自動控制新技術在環境監測領域的應用

盧越琴+楊茜+馬玲莉+羅涌春

摘 要：隨著社會的不斷進步和人們環保意識的逐漸增強，對生態領域的監測和研究力度越來越大。我國地域面積廣闊，環境保護工作的內容較多，如果僅依靠傳統方式，則無法很好地滿足環境監測的要求。在這種時代背景下，必須引進先進的科學技術，加快環境檢測的智能化和信息化。分析了自動控制新技術在環境檢測領域的應用現狀及具體類型，并重點介紹了其應用途徑。

關鍵詞：自動控制技術；環境監測；環境管理；數據管理

中圖分類號：X830 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.150

隨著科學技術的日新月異，信息化時代已經到來，各行業領域的自動化水平逐步提高，環境監測領域面臨著巨大發展的機遇和挑戰。如何將現代化技術與生態環境的保護工作完美地融合在一起，是政府部門和研究人員應努力解決的問題，從而開發新型的自動控制技術，提升環境監測工作的質量和效率，轉變行業現狀。

1 自動控制新技術的應用現狀

雖然自動控制新技術在環境監測領域的應用時間不長，但其運用范圍較大，且影響較大。自1999年起，我國環保部就已開始建立水質自動檢測站，主要集中于松花江、長江、淮河流域。經過近30年的發展后，我國已有40座自動檢測站投入使用，比如天津市濱水水質檢測中心、上海黃浦江區域檢測中心等。而在社會發展的過程中，空氣污染越來越嚴重，霧霾等惡劣天氣逐漸增多。因此，大氣環境的監測工作力度不斷加大，比如，北京市已建立了26個空氣質量自動監測站，江蘇省以互聯網為基礎，在絕大多數市、縣建立了空氣質量自動監測站。從國外的應用情況看，以美國為代表的發達國家早在20世紀70年代就開始將自動控制新技術應用于環境保護工作，形成了完整的環境監測體系。至今為止，美國已設立了6 000個監測點，其中，國家級監測點有350個；而荷蘭等國家設立了覆蓋全國的空氣質量監測點。

2 自動控制技術在環境監測領域的應用

自動控制新技術在環境監測領域的應用主要包括寬帶高速技術、數字數據網技術等，其都以計算機、互聯網、地理信息系統為基礎，能準確地為監測工作提供數據。寬帶高速技術又可分為無線GRPS和有線Modem。目前，使用較廣泛的是無線GRPS，其受環境因素的影響小、靈活性高，不需要考慮頻道干擾和網絡費用等問題。在環境監測領域中，自動控制通信技術主要應用于大氣、水質等的檢測，它突破地域空間的限制，動態監測污染源，且在對噪聲污染等突發性信息的傳輸上有獨特優勢。隨著衛星業務的發展，我國設立了80多個監測水質自動站，提升了通信技術在環境監測領域的應用水平。數字數據網技術（DDN）主要的優勢為速度快，特別適用于我國的監測子站。

2.1 遠程視頻監控系統的應用

遠程視頻監控系統是自動控制技術的重要組成部分之一，主要包括中心站控制、通信技術和遠程視頻。其中，核心是中心站控制，其主要完成環境監測信息的處理，通過監控現場圖像、協調控制信號等方式，最終實現遠程動態監測。在環境監測領域，遠程視頻監控系統主要應用于監測子站，能及時了解水質監測子站水資源的變化情況、空氣污染程度等。

2.2 組態軟件的應用

組態軟件以圖形技術、控制技術、數據庫技術等基礎，能快速采集環境監測數據，并及時進行數據處理，特別是組態報表功能，不僅儲存各類報表，比如環境日報、季報等，且能在報表中加入更清晰的圖像，比如折線圖、柱狀圖等，從而實時為用戶提供數據，其主要構成如圖1所示。

圖1 組態軟件的結構

2.3 GIS地理信息系統的應用

GIS地理信息系統的應用對環境監測有較大的影響，它能幫助控制室找出污染源因素，并通過計算機等技術模擬排放過程，以動態的形式向人們展示環境監測過程。特別是在城市環保信息系統中，GIS地理信息系統通過收集原始數據，可幫助環保部門快速整理資料，進行等標負荷、監測點點位、排污申報、空氣質量周報、數據轉化輸出等方面的分析，并建立環境統計數據庫、基礎圖形庫、環境監測數據庫等，從而對環境規劃進行實時調整，為新型城市化建設提供數字化、自動化和信息化基礎。

3 自動控制新技術的應用流程

自動控制新技術在環境監測領域中主要用于水質、空氣和污染源質量自動監測系統。

3.1 自動控制新技術在環境決策中的應用

隨著可持續綠色發展理念的普及，我國的經濟生產模式逐漸從粗獷型轉變為集約型。環境監測系統能實時觀察環境的變化情況，其決策工作主要包括環境政策的制訂、環境技術支持等，在此過程中加入自動控制技術能更加準確地預測環境發展的方向。

3.2 自動控制新技術在數據收集中的應用

環境監測工作通過自動控制新技術能收集大量的原始數據，研究人員需要對這些數據進行科學分類和整理。需要注意的是，人們的環保意識在逐步增強，環境監測工作應結合人們的實際需求，利用自動控制收集、發布技術，并賦予人們環境知情權；組織人們參與環境監測過程，這有利于監督自動監測工作，從而提升環境保護工作的質量。

3.3 自動控制新技術在保護環境中的應用

傳統的環境保護主要是在室內實驗室進行的，這是因為受到自然因素和人為因素的影響，研究人員無法深入實地考察。但隨著自動控制新技術的應用，擴大了環境監測的范圍，突破了傳統監測方式的技術瓶頸，借助GPS等系統避免了人為失誤的出現。

4 結束語

綜上所述，在環境監測領域中應用自動控制新技術能有效保護生態環境，及時跟蹤、解決保護環境過程中出現的新問題。因此，環保部門應加大對自動控制技術的研發力度，積極借鑒國內外的先進經驗創新自動控制技術，深入生態環境復雜的地區，基于區域整體視角，制訂系統的環境保護措施，實時監測環境質量的變化情況，從而改善生態環境，協調人與自然的關系。

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〔編輯：張思楠〕