廣東省機動車環保管理系統建設及應用研究

陳熾璋+許治國

摘 要：機動車尾氣污染是大氣環境污染的主要來源之一，隨著社會經濟的發展和人們生活水平的提高，大家越來越重視這個問題。建設廣東省機動車環保管理系統，利用物聯網、云計算、商務智能等信息技術拓展其深層次應用，以解決當前機動車監管缺乏手段、全省機動車排污狀況數據不清、情況不明等問題。

關鍵詞：機動車；大氣環境；管理系統；環保信息化

中圖分類號：X831 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.08.012

隨著廣東省社會經濟的持續快速發展，機動車數量迅速增加。目前，全省機動車保有量已突破2 300萬輛，年均增長率約為10%，機動車尾氣污染對城市空氣質量的影響日益增大。根據城市空氣污染源解析研究結果，在珠三角城市群空氣PM2.5污染物來源中，機動車污染占25%左右。由此可見，機動車尾氣污染已經成為廣東省大氣環境污染的主要來源之一。

為了加強機動車環保管理，國家環保部、國家發改委在“十一五”規劃中明確指出，要將主要污染物排放總量削減10%，其中的重要任務之一就是要“強化機動車污染防治”。2013年，國家《大氣污染防治行動計劃》中要求珠三角區域PM2.5濃度由原來值下降15%.近年來，廣東省采取源頭控制、改善油品、強化在用車監管、嚴查冒黑煙車輛、淘汰黃標車等措施，多管齊下治理機動車尾氣污染，取得了一定的效果。但是，我省在機動車環保管理中還存在不足，主要表現為以下2點：①機動車環保監管能力落后。除了少數幾個城市機動車環保監管能力比較強之外，粵東西北地區大部分城市機動車環保監管能力嚴重落后——缺乏檢測儀器設備，排氣檢測管理信息系統不完善，有的甚至沒有，部分地市機動車排氣檢測系統和數據尚未與環保部、省廳聯網，無法上傳數據，遠遠達不到環保部機動車環保監管能力標準化建設的要求。②基數不清、數據不準。在機動車管理中，經常使用的機動車保有量、黃標車數量、運營黃標車數量、環保標志發放率、機動車環保定期檢測率等基本數據，它們隨時間的變化很快，需要動態更新。但是，一直以來，機動車減排有關數據都是來源于其他部門的。因此，環保部門無法準確掌握機動車的有關數據，更無法實現動態更新，進而出現了“基數不清、數據不準”的情況。所以，有必要推動全省機動車環保監管系統的建設，以期實現對機動車的科學化、精細化管理。

1 機動車環保管理系統簡介

廣東省機動車環保管理系統規劃為“一個中心，兩個平臺，一套系統”，以機動車環保管理業務需求為主導，利用物聯網、云計算、商務智能等信息技術拓展其他深層次應用，以解決當前機動車監管缺乏手段，全省機動車排污狀況數據不清、情況不明等問題。

“一個中心”，即機動車環保數據中心，是指機動車環保監管等信息系統運行的基礎硬件、系統軟件平臺。依托省環保廳現有的完善的網絡機房環境和全省環保主干網絡建設，增添基本的服務器、存儲器、數據庫等設施，構建云計算平臺，以滿足系統對運行環境提出的要求。同時，通過“兩個平臺、一套系統”的建設，實時采集全省各機動車環保檢測站、環保標志發放窗口、新車上牌窗口、其他部門車輛登記和執法信息、營運車輛和超標車輛維修等信息，建立全省機動車環保數據庫。

“兩個平臺”分別是機動車排氣檢驗監管平臺和數據交換平臺。其中，機動車排氣檢驗監管平臺依托環保信息專網，實現全省各地市機動車排氣檢測監控網絡的互連互通，將地市開展的新車注冊上牌環保審核、在用車排氣檢驗、環保標志發放、高污染排放車輛管理和機動車環保執法等機動車環保管理業務整合到一個平臺上，及時了解各市業務的開展情況，及時發現其中存在的問題，并監督管理。數據交換平臺是采用SOA系統架構，使用ESB（Enterprise Service Bus）技術、BizTalk中間件等工具實現環保部、省市環保以及環保與其他部門的各業務子系統之間、應用組件之間的通訊，實現機動車環保檢測數據、黃標車執法數據、機動車維修數據等跨部門的實時交換。

