【GB国家标准】 公共电信网增强支持智能环境预警应用的技术要求

ICS33.030
L67
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T38934—2020
公共电信网增强
支持智能环境预警应用的技术要求Public telecommunication network enhancement-Technical requirements insupportofintelligentenvironmentalwarningapplication2020-07-21发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
发布
2021-02-01实施
GB/T38934—2020
前言
范围
2
3
4
5
规范性引用文件
术语和定义
缩略语
智能环境预警应用定义
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
应用定义
应用特征
应用范围
用户类别
应用类型
6智能环境预警应用框架
6.1
6.2
系统组网架构
业务逻辑架构
7对感知延伸层的要求
7.1
7.2
7.3
对感知延伸层的总体要求
对感知延伸层的技术要求
对环境感知网关管理要求
对环境感知网络管理要求
7.4
对环境感知设备管理要求
7.5
8对网络层的要求
.
对网络层的总体要求
8.1
8.2对网络层的技术要求
9对业务支撑的要求
9.1对业务支撑的总体要求
9.2
对业务支撑的技术要求
10安全要求
10.1
10.2
10.3
网络安全
信息传输安全
感知设备安全
11
QoS要求
11.1
QoS控制要求
11.2
QoS质量要求
目
次
附录A（资料性附录）
水环境质量预警典型应用场景
附录B（资料性附录）区域生态环境质量预警典型用例·11
12
12
12
14
前言
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草GB/T38934—2020
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这些专利的责任本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出本标准由全国通信标准化技术委员会（SAC/TC485)归口。本标准起草单位：中国移动通信集团公司。本标准主要起草人：谢美、陈志刚、刘越I
1范围
公共电信网增强
支持智能环境预警应用的技术要求GB/T38934—2020
本标准规定了基于公众服务网络的智能环境信息预警的业务定义、应用框架和物联网要求。本标准适用于智能环境预警业务的设计、运营和实施部署2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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/T33745—2017物联网术语
YD/T2399—2012M2M应用通信协议技术要求3术语和定义
GB/T33745一2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
区域region
用某项指标或某几个特定指标的结合，在地球表面划分出具有一定范围的连续而不分离的单位。4缩略语
下列缩略语适用于本文件，
eMTC：增强机器类通信（FurtherLTEenhancementsforMachineTypeCommunications）LTE：3GPP长期演进技术（LongTermEvolution）NB-IoT：基于蜂窝的窄带物联网（NarrowBandInternetofThings）TD-SCDMA：时分同步码分多址接人系统（TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccess）
UPnP：通用即插即用（UniversalPlugandPlay）URI：通用资源标识（UniversalResourceIdentifier）WCDMA：宽带码分多址接人系统（WidebandCodeDivisionMultipleAccess）WLAN：无线局域网（WirelessLocalAreaNetwork）5
