煤炭企業(yè)環(huán)境管理信息系統(tǒng)研究和應(yīng)用實(shí)踐

張曙光

（中國(guó)平煤神馬集團(tuán)，河南平頂山 467000）

煤炭企業(yè)環(huán)境管理信息系統(tǒng)研究和應(yīng)用實(shí)踐

張曙光

（中國(guó)平煤神馬集團(tuán)，河南平頂山 467000）

本文以中國(guó)平煤神馬集團(tuán)為例，以該集團(tuán)環(huán)境管理現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，研究了適合企業(yè)集團(tuán)環(huán)境管理活動(dòng)特點(diǎn)和管理體系結(jié)構(gòu)的環(huán)境管理信息系統(tǒng)總體框架結(jié)構(gòu)方案，并針對(duì)中國(guó)平煤神馬集團(tuán)進(jìn)行了系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境管理數(shù)據(jù)的高效獲取、海量存儲(chǔ)、快速處理和標(biāo)準(zhǔn)化報(bào)告的自動(dòng)生成，從而提升環(huán)境管理效率和可續(xù)決策的能力。

煤炭企業(yè)集團(tuán) 環(huán)境管理信息系統(tǒng) 數(shù)據(jù)技術(shù) 決策支持

1　環(huán)境管理信息系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

近年來(lái)，針對(duì)經(jīng)濟(jì)增速中存在的問(wèn)題，黨和國(guó)家提出發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的新戰(zhàn)略［1］。眾所周知，管理創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新是新戰(zhàn)略實(shí)施的中心環(huán)節(jié)，環(huán)境管理創(chuàng)新的重要方面是環(huán)境綜合決策過(guò)程［2］。環(huán)境綜合決策過(guò)程離不開(kāi)環(huán)境信息及相關(guān)信息的采集、處理和支持，無(wú)論是政府環(huán)境主管部門(mén)還是企業(yè)環(huán)境管理部門(mén)，有關(guān)污染控制設(shè)施的運(yùn)行、企業(yè)環(huán)境行為和環(huán)境信息公開(kāi)，都需要利用信息技術(shù)［3］。環(huán)境管理信息的現(xiàn)代化已被提上日程，而煤炭企業(yè)在此方面處于相對(duì)落后狀態(tài)。因此，研究具適用性、輔助性的煤炭企業(yè)集團(tuán)環(huán)境管理信息系統(tǒng)，對(duì)提高企業(yè)環(huán)境管理水平具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

環(huán)境管理信息系統(tǒng)（EMIS）主要由兩類(lèi)組織進(jìn)行開(kāi)發(fā)和使用:一是大型企業(yè)；二是政府環(huán)境主管部門(mén)，即各級(jí)政府環(huán)保局。由于政府和企業(yè)是兩類(lèi)不同性質(zhì)的組織，承擔(dān)的環(huán)境管理任務(wù)和責(zé)任不同，進(jìn)行管理的動(dòng)力來(lái)源和激勵(lì)機(jī)制不同，管理業(yè)務(wù)流程、管理方式和方法、以及對(duì)信息的需求都不同，開(kāi)發(fā)的EMIS也不同。

煤炭企業(yè)集團(tuán)的多元化發(fā)展，帶來(lái)了環(huán)境污染因子的多樣性和污染區(qū)域的復(fù)雜性，同時(shí)考慮環(huán)境管理信息系統(tǒng)的實(shí)用性要求，本研究課題是基于中國(guó)平煤神馬集團(tuán)環(huán)境管理的現(xiàn)狀，結(jié)合該集團(tuán)環(huán)境管理信息化建設(shè)迫切需要，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的一款具有一定針對(duì)性的企業(yè)集團(tuán)環(huán)境管理信息系統(tǒng)。

2　煤炭企業(yè)集團(tuán)EMIS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循如下原則:

