包頭市非國(guó)控污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王宏寬

摘 要：包頭市作為內(nèi)蒙古自治區(qū)最大的工業(yè)城市，擁有鋼鐵、冶金、化工、電力等眾多大型工業(yè)企業(yè)，環(huán)境壓力巨大。為進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)工業(yè)企業(yè)的監(jiān)督管理，建設(shè)了包頭市非國(guó)控污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)充分發(fā)揮信息網(wǎng)絡(luò)、通訊、3S（GPS、GIS、GRS）技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染源污染物排放情況24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠自動(dòng)采集數(shù)據(jù)、自動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)、自動(dòng)處理及自動(dòng)分析、匯總數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智慧化的環(huán)境監(jiān)控管理。

關(guān)鍵詞：污染源 在線監(jiān)控 環(huán)境保護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP277；TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）08（b）-0099-02

改革開(kāi)放以來(lái)，伴隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，生態(tài)環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重，包頭市也面臨著同樣的問(wèn)題。包頭市的環(huán)境管理工作面臨著排污企業(yè)分散，監(jiān)管難度大；環(huán)境監(jiān)察人員有限，監(jiān)察工作力不從心；環(huán)境管理效率不高；環(huán)境監(jiān)測(cè)、監(jiān)察頻率低等問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)的建立，可提供24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為環(huán)境管理提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，從而使環(huán)保部門(mén)在環(huán)境執(zhí)法中處于主動(dòng)地位，更好地做好環(huán)境管理工作。

1 包頭市非國(guó)控污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 框架結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)總體框架主要由數(shù)據(jù)源層、數(shù)據(jù)共享服務(wù)層、應(yīng)用支撐層和業(yè)務(wù)展現(xiàn)層4個(gè)層次構(gòu)成。

數(shù)據(jù)源層主要包括污染企業(yè)綜合監(jiān)控管理相關(guān)內(nèi)容，主要功能是管理數(shù)據(jù)的匯聚，包含前端設(shè)備以及后臺(tái)的業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)。前端采集、監(jiān)控設(shè)備收集到各類(lèi)環(huán)保實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后統(tǒng)一由后臺(tái)業(yè)務(wù)系統(tǒng)收集并進(jìn)行整理匯總，為開(kāi)展業(yè)務(wù)應(yīng)用提供基礎(chǔ)支持。

數(shù)據(jù)共享服務(wù)層包括環(huán)境空間數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)和環(huán)境數(shù)據(jù)中心兩個(gè)部分，環(huán)境空間數(shù)據(jù)服務(wù)共享平臺(tái)負(fù)責(zé)對(duì)空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理，包括所有的地圖數(shù)據(jù)、圖層數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)等，對(duì)外提供GIS服務(wù)以及基本的空間分析能力；環(huán)境數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)所有的環(huán)保業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，包括污染源數(shù)據(jù)、環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)等，對(duì)外提供環(huán)境數(shù)據(jù)服務(wù)。

應(yīng)用支撐層包括統(tǒng)一用戶(hù)管理、數(shù)據(jù)交換引擎等一系列成熟的組件。系統(tǒng)支持多種事務(wù)實(shí)現(xiàn)機(jī)制，充分考慮基于環(huán)保應(yīng)用中事務(wù)管理的復(fù)雜性，并提供相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)；支持組件化的開(kāi)發(fā)部署，并提供相關(guān)API接口來(lái)減少系統(tǒng)間的耦合度，便于系統(tǒng)的擴(kuò)充和部署。

業(yè)務(wù)展現(xiàn)層主要是污染源自動(dòng)監(jiān)控平臺(tái)的使用和管理。污染源自動(dòng)監(jiān)控管理是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它提供一套完整的環(huán)保業(yè)務(wù)集成框架，在該框架的基礎(chǔ)上，通過(guò)插件的形式豐富業(yè)務(wù)功能，每一個(gè)具體的業(yè)務(wù)邏輯通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)，能進(jìn)行方便快捷的嵌入與分離。

1.2 系統(tǒng)組成

在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)為界面展示系統(tǒng)、界面服務(wù)系統(tǒng)、業(yè)務(wù)服務(wù)系統(tǒng)和公共服務(wù)系統(tǒng)4個(gè)部分：

（1）界面展示系統(tǒng)的主要功能是與用戶(hù)完成數(shù)據(jù)及功能交互，是在線監(jiān)控系統(tǒng)功能的集中呈現(xiàn)。通過(guò)界面插件的不同組合能夠快速定制出面向不同用戶(hù)和應(yīng)用場(chǎng)景的界面，功能的插件化也便于新功能模塊的快速開(kāi)發(fā)和部署。

（2）界面服務(wù)系統(tǒng)是界面展示系統(tǒng)數(shù)據(jù)展示和功能交互的支撐，完成了用戶(hù)操作控制與界面呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理。界面服務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了用戶(hù)界面呈現(xiàn)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)邏輯的分離，能夠快速適應(yīng)用戶(hù)界面需求的變化。

（3）業(yè)務(wù)服務(wù)系統(tǒng)通過(guò)在ESB（Enterprise Service Bus，企業(yè)服務(wù)總線）上發(fā)布的服務(wù)接口，向界面服務(wù)系統(tǒng)提供業(yè)務(wù)支撐。業(yè)務(wù)服務(wù)系統(tǒng)通過(guò)調(diào)用環(huán)境數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)接口和環(huán)境空間數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)的GIS接口分別讀取環(huán)境數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)運(yùn)算結(jié)果通過(guò)服務(wù)接口進(jìn)行發(fā)布。