智能环境预警应用定义
应用定义
5.1
智能环境预警应用，是通过对环境污染和灾害信息的采集、分析，基于公众通信网络和物联网，为环1
GB/T38934—2020
境部门及社会公众提供的信息监控、预警的信息服务5.2
应用特征
智能环境预警应用具有以下特征a）具备空气、水、土壤等环境保护对象的环境信息预警；b）具备无机污染物、有机污染物、有害微生物、核辐射、噪声等污染物、地质灾害等灾害信息的预警；
c）为用户开发提供开放的环境信息接口；d）根据国家环境安全标准，实现准实时的环境污染预警通知服务和应急服务。5.3
应用范围
智能环境预警应用的场景由以下因素构成：a）适用的环境要素
1）大气：室内空气、外界环境空气、废气；2）水体：湖泊、河流、海洋等地表水、地下水、废水；土壤：土地、各水体底部的沉积物等；3）
辐射：人类整个生存空间。
4）
b）适用的监测对象
有机污染物：蛋白质、油脂等耗氧有机物，卤代烃类化合物，芳香烃类化合物及其衍生物，1）
苯、甲苯、甲醛等挥发性有机污染物，农药，石油烃类化合物等；2）
无机污染物：铅、汞、等重金属，氮磷等营养元素，NO2一、CN-、F-等无机阴离子等；3）
悬浮颗粒物：悬浮在大气及水体中的颗粒物等；4）
5)
微生物：大肠菌、病毒、病菌等；核辐射及电磁辐射；
噪声及振动。
6）
c）适用的区域按功能分类包括：生活居住区、工业生产区、农业种植区、水产养殖区、交通运输干线两侧、自然保护区、垃圾填埋场/焚烧厂、污染源排放口、港口、入海口等5.4用户类别
智能环境预警的业务用户为公众用户和行业用户。对于公众用户，智能环境预警平台向他们提供信息查询、预警等服务；行业用户包括政府职能机构及环境监管部门，重点污染排放企业和其他用户（如科研院校、环保公司）等，智能环境预警平台为他们提供各种信息订阅、查询、预警等服务。5.5应用类型
5.5.1概述
智能环境预警应用的类型主要包括大气环境质量预警、水环境质量预警、土壤环境质量预警、辐射环境质量预警和区域生态环境质量预警五类，预警值根据环境保护标准进行设定或直接由环境保护执法部门设定和更新。
5.5.2大气环境质量预警
大气环境质量预警主要包括两部分：a）空气质量预警：
2
5IG
GB/T38934—2020
监测装置对周边大气环境进行周期性或全天连续性监测，所测数据通过有线或无线网关（环境感知网关）传送至环境质量预警平台，平台依据不同空气质量功能区的标准设定预警阈值，当某个环境监测数值达到预警阅值时，系统发出预警信息给用户。对于公众用户，在收到预警信息后，可采取相应的防护措施以保障自身及农业生产的安全。对于行业用户，平台对环境监测数据进行统计分析，实现对大气环境质量的评估和管理。另外，政府用户可对其权限内可能的污染源进行排查，并提出解决方案以解除告警b）废气排放预警：
企业、政府等行业用户在工矿企业废气排放口定点安置的监测装置对空气质量参数进行实时监测，并将监测数据通过有线或无线网关传送到环境质量预警平台。当某个参数值达到环境保护标准时（参见国家环境保护标准中的大气污染物排放标准），平台启动告警功能，提供预警信息给用户，实现用户对废气排放的监督管理。5.5.3水环境质量预警
水环境质量预警主要包括水体质量预警和废水排放预警两部分（典型应用场景参见附录A）：a）水体质量预警：
水体质量预警主要是对地表水、海水、地下水、农田灌溉水和渔业水质进行实时监测，所得数据通过无线网关传输到环境质量预警平台。当某个监测数值达到环保部发布的相应标准值时，平台启动告警功能，从而保障用户自身及农业、渔业生产的安全b）废水排放预警：
废水排放预警是在废水排放口地点安置监测系统，对水质参数进行实时监控。当某个监测数值达到规定预警阅值时，环境质量预警平台提供告警信息给行业用户，从而做好应急处理工作。另外，平台将监测数据进行统计分析，所得结论用于政府用户对各类水环境进行风险评估，同时加强运行管理的能力，并设计水污染控制管理机制。5.5.4土壤环境质量预警