“一套系統”是機動車環保數據應用管理系統，它包括機動車數據智能分析、多維分析，機動車污染物排放因子和污染物排放量測算以及《機動車污染防治年報》統計報表系統等內容。

2 數據中心建設

數據中心是機動車環保監管、數據交換等應用系統運行的基礎硬軟件平臺，是集中處理、存儲、傳輸、交換、管理的物理空間。其中，計算機設備、服務器設備、網絡設備、存儲設備等是數據中心的關鍵設備。

由于機動車數據量比較大，廣東省現有約2億多條機動車環保數據記錄，包括各地市報送數據和其他部門共享的數據。數據中心建成后，年增加數據約12 000萬條記錄。機動車日常監管對數據的查詢、交換傳輸的性能要求比較高，因此，需要有一個計算能力比較強，存儲空間比較大，具有較好的伸縮性、可靠性和安全性的數據中心。以后，隨著業務應用需求的變化，只需要增加服務器，不需要改變系統的結構。這樣做，能保證監管平臺、數據交換平臺和應用管理系統等硬軟件基礎設施平臺的正常、穩定運行。

云計算核心網絡如圖1所示，服務器配置如圖2所示。

數據中心的基本架構是：數據中心基于云計算架構，將服務器、存儲等設備匯聚于中心交換機，中心交換機通過防火墻與外部網絡連接，防火墻配置安全、數據審計等功能模塊，以達到簡化網絡、保障安全的目的。

3 應用系統建設方案

3.1 機動車監管平臺

機動車排氣檢驗監管平臺是以車輛排氣檢測和管理為主線的系統，它依托全省環保信息網絡，實現全省各地市機動車排氣檢測監控網絡的互連互通，是機動車業務日常管理的平臺。該平臺包括檢測站場、檢測人員和設備管理、排氣定期檢測過程監管、車輛注冊上牌環保審核、環保標志發放管理、超標車輛維護治理、黃標車區域限行電子執法、數據實時統計分析等子系統。

系統實現了對全省市級機動車排氣檢測監控系統的整合、網絡互聯，檢測數據實時傳送、交換和匯總，檢測過程監管和數據分析，以便及時發現、解決問題。同時，在工作中，相關部門進一步完善了《機動車環保檢測業務信息系統及聯網規范》，推進欠發達城市市級機動車排氣監控中心的建設，實現機動車排氣檢測網絡化監管的全省覆蓋和檢測過程的全流程全覆蓋。

3.2 數據交換平臺

機動車是一個高流動性的污染源，跨區域流動頻繁。各市機動車環保監管系統建設、機動車環保執法時，都會遇到異地車管理的問題，即如何識別高排放異地車輛，如何獲取異地車排氣檢測和檢驗數據，以便對高排放異地車進行區域限行、強制維修、強制淘汰等管理。建立省機動車數據交換系統，使各市實現對異地車和本地車的統一管理，不留死角，成為了當前機動車環保管理的一項重要任務。

數據交換平臺是機動車環保監管系統的基礎工程，它將環保部機動車監控中心、省環保廳、省市其他部門、各地市監控中心等部門互相獨立的網絡系統聯系起來，實現了各系統之間跨不同網絡平臺的實時數據交換和共享，將各系統整合成一個整體，一個跨區域跨部門的大系統。同時，各系統仍是互相獨立的系統，系統之間不會由于數據交換而受到干擾，影響其正常運行。

數據交換順利進行需要具備以下3個基本條件：①網絡互聯互通，運行穩定、可靠；②交換的數據格式標準統一；③有合理的數據交換機制、基礎硬軟件和管理系統，監控數據交換過程，并提供安全保障。

