JT/T 1596-2026 船闸控制工艺安全监控系统技术规范

ICS 03. 220. 40 CCS R 87

中华人民 共和 国交 通运 输行业标 准

JT/T 1596—2026

船闸控制工艺安全监控系统技术规范

Technical specifications for ship lock control process safety monitoring system

2026-05-19 发布 2026-09-01 实施

中华人民共和国交通运输部发 布

JT/T 1596—2026

目次

前言 Ⅱ

1 范围 1

2 规范性引用文件 1

3 术语和定义 1

4 一般要求 2

5 系统结构 2

6 功能要求 3

7 性能要求 4

8 测试要求 5

Ⅰ

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。

本文件由交通运输信息通信及导航标准化技术委员会提出并归口。

本文件起草单位 :长江三峡通航管理局、交通运输部水运科学研究所。

本文件主要起草人 : 齐俊麟、郑卫力、安小刚、陈国仿、潘诚、蒲浩清、李乐新、王忠民、杨全林、熊锦玲、张钊、徐雪琴、唐念、陈鹏、朱玮玮。

Ⅱ

1 范围

本文件规定了船闸控制工艺安全监控系统的一般要求、系统结构、功能要求、性能要求以及测试要求。

本文件适用于船闸控制工艺安全监控系统的设计、开发和测试。

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 3482 电子设备雷击试验方法

GB/T 13729 远动终端设备

GB 17859 计算机信息系统安全保护等级划分准则

GB/T 20438 . 1 电气/ 电子/可编程电子安全相关系统的功能安全第 1 部分 :一般要求

GB/T 26802. 2 工业控制计算机系统通用规范第 2 部分 :工业控制计算机的安全要求

GB/T 37378 交通运输信息安全规范

GB/T 38618 信息技术系统间远程通信和信息交换高可靠低时延的无线网络通信协议规范GB/T 42726 电化学储能电站监控系统技术规范

GA/T 1350 信息安全技术工业控制系统安全管理平台安全技术要求

GM/T 0001( 所有部分) 祖冲之序列密码算法

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3. 1

船闸控制工艺安全监控系统 ship lock control process safety monitoring system

通过采集现地信号对船闸控制系统运行流程执行正确性进行判定 ,并在船闸控制系统失效或关键

运行控制流程异常时进行安全保护的系统。

注 :现地信号包括传感器信号及执行器件信号。

3. 2

监视站 monitoring station

用于对船闸控制工艺安全监控系统工作状态进行持续监测和数据收集的设备。

3. 3

工艺安全装置 process safety device

用于船闸控制系统失效时保护船闸安全的装置。

3. 4

紧急停机 emergency stop

立即终止工作闸门和工作阀门等主要工艺设备的运行。

1

3. 5

紧急关阀 emergency shut-off

立即关闭工作阀门 ,终止闸室输水。

3. 6

动水关阀 closing the valve under flowing water

为降低因超灌超泄造成的船闸反向水头 ,在输水状态下关闭工作阀门的动作。

3. 7

间歇开阀 intermittent valve opening

为抑制输水过程中空化声振现象 ,分阶段开启工作阀门的动作。

3. 8

合拢保护 closure protection

在输水过程中 ,人字闸门未形成稳定三铰拱挡水 , 自动关闭工作阀门的保护机制。

3. 9

闭锁保护 latching protection

船闸运行设备相互制约锁定 ,防止误动作的保护机制。

3. 10

水级保护 water stage protection

按照多级船闸分级输水的水级划分原则 ,控制相邻闸室水头在安全范围内的保护机制。

4 一般要求

4 . 1 船闸控制工艺安全监控系统( 以下简称安全监控系统)应具备抗电磁干扰能力。

4 . 2 安全监控系统设置的干预动作指令下发时刻应滞后于船闸控制系统。

4 . 3 安全监控系统应具备独立的控制输出接口。当安全监控系统干预动作触发时 ,控制输出接口应对船闸控制系统对应干预动作输出进行闭锁。

4 . 4 安全监控系统宜支持以太网和 CAN ( 控制器局域网)总线 , 通信协议应符合 GB/T 38618 的规定。

4 . 5 安全监控系统的安全设计应满足 GB/T 26802. 2、GB/T 20438 . 1 的要求。

4 . 6 安全监控系统应具备实时显示功能 ,能以图形、图像、图表或文字的方式显示其工作状态和工作参数。

5 系统结构

5 . 1 安全监控系统宜由监视站以及多个独立安装的工艺安全装置共同构成 ,典型架构见图 1。

5 . 2 工艺安全装置宜包含数据存储单元、数据采集及信号处理单元、接口单元、人机交互单元、紧急保护单元。

5 . 3 工艺安全装置中 ,数据采集及信号处理单元宜选用物理层隔离功能的单向传输部件 , 向数据存储单元进行单向数据传输 ,以保障数据传输的安全性与可靠性。

2

图 1 安全监控系统典型架构

6 功能要求

6 . 1 数据采集处理

6. 1 . 1 安全监控系统采集数据的信息源应包括工作闸门和工作阀门限位信号、工作闸门和工作阀门位移信号、工作闸门运行回路状态信号、工作阀门运行回路状态信号、系统网络通信状态、水位计信号、控制电源信号等。采用人字闸门的船闸还应采集相邻闸首工作闸门合拢信号。

