量输入支持向量机（SVM，Support Vector Machine）模型进行训练，训练完成后
将模型用于获取新信号。SVM 训练流程图见图4；
d) 信号处理完成后，信噪比应大于60 dB。
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4
配置巴特沃斯滤波器及小波
包分解参数
开始
输入预处理后
音频片段文件
依次读取音频数据
配置巴特沃斯滤波器及小波
包分解参数
巴特沃斯滤波器带通滤波
小波包n层分解
计算频带能量
归一化特征向量
添加该特征值标签
得到该段音频特征值样本
全部音频是
否已经读取
完？
结束
是
否
图3 信号去噪及特征提取流程图
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5
将数据集分成训练集和测试
集，并调用训练集部分
开始
输入数据集样本
设置训练集批块大小、迭代
次数
设置SVM的C、γ参数寻优范
围、步长
CVM网格搜索+N折交叉检验
分批次迭代训练
显示该轮C、γ参数寻优结果
矢量图
保存当前模型
已完成事先
给定的最大
迭代次数？
结束
是
否
本轮迭代训
练集识别率
是否提升
是
否
图4 SVM 训练流程图
声音分析
声音分析功能符合以下要求：
a) 应将声音数据与风速、转速、温度等数据进行关联分析，找出声音与叶片运行参数之间的关联
性，并提供综合分析结果；
b) 应对声音数据进行统计分析，包括噪声水平的变化趋势、峰值分布、能谱分布等，评估叶片声
音的整体特征和变化情况；
c) 应根据实时监测的异常噪声、频率偏移、振动突变等声音数据，分析叶片故障或异常情况；
d) 应以图表、曲线等形式直观展示声音数据的分析结果，并生成数据分析报告；
e) 应支持数据的导出和共享功能，将数据用于其他分析平台、与其他系统进行集成。
数据存储
声音管理功能符合以下要求：
a) 应记录和存储噪声数据，分析和比较不同时间段和不同风力发电机叶片之间的噪声差异；
b) 应采用数据冗余和错误检测技术，防止数据丢失或损坏；
c) 应采取安全措施防止未经授权的访问、篡改或泄露；
d) 应支持声音数据的压缩和存储，减少存储空间和网络带宽。
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6
监控管理
监控管理功能符合以下要求：
a) 应显示风力发电机叶片健康状态，实时监测和评估风机的状态；
b) 应显示报警及报警记录，含风机编号、报警等级、历史记录；
c) 应提供播放报警状态叶片声音的功能；
d) 应将任务执行状态信息输出到日志，记录和追踪任务执行过程。
6 性能要求
精确度
查询精确度应达到99.99%。
响应速度
对单个条件的查询操作，系统应在2 s内返回查询结果。对多个条件的查询操作，系统应在5 s返回
查询结果。
资源利用率
CPU使用率不超过80%，内存使用率不超过70%，磁盘I/O等待时间不超过20%，网络带宽使用率不超
过60%。
稳定性
系统在最大容量的80%负载下，能连续稳定运行至少24 h。
吞吐量
系统在1 min内能处理的请求数量应大于等于1500个。
并发性
系统应支持至少100个用户同时使用并进行声音记录和分析操作。
7 接口要求
设计要求
接口设计符合以下要求：
a) 应提供数据加密技术，如安全套接层，保证接口数据的安全；
b) 应能根据业务变化，灵活调整接口容量与性能；
c) 一个接口应只包含一个明确的功能或行为，保持接口的简洁性和可读性。
软件接口
软件接口符合以下要求：
a) 应支持跨系统、跨语言的应用集成和数据交互等；
b) 应根据系统实际需求定制和调整接口参数和数据格式；
c) 应提供系统增、删、改、查等接口；
d) 应提供虚拟机云主机详细信息、列表、快照、硬盘规格、镜像等云主机相关的接口；
e) 应提供云硬盘、硬盘快照、访问鉴权等存储资源相关的接口；
f) 应提供网络、子网、网卡、虚拟路由、安全组等虚拟网络资源相关的接口。
调用方式
调用方式符合以下要求：
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7
