遼河流域重點(diǎn)污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)

高峰

（遼寧省環(huán)境監(jiān)控中心，遼寧 沈陽110161）

1 引言

污染源在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)能有效地為排污許可證發(fā)放、排污總量控制、排污申報(bào)核定、排污費(fèi)征收、環(huán)境質(zhì)量統(tǒng)計(jì)、環(huán)境污染執(zhí)法等各種環(huán)境管理工作提供有力可靠的依據(jù)。目前，污染源自動監(jiān)控系統(tǒng)功能較單一，數(shù)據(jù)共享性差，制約了在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的進(jìn)一步應(yīng)用。基于以上分析，建設(shè)新的污染源在線監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是十分必要的。本系統(tǒng)整合現(xiàn)有監(jiān)測設(shè)備，采用GPRS通信技術(shù)，結(jié)合GIS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)污染源監(jiān)測的網(wǎng)絡(luò)化和信息化，為污染源自動監(jiān)控管理工作提供數(shù)據(jù)支持。

2 系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)與架構(gòu)

2.1 目標(biāo)

建設(shè)具有數(shù)據(jù)采集、存儲、審核管理、統(tǒng)計(jì)分析和異常報(bào)警等多種功能的污染源自動監(jiān)控系統(tǒng)，及時(shí)了解遼河流域重點(diǎn)污染源自動監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的變化趨勢，發(fā)揮環(huán)境監(jiān)控和環(huán)境監(jiān)督作用，從而實(shí)現(xiàn)“測得準(zhǔn)、傳得快、說得清和管得好”的總體目標(biāo)。

2.2 架構(gòu)

系統(tǒng)包括3個(gè)層次，第一層設(shè)在企業(yè)現(xiàn)場端，主要完成自動監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的采集。第二層為傳輸網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫，由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器構(gòu)成，負(fù)責(zé)定時(shí)或即時(shí)傳送監(jiān)測點(diǎn)發(fā)送來的信息，將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。第三層為監(jiān)控中心，能提取監(jiān)測點(diǎn)的信息，也可同其交換信息（圖1）。

3 系統(tǒng)的主要建設(shè)內(nèi)容

本系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)警、數(shù)據(jù)處理、查詢統(tǒng)計(jì)、交換平臺、GIS 展示平臺、運(yùn)維監(jiān)管、系統(tǒng)管理模塊。

3.1 數(shù)據(jù)采集模塊

數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)自動監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸采集平臺。數(shù)據(jù)采集儀對現(xiàn)場設(shè)備的檢測結(jié)果實(shí)時(shí)進(jìn)行采樣并通過TCP／IP 協(xié)議向系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)，采集模塊實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)并解析入庫和實(shí)時(shí)展現(xiàn)（圖2）。

圖1 遼河流域污染源自動監(jiān)控系統(tǒng)總體架構(gòu)

圖2 數(shù)據(jù)采集平臺流程

3.2 數(shù)據(jù)報(bào)警模塊

數(shù)據(jù)報(bào)警模塊包括報(bào)警管理、報(bào)警統(tǒng)計(jì)。報(bào)警管理又分為數(shù)據(jù)報(bào)警和設(shè)備報(bào)警。數(shù)據(jù)報(bào)警是根據(jù)不同的報(bào)警狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警判定，分為超標(biāo)報(bào)警、異常報(bào)警和缺失報(bào)警。設(shè)備報(bào)警包含監(jiān)測儀器停運(yùn)報(bào)警、數(shù)采儀掉線報(bào)警、總量控制提醒等。報(bào)警統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)超標(biāo)報(bào)警數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、異常報(bào)警的統(tǒng)計(jì)。

3.3 數(shù)據(jù)處理中心

數(shù)據(jù)處理分為數(shù)據(jù)完整性校驗(yàn)、數(shù)據(jù)補(bǔ)遺、數(shù)據(jù)審核3個(gè)模塊（圖3）。

3.3.1 數(shù)據(jù)完整性校驗(yàn)

按照環(huán)保部規(guī)定和監(jiān)控中心特定的完整性判定標(biāo)準(zhǔn)，對企業(yè)進(jìn)行分組和對某個(gè)監(jiān)測指標(biāo)進(jìn)行完整性設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對企業(yè)數(shù)量、上傳率、監(jiān)測點(diǎn)總數(shù)量等數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)判定操作，數(shù)據(jù)判定可以參照比對監(jiān)測數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控和數(shù)采設(shè)備傳遞的信息。