（4）公共服務(wù)系統(tǒng)主要包括環(huán)境數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)接口服務(wù)和環(huán)境空間數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)的GIS接口服務(wù)，公共服務(wù)系統(tǒng)在ESB上發(fā)布的兩個(gè)服務(wù)接口既能夠支撐自身系統(tǒng)的上層應(yīng)用軟件，也能夠?yàn)槠渌麘?yīng)用系統(tǒng)提供支撐。

2 包頭市非國(guó)控污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)

2.1 網(wǎng)絡(luò)安全

一是從企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)端到環(huán)保局監(jiān)控中心機(jī)房全部采用光纖專(zhuān)線接入，在保證網(wǎng)絡(luò)速率的同時(shí)，確保了數(shù)據(jù)的安全性。二是設(shè)置了硬件防火墻，防火墻位于內(nèi)部核心交換和接入網(wǎng)絡(luò)之間，監(jiān)控內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與接入網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通信，為內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)設(shè)置了一道屏障，保護(hù)了內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器的安全[2]。三是設(shè)置了入侵檢測(cè)系統(tǒng)，設(shè)置相應(yīng)的安全策略，通過(guò)監(jiān)測(cè)并分析網(wǎng)絡(luò)中各用戶(hù)和系統(tǒng)的活動(dòng)，識(shí)別已知的攻擊行為，統(tǒng)計(jì)分析異常行為，提供對(duì)內(nèi)部攻擊、外部攻擊和誤操作的實(shí)時(shí)保護(hù)。

2.2 數(shù)據(jù)信息安全

一是服務(wù)器操作系統(tǒng)選用Windows server 2008企業(yè)版，數(shù)據(jù)庫(kù)選用sql server 2008企業(yè)版，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全性與易維護(hù)性的統(tǒng)一。二是設(shè)置了數(shù)據(jù)庫(kù)的自動(dòng)備份、自動(dòng)收縮及磁盤(pán)占用情況的自動(dòng)檢測(cè)功能，監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)備份功能，系統(tǒng)服務(wù)磁盤(pán)占用情況的自動(dòng)檢測(cè)功能，確保數(shù)據(jù)的可用性[3]。三是系統(tǒng)采用分級(jí)管理，訪問(wèn)授權(quán)驗(yàn)證，用戶(hù)信息加密等措施，確保數(shù)據(jù)的安全性。四是系統(tǒng)采用分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各層間耦合度低，易于系統(tǒng)的修正及二次開(kāi)發(fā)。

3 包頭市非國(guó)控污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

3.1 污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)的功能

系統(tǒng)功能分為系統(tǒng)運(yùn)維管理平臺(tái)，環(huán)境空間數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)，污染源在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集，污染源在線監(jiān)控企業(yè)的管理，在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)警管理，在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的審核修約管理，在線監(jiān)控企業(yè)統(tǒng)計(jì)分析及移動(dòng)端應(yīng)用系統(tǒng)等。

3.2 污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)的目標(biāo)控制

污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)完成，補(bǔ)充了國(guó)發(fā)的“國(guó)控重點(diǎn)污染企業(yè)在線監(jiān)控系統(tǒng)”未能監(jiān)控的企業(yè)，對(duì)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)全部進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)控范圍達(dá)到了全覆蓋；同時(shí)完善了“國(guó)控重點(diǎn)污染企業(yè)在線監(jiān)控系統(tǒng)”的不足，增加了GIS系統(tǒng)、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、告警處理、移動(dòng)端應(yīng)用等功能。非國(guó)控污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)與包頭市現(xiàn)有的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、高空視頻監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)動(dòng)車(chē)排氣檢測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)結(jié)合，形成一個(gè)統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，配合12369環(huán)保舉報(bào)熱線、通過(guò)網(wǎng)格化監(jiān)督管理平臺(tái)（包括環(huán)保執(zhí)法車(chē)輛GPS跟蹤、指揮呼叫、移動(dòng)執(zhí)法等），實(shí)現(xiàn)了全市環(huán)境監(jiān)管的統(tǒng)一調(diào)度指揮。

4 結(jié)語(yǔ)

包頭市非國(guó)控污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了如下4個(gè)具體的目標(biāo)。

（1）非國(guó)控企業(yè)在線數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)查看。

實(shí)時(shí)反映監(jiān)控企業(yè)的排污情況，包括水污染物和氣污染物的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，小時(shí)數(shù)據(jù)、日數(shù)據(jù)及各類(lèi)實(shí)時(shí)參數(shù)。

（2）在線數(shù)據(jù)的報(bào)警及處理。

監(jiān)控過(guò)程中出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)、超標(biāo)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)要能夠自動(dòng)識(shí)別并進(jìn)行報(bào)警，工作人員對(duì)報(bào)警進(jìn)行判定后，系統(tǒng)根據(jù)判定結(jié)果對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行審核。

（3）各類(lèi)統(tǒng)計(jì)報(bào)表的一鍵式生成。

系統(tǒng)具備自動(dòng)生成各類(lèi)工作報(bào)表的能力，如超標(biāo)快報(bào)、監(jiān)控周報(bào)、監(jiān)控月報(bào)、超標(biāo)通報(bào)等。同時(shí)，在其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)支持下，系統(tǒng)能自動(dòng)生成在線數(shù)據(jù)應(yīng)用的各類(lèi)報(bào)表。

（4）決策分析的依據(jù)。

系統(tǒng)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，從宏觀到微觀逐步對(duì)問(wèn)題進(jìn)行定位，從而為領(lǐng)導(dǎo)的決策提供信息化的支撐。

參考文獻(xiàn)

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