a) 应使用超文本传输协议（HTTP，Hypertext Transfer Protocol）或超文本传输安全协议（HTTPS，
Hypertext Transfer Protocol Secure）进行接口调用；
b) 接口统一资源定位符（URL，Uniform Resource Locator）应包括主机地址、端口号（可选）、
接口路径等部分，清晰反映接口的功能和用途；
c) 请求和响应的数据格式应统一，使用对象表示法（JSON，JavaScript Object Notation）格式。
8 安全要求
网络安全
网络安全符合以下要求：
a) 系统的网络安全应符合GB/T 22239 的规定；
b) 应采用防火墙、入侵检测和防御系统等网络安全设备；
c) 应建立安全防护机制，对网络进行持续的24 h 监控，及时检测网络攻击行为；
d) 应规范网络接入安全要求，使用网络接入控制系统对其配置监控与审计策略，对网络的接入行
为进行控制管理；
e) 应根据平台服务的类型、功能及租户的不同，将网络区域划分成不同的子网、网段或安全组，
通过技术手段进行隔离；
f) 应通过设置黑白名单进行访问控制，根据租户身份或其所属的预先定义的策略组，响应其访问
平台资源的请求；
g) 应在网络边界上建立相应的网络通信监控系统来隔离内部和外部网络，阻挡来自外部的网络
入侵。
系统安全
系统安全符合以下要求：
a) 应建立安全审计机制，记录系统的操作日志和事件，进行安全监控和异常检测；
b) 应管理系统用户的权限，按照最小权限原则分配权限，限制用户对系统和数据的访问权限，访
问安全应符合GB/T 37939 的规定；
c) 应检测和报告任何异常或可疑活动，及时响应并应对威胁；
d) 应定期对安全审计和监测数据进行分析和总结。
数据安全
数据安全符合以下要求：
a) 系统的数据安全应符合GB/T 30966.3 的规定；
b) 系统数据备份的频率、存储介质选择等应符合GA/T 1347 的规定；
c) 应实施访问控制措施，包括用户名和密码的身份验证、多因素身份验证等，只有授权人员能访
问系统和相关数据；
d) 应对传输和存储的数据进行加密，采用安全的通信协议（如超文本传输协议）保护数据在传输
过程中的机密性；
e) 应定期对隐私保护政策进行审查和更新；
f) 应建立安全审计机制，记录系统的操作日志和事件，进行安全审计和监控；
g) 应定期进行数据备份，确保备份数据的安全存储，建立数据恢复机制。
9 运行维护
基本要求
运行维护基本要求包括但不限于：
a) 应支持变更管理和配置一致性检测，在失败或发生错误时回滚配置；
b) 应支持维护事件实时自动提醒；
c) 应支持定期对系统进行健康巡检，自动生成巡检日志；
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d) 应支持自动生成维护报告，定期提供系统运行情况和资源利用情况的分析报告。
系统运维管理
系统运维管理符合以下要求：
a) 应符合GB/T 28827.1 的规定；
b) 应制定数据备份计划，并按计划执行数据备份操作；
c) 应定期检查系统的更新和安全补丁，及时修复系统存在的安全漏洞；
d) 应定期检查服务器和网络设备的硬件状态，包括但不限于硬盘、内存、电源等；
e) 应对维护活动进行详细记录，包括执行的操作、时间和结果等信息，建立维护日志。
文档管理
文档管理符合以下要求：
a) 应对系统文档进行分类和归档，根据文档的类型、内容或功能进行合理的分类；
b) 应对系统文档进行版本控制，确保文档的更新和修改能被跟踪和记录；
c) 应对文档类型、日期、版本号等关键信息制定命名规范；
d) 应设置文档的访问权限，只有授权人员可查看、编辑或删除文档；
e) 应对文档进行审查和审批流程。
应急响应
应急响应符合以下要求：
a) 应定期进行安全演练和应急演练；
b) 应急响应的过程和结果应公开透明；
c) 应根据系统反馈情况进行调整和优化。
10 评价改进
依据第5章～第9章规定的要求，定期开展风力发电机叶片声音记录分析系统的功能、性能、接口、
安全和运行维护方面的评价，审查不合格项，并有针对性地采取纠偏措施并持续改进。