土壤环境质量预警是指用户根据土地利用类型和土壤应用功能的不同，定点安置相应的环境监测系统，监测数据通过有线或无线网关传输到环境质量预警平台。当某个监测参数值达到预普值，平台发送预警信息给用户，使其做好应急准备并及时进行土壤修复工作，从而保障农林生产，维护人体健康。5.5.5辐射环境质量预警
辐射环境质量预警是指根据人类活动区域功能的不同，定点安置辐射监测系统进行全天连续监测，监测数据通过有线或无线网关传输到环境质量预警平台。当监测辐射数值达到预警阅值，平台发送预警信息给用户，使其及时做好防护工作，保障人身安全。5.5.6区域生态环境质量预警
生态环境质量预警包含了大气、水、土壤、辐射环境质量预警的功能，另外还具有噪声、振动等预菩功能。用户在不同区域定点安置环境监测系统，对各个参数进行实时监控。数据通过有线或无线网关传送到环境质量预警平台，当某个监测参数值达到预警阅值时，平台发送预警信息给用户，使其及时采取防护措施。政府用户利用专家系统提供的分析结果对区域生态环境进行风险评估和监督管理，其典型用例参见附录B。
3
GB/T38934—2020
智能环境预警应用框架
6
6.1系统组网架构
智能环境预警组网采用分层的通信系统架构如图1所示，包括感知延伸层、网络层、应用层三层，在不同的层次上支持不同的通信协议。感知延伸层将环境感知分析和控制技术应用在智能环境预警应用上，由各种环境感知分析仪器、网络以及环境感知网关设备组成，支持包括Wi-Fi、ZigBee、Bluetooth、RS-232/485等通信协议在内的多种感知延伸设备和网络的接入，网络层的接人网提供多种接人技术，包括有线方式的Ethernet、ADSL、FTTx等，以及无线方式的WLAN、2G、3G、LTE、NB-IoT、eMTC等，实现远程的数据传输。应用层包括智能环境运营支撑和智能环境应用服务两大功能。其中运营支撑功能包括用户管理，业务管理、数据管理、设备管理、开放数据接口管理、接人管理、安全、认证、授权、计费等模块功能；应用服务功能包括为用户环境信息查询、预警、分析等模块功能。智能环境预警业务的用户可通过多种终端，例如智能手机、PC机（个人电脑）、PDA（个人数字助理）、便携式电脑等与智能环境预警应用服务功能交互，使用环境预警信息服务环境信息查询
应用层
用户管理
核心网
网络层
接入网
Etherne
环境感知网关
感知延伸层
2业务逻辑架构
6.2
6.2.1概述
2-1g
辐射监测
环境信息
预警
业务管理
ADSI
数据管理
核心网
WLAN
环境感知网关
Wi-FLZigbe
0
土壤监测
环境信意
预警门户
开放数据
设备管理
2G/3G/LTE
电
环境感知网关
接口管理
NB-IoT/eMTC
环境信息
预警分析
电
环境感知网关
-2esBluo
空气监测
图1智能环境预警系统组网图Www.bzxZ.net
业务逻辑架构的示意图如图2所示：4
Wi-FL,Zigbee,
水质监测
智能环境预警
应用层
智能环境预警
网络层
智能环境预警感
知延伸层
区域环境预警
空气环境
预警系统
用户
业务应用子系统
水环境
预警系统
环境感知网关
水环境
传感网
综合环境
预警门户
土壤环境
预警系统
环境感知网关
空气环境
传感网，
核心网
接入网
环境感知网关
辐射环境
传感网
GB/T38934—2020
开发者
运营管理子系统
运营管理平台
环境信息中心
应用开放系统
环境感知网关
生壤环境
传感网
图2智能环境预警业务逻辑架构图智能环境预警业务逻辑架构由三层组成，包括智能环境预警应用层、智能环境预警网络层和智能环境预警感知延伸层。在智能环境预警感知延伸层与智能环境预警网络层之间，主要采用目前环境感知仪器现有外部数据控制接口及其协议，以尽可能大范围地适配现有环境传感设备。智能环境预警感知传感网包括关于水、空气、辐射以及土壤等环境感知仪器及其组成的感知网络，环境感知传感网内部的通信协议和接口遵循现有国家标准和行业标准，本标准不做另行规定。智能环境预普警网络层负责应用层与感知延伸层的通信管理和控制。对环境感知网络负责管理和控制，并对应用层与环境感知延伸网络的通信进行数据转换和格式化。智能环境预警应用环境接人网关与应用层的通信协议，采用YD/T2399一2012业务层通信协议技术要求规范，采用统一的通信协议和数据接口，与应用层进行通信，以适应系统变化和扩展的要求。