6. 1 . 2 安全监控系统应计算工作闸门运行时间、工作阀门运行时间和现地工艺安全装置动作次数及时间。

6. 1 . 3 安全监控系统应支持模拟信号、数字信号数据类型的接收。

6. 1 . 4 安全监控系统监视站应配置独立数据库。

6. 1 . 5 安全监控系统应使用 NTP( 网络时间协议)服务。

6. 1 . 6 工艺安全装置应采集所在机房的传感器和执行器件信号 ,工艺安全装置之间数据交互宜通过CAN( 控制器局域网)总线实现。

6. 1 . 7 工艺安全装置采集数据后 ,应呈现本闸首和相邻闸首工作闸门、工作阀门状态及闸首之间水位信息。

6 . 2 操作功能

6. 2 . 1 安全监控系统应具有单个工艺安全装置使能控制功能。

6. 2 . 2 安全监控系统应具有手动操作功能 , 由紧急保护单元实现。

6. 2 . 3 安全监控系统应具有紧急停机和紧急关阀功能 , 由紧急保护单元和接口单元实现。

6. 2 . 4 安全监控系统应能进行参数设置及修改 , 由人机交互单元输入 ,监视站显示。

6 . 3 控制功能

6. 3. 1 安全监控系统对船闸运行的干预动作应只包括紧急停机和紧急关阀两种 ,紧急关阀优先级应高于紧急停机。

3

6. 3. 2 安全监控系统执行限位保护时宜发出紧急停机指令。

6. 3. 3 安全监控系统执行闭锁保护时应发出本闸首紧急关阀指令。

6. 3. 4 数据采集及信号处理单元应向紧急保护单元发送干预指令 ,并通过物理层隔离的单向传输部件向数据存储单元发送数据。

6. 3. 5 工艺安全装置的紧急保护单元干预控制信号应只作用于本闸首的船闸执行机构。

6. 3. 6 单个工艺安全装置使能控制功能应只影响所在现地工艺安全装置。

6. 3. 7 干预动作触发条件应与船闸控制系统保护动作的触发条件一致。

6. 3. 8 数据采集及信号处理单元应采用硬接线方式向船闸执行机构直接下发保护指令。

6. 3. 9 工艺安全装置故障或失效不应影响手动操作功能。

6. 3. 10 安全监控系统干预动作结束后干预指令应自动解除。

6 . 4 保护功能

6. 4 . 1 安全监控系统应对异常工况进行报警 ,应包括动水关阀动作监视保护、间歇开阀动作监视保护、输水时间监视保护和离开限位超时保护。

6. 4 . 2 安全监控系统应对高危工况进行干预 ,应包括合拢保护、闭锁保护和水级保护。

6. 4 . 3 人字闸门船闸应具备合拢保护功能。

6. 4 . 4 采用动水关阀、间歇开阀的船闸 ,应具备动水关阀动作、间歇开阀动作监视保护功能。

6. 4 . 5 多级船闸应具备水级保护功能。

6 . 5 自检功能

6. 5 . 1 安全监控系统通电后 ,应显示自检结果。

6. 5 . 2 安全监控系统应具备故障自诊断功能 ,在发生故障影响正常使用时报警。

6 . 6 权限管理

安全监控系统应具备用户权限分级管理功能。

7 性能要求

7 . 1 系统性能

7 . 1 . 1 安全监控系统应满足下列要求 :

—实时数据更新周期小于 1 s ;

—调用新画面的响应时间小于 1 s ;

—报警或事件发生到监视器屏幕显示或发出音响的时间小于 2 s ;

—在显示画面上动态数据更新周期小于 2 s ;

—控制命令响应时间小于 1 s。

7 . 1 . 2 安全监控系统的操作安全性、通信安全性和硬件、软件及固件安全性 , 应满足 GA/T 1350、 GB 17859、GM/T 0001( 所有部分)的要求。

7 . 1 . 3 网络环境应满足 GB/T 37378 的要求。

7 . 1 . 4 防雷保护应满足 GB/T 3482 的要求。

7 . 1 . 5 工作电源宜采用冗余配置 , 电源性能应满足 GB/T 26802. 2 的要求。

7 . 1 . 6 工艺安全装置应满足下列要求 :

—正常时程序执行周期小于 100 ms ;

—故障时程序执行周期小于 200 ms ;

4

—数字量采集周期小于 500 ms ;

—模拟量采集周期小于 1 s ;

—对闸阀门运行控制单元数据采集和控制的响应时间小于 2 s。

7 . 2 数据存储

7 . 2 . 1 在关闭电源或供电中断时 ,安全监控系统的数据存储单元应保留已采集的所有数据。

7 . 2 . 2 数字量数据应按时序存储 ,模拟量数据存储周期不应大于 2 s。

7 . 2 . 3 安全监控系统的数据存储应具有历史追溯性。

7 . 2 . 4 安全监控系统宜存储不少于 180 天的监控数据。

8 测试要求

安全监控系统投运前 ,应按照 GB/T 42726、GB/T 13729 的要求对安全监控系统的功能、性能、系统通信以及电磁兼容性进行测试。