（1）安全性原則:由于本系統(tǒng)的特殊性，系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須采用可靠軟硬件，保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。在對(duì)系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了一整套完善的安全保密措施。系統(tǒng)運(yùn)行可靠性要高，容錯(cuò)性要強(qiáng)，服務(wù)器端不會(huì)由于網(wǎng)絡(luò)原因處理數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差，客戶(hù)端也對(duì)數(shù)據(jù)多出采用校驗(yàn)機(jī)制，使系統(tǒng)可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）先進(jìn)性原則:系統(tǒng)開(kāi)發(fā)采用先進(jìn)的、成熟的技術(shù)，用多層軟件結(jié)構(gòu)來(lái)提高系統(tǒng)的模塊性和易管理性，用工作流技術(shù)來(lái)實(shí)施辦公自動(dòng)化系統(tǒng)以提高靈活性等。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)采用先進(jìn)的.NET技術(shù)，運(yùn)行于Framework平臺(tái)下，該平臺(tái)在通過(guò)WEB處理數(shù)據(jù)的時(shí)候有強(qiáng)大的功能，軟件能達(dá)到較成熟的應(yīng)用水平，并具有較長(zhǎng)的生命周期。

（3）標(biāo)準(zhǔn)性原則:依據(jù)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，保證系統(tǒng)具有良好的兼容性。比如我們采用XML作為數(shù)據(jù)交換手段；系統(tǒng)在建設(shè)過(guò)程中嚴(yán)格遵守“軟件工程”的規(guī)范，系統(tǒng)編碼、文檔、應(yīng)用平臺(tái)以及所采用的技術(shù)要遵循相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

（4）可擴(kuò)充性原則:系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中充分考慮到系統(tǒng)今后的擴(kuò)充，包括網(wǎng)絡(luò)規(guī)模上、用戶(hù)數(shù)、業(yè)務(wù)量、業(yè)務(wù)種類(lèi)等多種形式的擴(kuò)充。在網(wǎng)絡(luò)上，按照標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)保證系統(tǒng)具有較好的可擴(kuò)充性；在服務(wù)器上，選擇具有模塊化可擴(kuò)充結(jié)構(gòu)的主機(jī)，為今后系統(tǒng)業(yè)務(wù)量和用戶(hù)量的擴(kuò)充留有余地；在軟件上，采用組件技術(shù)來(lái)支持這種可擴(kuò)充性，并為用戶(hù)提供可二次開(kāi)發(fā)的完整框架；在輸入輸出上，要有良好的接口，能接收和輸出各種數(shù)據(jù)格式和圖形。同時(shí)，系統(tǒng)需預(yù)留一些功能模塊接口，以便于系統(tǒng)今后的升級(jí)。

（5）自動(dòng)化原則:實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的加工、處理、傳輸和存儲(chǔ)過(guò)程自動(dòng)化，以提高數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，傳輸速度，共享程度以及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

（6）一體化原則:采用大型數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行一體化管理，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)僅需錄入一次，就能形成數(shù)據(jù)鏈，從而減少數(shù)據(jù)的重復(fù)錄入，盡可能少占用存儲(chǔ)空間。

（7）實(shí)用性原則:對(duì)于客戶(hù)端要求甚低（只需要客戶(hù)端安裝IE7以上的瀏覽器即可），具有良好的系統(tǒng)性能，較高的業(yè)務(wù)處理效率，友好的用戶(hù)界面，便于掌握、使用和維護(hù)。

（8）兼容性原則:在系統(tǒng)建設(shè)時(shí)充分考慮系統(tǒng)兼容性，一方面，所選定的工具軟件、應(yīng)用軟件能很好地適應(yīng)系統(tǒng)使用需求，另一方面，系統(tǒng)需要很好的適應(yīng)硬件升級(jí)以及系統(tǒng)擴(kuò)充。

（9）經(jīng)濟(jì)性原則:在保證系統(tǒng)性能的前提下，盡可能選擇“性?xún)r(jià)比”高的軟硬件產(chǎn)品，提高資金使用效率。對(duì)生產(chǎn)、管理作用大、見(jiàn)效快的應(yīng)用軟件先上，統(tǒng)籌考慮軟硬件投入，分步實(shí)施。在多個(gè)子系統(tǒng)中要避免開(kāi)發(fā)的重復(fù)。

3　煤炭企業(yè)集團(tuán)EMIS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)

系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是:

（1）建立企業(yè)集團(tuán)及所有下屬企業(yè)主要環(huán)境信息和歷史環(huán)境數(shù)據(jù)的綜合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息分散和多方式存儲(chǔ)向計(jì)算機(jī)統(tǒng)一存儲(chǔ)的轉(zhuǎn)變。統(tǒng)一信息編碼和規(guī)范，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量和一致性，為環(huán)境信息查詢(xún)和計(jì)算機(jī)輔助環(huán)境決策提供基石；