在該系統中需要建立一個通用的、分布式的數據交換平臺，用以解決機動車環保管理過程中基于異構數據平臺上的數據無法有效交流和溝通的問題。

該系統建設的數據交換平臺能夠為需要數據交換的應用提供數據服務，解決哪個應用對數據感興趣，數據從何而來，以及如何被每個系統使用的問題。數據交換平臺將信息提供者與消費者隔離起來，從而構建靈活的系統，使得這些系統不會受到數據物理位置的影響，也不會受到需要存取數據信息的應用個數的影響，對于每一個系統，就只需要配置交換策略，不需要做特別的定制處理，就可以實現系統之間的信息交換。

數據中心系統結構如圖3所示。

3.3 應用管理系統

從各個獨立的管理信息系統中提出、整合有價值的數據，實現從數據到信息、從信息到知識的跨越，可以使全省大量的機動車環保數據發揮作用，改善當前“數據很多，信息不足”的現狀，為機動車環保管理服務。這既是機動車環保監管系統建設的目標，也是當前機動車環保管理的迫切需求。隨著數據倉庫、聯機分析、數據挖掘等技術的成熟，實現從數據到知識的跨越已經越來越清晰。機動車應用管理系統流程如圖4所示。

廣東省機動車環保管理系統數據智能分析采用商業智能BI工具，將數據中心中現有的數據轉化為知識。目前，機動車監管平臺的數據庫匯集了全省與機動車和機動車排放相關的大量數據，其中，包括車輛信息、車型參數、歷年檢測數據和標志發放記錄等。在工作過程中，可利用數據智能分析將這些數據轉化為機動車污染防治的決策依據。系統中采用的BI工具的建設過程并不復雜，它只是多個工具的結合使用，主要包括的內容有數據倉庫（Data Wavehouse）、聯機分析處理（OLAP，也稱多維分析）、報表制作和終端用戶查詢、數據挖掘。

4 系統總結

根據廣東省機動車環保監管的實際需要，在前期研發和各地市機動車環保監管系統的基礎上，基于環保專網、省電子政務網絡，廣泛運用物聯網技術，建立了覆蓋全省、運行穩定、能滿足機動車排氣監控管理要求的業務管理系統，為全省機動車排氣檢測管理提供了先進的科學管理手段。在工作過程中，主要提出以下幾點要求：①構建全省機動車全程信息化環保管理基礎平臺，實現部—省—市—檢測站四級機動車網絡信息化管理，提高全省機動車環保信息化管理水平和日常工作效率；②實現機動車檢測站—市—省—國家四級管理部門數據的實時交換和報送，實現環保與其他部門之間機動車數據的實時交換，實現機動車環保檢測數據、環保標志信息跨地市共享和實時查詢，為機動車異地檢驗、黃標車區域限行、異地車跨區域電子執法提供支持；③建立機動車排放監管數據智能分析系統，為機動車環保管理政策的制訂和效果評估提供支撐服務，建立全省機動車檢測數據倉庫，運用大數據的理念、方法，分析、挖掘技術，分析大量的機動車排氣檢測數據，為機動車環保管理政策的制訂、管理決策提供支持和依據；④建立機動車污染總量減排分析系統、機動車排污狀況報表系統，編寫全省機動車污染排放狀況報告，并基于云計算平臺為地市環保局提供機動車數據統計分析、黃標車篩選等應用服務；⑤建立機動車環保管理網站和移動業務應用平臺，為廣大車主、機動車環保管理系統工作人員服務。

參考文獻

[1]胡艷琦，張丁楠.關于機動車環保檢驗機構內部管理的探討[J].環境科學與技術，2013（S1）：477-479.

[2]魏康霞，劉顥剛，廖兵.江西省機動車污染防治現狀與對策研究[J].江西科學，2014（06）：910-914.

[3]陳嫄月，尹惠敏.昆明市機動車污染物排放現狀及防控措施分析[J].云南科技管理，2014（04）：53-55.

[4]郭小穎.機動車尾氣污染及防治的探討[J].科技資訊，2015（24）：98-100.

[5]唐嘉平，傅立新，郝吉明，等.基于GIS的北京市機動車污染數據庫的開發和應用[J].環境科學，2000（06）：95-97.

[6]陳春貽，朱云，鐘義龍，等.基于網絡服務的機動車排氣檢測監管系統實現[J].計算機工程與設計，2010（11）：2670-2674.

〔編輯：白潔〕