智能环境预警应用层包括业务应用子系统和运营管理子系统。业务应用子系统提供综合环境预警门户服务以及专项环境管理对象预警服务，包括水环境预警、空气环境预普、土壤环境预菩、辐射环境预警以及生态环境预警；业务应用子系统接受运营管理子系统的业务管理和用户管理。运营管理子系统包括运营管理平台和环境信息中心以及应用开放系统，对智能环境预警的业务、用户、计费等进行管理以及对第三方开发者提供开放的数据应用开发接口。还包括数据融合功能，通过智能环境预菩平台提供专家系统，能对监测数据进行统计分析，产生更有效、更符合用户需求的数据。通过数据融合，可获得更准确的结论，同时减少了所要传输的数据量，从而节省了节点的能量消耗，提高了数据收集效率。智能环境预警的用户可根据权限获取业务应用子系统提供的各种智能环境预普警业务。运营管理子系统对网关、业务应用子系统以及用户信息等进行监测和管理，保证智能环境预警网络的可控性。6.2.2业务应用子系统
业务应用子系统包括水环境预警、空气环境预警、土壤环境预警、辐射环境预警、生态环境预警五大基本子系统以及区域环境预菩和综合环境预警门户两大应用集成系统组成。5
SAG
GB/T38934—2020
业务应用子系统主要是向公众提供环境预警信息的查询、发布。发布的方式可支持网站、短信、微信等多种渠道和形式的发布，并支持公众用户通过WEB、WAP等方式的查询。水环境预警、空气环境预警、土壤环境预警、辐射环境预警、生态环境预警五大应用子系统是专业的环境预警系统，可作为单独的应用子系统向公众提供服务。区域环境预警指在特定区域，例如特定水流域环境或者城市区域环境，向公众提供的智能环境预警服务子系统；综合环境预菩门户是指提供集合多种环境对象预警的综合系统，例如包括水、空气等环境对象的综合系统。
区域环境预警和综合环境预警门户是以水环境预警、空气环境预警、土壤环境预警、辐射环境预警、生态环境预菩五大应用子系统为基础，按照区域或者预警对象的不同组合需求，进行数据展现的集成系统。
6.2.3运营管理子系统
运营管理子系统包括运营管理平台、环境信息中心、应用开放系统三部分。SAG
运营管理平台主要包括环境感知接入网关的管理、QoS（业务质量）管理、安全管理，并负责业务的管理、业务数据的管理、用户账户的管理等，提供业务及网络运行状况监测、故障检测及恢复、配置管理、用户的授权、鉴权、计费等功能，保证智能环境预警应用网络的可运营、可管理性。环境信息中心主要是对环境感知的数据进行存储和管理，是应用子系统的集中和统一的数据中心。应用开放系统主要完成第三方环境应用开发者的基于环境信息中心的环境感知数据进行应用开发的管理，包括数据接口、应用发布、应用接入及鉴权等。6.2.4环境感知设备接入控制网关环境感知设备接人控制网关支持环境感知网络设备之间的多种通信协议和数据类型，实现多种环境感知网络及设备之间数据通信格式的转换，对上传的数据格式进行统一格式化为符合YD/T2399-2012业务层通信协议技术要求的消息，同时对下达到感知延伸网络的采集或控制命令进行映射，产生符合具体设备通信协议的消息。环境感知设备接人控制网关对环境感知延伸网络及设备进行统一控制与管理，向上层屏蔽底层感知延伸网络的异构性。
环境感知设备接人控制网关与应用层的通信应符YD/T2399一2012业务层通信协议技术要求规范；环境感知设备接人控制网关与环境感知延伸层网络和设备的通信应符合现有国家环境仪器数据通信行业标准和国家标准。
6.2.5环境感知仪器及网络系统
由服务于智能环境预警系统的各种环境数据采集和分析仪器及其组成的网络组成，包括水污染采集分析仪器及传感网络、空气污染采集分析仪器及传感网络、土壤污染采集分析仪器及传感网络、辐射污染采集分析仪器及传感网络、生态污染采集分析仪器及传感网络。感知延伸设备之间支持多种通信协议，可组成BACnet、UPnP、Wi-Fi、ZigBee、Bluetooth等以及其他多种感知延伸网络。7对感知延伸层的要求
7.1对感知延伸层的总体要求
7.1.1扩展性
在智能环境预警的应用环境中，感知延伸层会有新设备加入或旧设备离开等情况发生，从而使网络6

小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。