（2）建立完善的企業(yè)集團(tuán)環(huán)境信息源系統(tǒng)和環(huán)境統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，提高集團(tuán)及下屬企業(yè)環(huán)境統(tǒng)計(jì)工作效率和質(zhì)量。為保證信息的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，數(shù)據(jù)需要在基層單位就錄入計(jì)算機(jī)。由集團(tuán)環(huán)保節(jié)能部職能處室及時(shí)完成環(huán)境統(tǒng)計(jì)報(bào)表和環(huán)保工作計(jì)劃，指導(dǎo)和協(xié)調(diào)基層環(huán)境保護(hù)工作；

（3）建立煤炭企業(yè)集團(tuán)環(huán)保門(mén)戶(hù)網(wǎng)站和辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，以網(wǎng)絡(luò)和協(xié)同工作技術(shù)為特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)內(nèi)部環(huán)境管理工作流程自動(dòng)化，收發(fā)文件向工作流自動(dòng)化方式飛躍，同時(shí)提供學(xué)習(xí)功能和知識(shí)共享機(jī)制。方便基層單位和集團(tuán)環(huán)保節(jié)能部交換環(huán)境信息與資料，發(fā)布環(huán)境通知和公告，也方便企業(yè)和政府主管部門(mén)交流環(huán)境信息，并成為公司環(huán)境信息公開(kāi)的主要渠道，環(huán)境保護(hù)政策和法規(guī)的主要宣傳陣地；

（4）建立礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)，保存歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和污染源檔案數(shù)據(jù)，環(huán)境監(jiān)測(cè)和污染源監(jiān)測(cè)計(jì)劃，污染源連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，支持礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量管理和污染物總量控制管理。

4　煤炭企業(yè)集團(tuán)EMIS系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu):考慮到本系統(tǒng)的功能要求和環(huán)境信息與環(huán)境管理工作特點(diǎn)，確定采用基于WEB的三層B/S應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)，包括:

（1）數(shù)據(jù)層:數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用，包括數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和保存介質(zhì)；

（2）持久層:包括數(shù)據(jù)字典、信息庫(kù)、事務(wù)處理和業(yè)務(wù)報(bào)表，是對(duì)一般MIS系統(tǒng)的抽象化處理，是業(yè)務(wù)功能與持久層之間的橋梁，通過(guò)持久層避免了業(yè)務(wù)邏輯處理直接對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作；

（3）邏輯層:包括系統(tǒng)的處理邏輯和業(yè)務(wù)邏輯，是系統(tǒng)功能的核心部分；

（4）表現(xiàn)層:與用戶(hù)進(jìn)行直接交互的界面。其結(jié)構(gòu)框架如圖4-1所示。

根據(jù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)總目標(biāo)和具體目標(biāo)，以及用戶(hù)調(diào)查與需求分析結(jié)果，考慮到用戶(hù)需求提出的合理性和使用可能帶來(lái)的效益，確定需要實(shí)現(xiàn)以下功能:

（1）煤炭企業(yè)環(huán)境統(tǒng)計(jì)管理和環(huán)境報(bào)表填報(bào)和傳送儲(chǔ)存功能；

（2）煤炭企業(yè)內(nèi)部環(huán)境管理協(xié)同辦公自動(dòng)化（OA）功能；

（3）煤炭企業(yè)環(huán)境綜合數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用（錄入與查詢(xún)）功能；

（4）煤炭企業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用管理功能；

（5）煤炭企業(yè)環(huán)保系統(tǒng)門(mén)戶(hù)網(wǎng)站功能；

（6）煤炭企業(yè)環(huán)境與資源空間信息（圖形）管理和應(yīng)用功能；

（7）煤炭企業(yè)創(chuàng)建國(guó)家環(huán)境友好型企業(yè)活動(dòng)管理功能。

綜上所述，系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)如圖4-2所示。

5　煤炭企業(yè)集團(tuán)EMIS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)

系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是:

（1）建立企業(yè)集團(tuán)及所有下屬企業(yè)主要環(huán)境信息和歷史環(huán)境數(shù)據(jù)的綜合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息分散和多方式存儲(chǔ)向計(jì)算機(jī)統(tǒng)一存儲(chǔ)的轉(zhuǎn)變。統(tǒng)一信息編碼和規(guī)范，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量和一致性，為環(huán)境信息查詢(xún)和計(jì)算機(jī)輔助環(huán)境決策提供基石；