圖3 數(shù)據(jù)處理流程

3.3.2 數(shù)據(jù)補(bǔ)遺

按照數(shù)據(jù)判定的類型，用戶采取人工補(bǔ)遺和技術(shù)補(bǔ)遺等手段進(jìn)行處置。人工補(bǔ)遺是參照比對監(jiān)測數(shù)據(jù)、視頻、故障碼以及企業(yè)提供的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行手工錄入（圖4）。

圖4 數(shù)據(jù)補(bǔ)遺

3.3.3 數(shù)據(jù)審核修正

包括審核修正漏采數(shù)據(jù)和異常監(jiān)測值，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)人工錄入污染物的濃度值和排放量。當(dāng)自動監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測到數(shù)據(jù)有漏采情況時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行自動補(bǔ)充或遠(yuǎn)程控制數(shù)據(jù)采集儀存儲數(shù)據(jù)補(bǔ)充。當(dāng)出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時(shí)，判斷出現(xiàn)異常的原因，把采集的數(shù)據(jù)與手工監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，最后對異常數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。

3.4 數(shù)據(jù)查詢與統(tǒng)計(jì)模塊

查詢統(tǒng)計(jì)分為綜合查詢和統(tǒng)計(jì)分析。綜合查詢分為監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)查詢、污染源基本信息查詢、設(shè)施查詢等。統(tǒng)計(jì)分析是對自動監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)各類統(tǒng)計(jì)分析，分析結(jié)果以多種表格化、圖形化方式表現(xiàn)，如按污染物排放量統(tǒng)計(jì)分析、缺失數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、污染源半月明細(xì)報(bào)表查詢等等。具體所需統(tǒng)計(jì)分析內(nèi)容可根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展。

3.5 數(shù)據(jù)交換平臺

污染源在線監(jiān)控平臺與國家下發(fā)軟件實(shí)現(xiàn)無縫對接，滿足省監(jiān)控中心對國家的數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計(jì)功能。污染源監(jiān)控平臺里的污染源檔案信息來源于數(shù)據(jù)中心并且在線監(jiān)測數(shù)據(jù)同數(shù)據(jù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

3.6 GIS 展示平臺

系統(tǒng)應(yīng)具備在GIS地圖標(biāo)注污染源點(diǎn)位、顯示通訊狀態(tài)、超標(biāo)狀態(tài)、總量柱狀圖功能，結(jié)合地理信息展示在線數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（圖5）。

圖5 展示平臺

4 結(jié)語

通過全面建設(shè)污染源自動監(jiān)控系統(tǒng)，可以進(jìn)一步掌握遼河流域重點(diǎn)污染源的實(shí)際排放情況，進(jìn)一步摸清影響環(huán)境質(zhì)量的主要因素，以適應(yīng)環(huán)境質(zhì)量管理和執(zhí)法需要，提高環(huán)境管理水平。系統(tǒng)的開發(fā)和相關(guān)示范工程的建設(shè)完成，將大大促進(jìn)遼河流域環(huán)境監(jiān)測的自動化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化進(jìn)程，對實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)企業(yè)污染物排放的監(jiān)督、總量控制和收費(fèi)管理具有重要作用，對改善環(huán)境質(zhì)量具有積極而深遠(yuǎn)的意義。

［1］李瑛玉.昆明市污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.昆明：云南大學(xué)，2013.

［2］齊 丹.基于云計(jì)算的環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.天津：天津大學(xué)，2012.

［3］孫栓柱，林 凱.基于WEB的南京市污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］.環(huán)境科技，2011（1）：42～44.

［4］李 勇，欒 輝.淺談污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)［J］.油氣田環(huán)境保護(hù)，2011（3）：11～12.

［5］趙麗媛，王 維.烏海市污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀及對策研究［J］.環(huán)境研究與監(jiān)測，2014（1）：71～72.

［6］任 偉，楊艷麗，任 靜，等.京杭大運(yùn)河蘇州高新區(qū)段水質(zhì)污染狀況研究［J］.安全與環(huán)境工程，2012（3）.