（2）建立完善的企業(yè)集團(tuán)環(huán)境信息源系統(tǒng)和環(huán)境統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，提高集團(tuán)及下屬企業(yè)環(huán)境統(tǒng)計(jì)工作效率和質(zhì)量。為保證信息的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，數(shù)據(jù)需要在基層單位就錄入計(jì)算機(jī)。由集團(tuán)環(huán)保節(jié)能部職能處室及時(shí)完成環(huán)境統(tǒng)計(jì)報(bào)表和環(huán)保工作計(jì)劃，指導(dǎo)和協(xié)調(diào)基層環(huán)境保護(hù)工作；

（3）建立煤炭企業(yè)集團(tuán)環(huán)保門(mén)戶(hù)網(wǎng)站和辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，以網(wǎng)絡(luò)和協(xié)同工作技術(shù)為特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)內(nèi)部環(huán)境管理工作流程自動(dòng)化，收發(fā)文件向工作流自動(dòng)化方式飛躍，同時(shí)提供學(xué)習(xí)功能和知識(shí)共享機(jī)制。方便基層單位和集團(tuán)環(huán)保節(jié)能部交換環(huán)境信息與資料，發(fā)布環(huán)境通知和公告，也方便企業(yè)和政府主管部門(mén)交流環(huán)境信息，并成為公司環(huán)境信息公開(kāi)的主要渠道，環(huán)境保護(hù)政策和法規(guī)的主要宣傳陣地；

（4）建立礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)，保存歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和污染源檔案數(shù)據(jù)，環(huán)境監(jiān)測(cè)和污染源監(jiān)測(cè)計(jì)劃，污染源連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，支持礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量管理和污染物總量控制管理。

6 結(jié)語(yǔ)

本文以煤炭企業(yè)集團(tuán)環(huán)境管理需求分析為基礎(chǔ)、采用規(guī)范的MIS原型法和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具，研制并運(yùn)行了煤炭企業(yè)環(huán)境管理信息系統(tǒng)。以煤炭企業(yè)集團(tuán)環(huán)境管理需求分析為基礎(chǔ)，對(duì)EMIS系統(tǒng)總框架及數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行改良，增補(bǔ)用于支持多維查詢(xún)和部分污染控制設(shè)施運(yùn)行規(guī)律探索的模塊，形成決策能力相對(duì)較強(qiáng)的新系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)進(jìn)行多維查詢(xún)和提供非常規(guī)報(bào)表的能力，并賦予系統(tǒng)對(duì)集團(tuán)重點(diǎn)污染源控制設(shè)施運(yùn)行情況分析和運(yùn)行規(guī)律探索的能力，使數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)適用于該領(lǐng)域。在本領(lǐng)域研究利用系統(tǒng)建立的環(huán)境數(shù)據(jù)源及其收集的海量數(shù)據(jù)，支持企業(yè)環(huán)境決策活動(dòng)，也支持環(huán)保設(shè)施運(yùn)行者和管理者通過(guò)對(duì)收集數(shù)據(jù)挖掘獲得有利與提高運(yùn)行效果的知識(shí)，改進(jìn)了這些設(shè)施的運(yùn)行效果，經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試及實(shí)際應(yīng)用表明其操作簡(jiǎn)便、適應(yīng)性強(qiáng)，決策支持功能有一定程度提高。

［1］王崇倡，宋偉東.阜新礦區(qū)資源環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立.礦山測(cè)量，2005（3）：1-4.

［2］翟俊，何強(qiáng).水污染控制規(guī)劃地理信息系統(tǒng)模型庫(kù)的應(yīng)用.重慶大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006（7）：134-137.

［3］傅國(guó)偉，程振華.水質(zhì)管理信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì).環(huán)境科學(xué)，1987，9（4）：13-18.

張曙光（1987—），男，河南商丘人，漢族，助理工程師，雙碩士學(xué)位，2012年畢業(yè)于河南理工大學(xué)礦業(yè)工程專(zhuān)業(yè)，2014年畢業(yè)于華中科技大學(xué)軟件工程專(zhuān)業(yè)，長(zhǎng)期從事礦山開(kāi)采技術(shù)工作。