"智慧環(huán)保"系統(tǒng)組建的探究

韋湘瑩 陸芳珍

摘 要：本文在簡(jiǎn)述"智慧環(huán)保"基本理念的基礎(chǔ)上，提出了智慧環(huán)保系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)，分析了智慧環(huán)保系統(tǒng)的總體架構(gòu)，然后詳細(xì)說明采用北京亞控科技發(fā)展有限公司提供的軟件系統(tǒng)平臺(tái)組建智慧環(huán)保系統(tǒng)的方案，最后展示了PC及手機(jī)客戶端智慧環(huán)保系統(tǒng)的功能畫面。

關(guān)鍵詞：智慧環(huán)保；物聯(lián)網(wǎng)；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析

隨著我國(guó)改革開放進(jìn)程的不斷深入和發(fā)展，環(huán)境問題已經(jīng)成為人們關(guān)注的重點(diǎn)問題，為了改善大氣環(huán)境質(zhì)量，國(guó)家對(duì)污染物的排放逐步實(shí)施了問題控制的方針，現(xiàn)在對(duì)于污染源的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)基本已經(jīng)有了一套相對(duì)來說較為完整的系統(tǒng)，但是這些都是零散的獨(dú)立管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不能及時(shí)共享，不能及時(shí)進(jìn)行對(duì)比并進(jìn)行統(tǒng)籌管理。在這樣的一個(gè)情況下，我們需要建立一個(gè)能夠統(tǒng)一管理分散在各個(gè)不同地點(diǎn)的污染檢測(cè)系統(tǒng)的信息化管理中心，基于網(wǎng)絡(luò)的信息化系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)在企業(yè)總部實(shí)時(shí)監(jiān)控分布全球各地的污染監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，從而提高工作效率，降低運(yùn)營(yíng)成本，這就是智慧環(huán)保系統(tǒng)。“智慧環(huán)保”借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，把感應(yīng)器和裝備嵌入到各種環(huán)境監(jiān)控對(duì)象（物體）中，通過超級(jí)計(jì)算機(jī)和云計(jì)算將環(huán)保領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)整合起來，可以實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與環(huán)境業(yè)務(wù)系統(tǒng)的整合，以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式實(shí)現(xiàn)環(huán)境管理和決策的智慧。本文首先提出智慧環(huán)保系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)，然后分析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方案。

一、智慧環(huán)保系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

環(huán)保監(jiān)測(cè)過程中，為了保證數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠性，已經(jīng)不滿足于結(jié)果監(jiān)測(cè)，而是需要直接獲取過程數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)過程監(jiān)控 ，現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)采集這些數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析形成報(bào)表、曲線，進(jìn)行人機(jī)交互。信息化平臺(tái)則需要接收不同地區(qū)，不同監(jiān)控系統(tǒng)的海量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、多維立體分析、查詢，為準(zhǔn)確掌握各個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并做出科學(xué)的決策提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持。因此，建立強(qiáng)大的報(bào)表系統(tǒng)，使系統(tǒng)管理人員和現(xiàn)場(chǎng)使用人員可以通過不同需要的查詢將相關(guān)的查詢結(jié)果以報(bào)表的形式打印出來，使其可以滿足不同層次用戶的使用要求。

智慧環(huán)保系統(tǒng)建立在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，將成為日常管理必須的工作平臺(tái)，系統(tǒng)將具有自動(dòng)化信息采集、傳輸與控制功能，強(qiáng)大的信息管理、信息綜合分析和信息提取功能，以及圖形、報(bào)表、曲線等顯示輸出功能，通過系統(tǒng)建設(shè)，將全面實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)污染源的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。

二、智慧環(huán)保系統(tǒng)的總體架構(gòu)

智慧環(huán)保系統(tǒng)由感知層、傳輸層、智慧層和服務(wù)層構(gòu)成。感知層可以隨時(shí)隨地感知、測(cè)量、捕獲和傳遞信息；傳輸層利用環(huán)保專網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合4G、衛(wèi)星通訊等技術(shù)，將個(gè)人電子設(shè)備、組織和政府信息系統(tǒng)中存儲(chǔ)的環(huán)境信息進(jìn)行交互和共享，實(shí)現(xiàn)“更全面的互聯(lián)互通”；智慧層以云計(jì)算、虛擬化和高性能計(jì)算等技術(shù)手段，整合和分析海量的跨地域、跨行業(yè)的環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)海量存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)處理、深度挖掘和模型分析，實(shí)現(xiàn)“更深入的智能化”；服務(wù)層利用云服務(wù)模式，建立面向?qū)ο蟮臉I(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)和信息服務(wù)門戶，為環(huán)境質(zhì)量、污染防治、生態(tài)保護(hù)、輻射管理等業(yè)務(wù)提供“更智慧的決策”。

如圖1所示，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備構(gòu)成了感知層，分部在各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，每個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)為30個(gè)，將設(shè)備的運(yùn)行狀況，參數(shù)等信息通過傳輸層的4G網(wǎng)絡(luò)將信息傳到信息管理中心的數(shù)據(jù)采集站，信息管理中心有大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器，構(gòu)成了智慧層，智慧層對(duì)各個(gè)站點(diǎn)的運(yùn)行狀況，參數(shù)進(jìn)行必要的對(duì)比分析，最后再次通過Internet將分析處理的數(shù)據(jù)傳送用戶的PC客戶端，或移動(dòng)終端上，這即是服務(wù)層。

三、智慧環(huán)保系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

智慧環(huán)保系統(tǒng)可采用北京亞控科技發(fā)展有限公司提供的軟件系統(tǒng)平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)，如圖2所示，信息管理中心的中心端計(jì)算機(jī)中配置高端組態(tài)軟件KingSCADA和企業(yè)歷史數(shù)據(jù)采集平臺(tái)KingHistorian。KingSCADA負(fù)責(zé)從KingIOServer中采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，下發(fā)實(shí)時(shí)控制指令，并從工業(yè)庫(kù)中獲取歷史數(shù)據(jù)，將實(shí)時(shí)或歷史數(shù)據(jù)在現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)中分析和展示數(shù)據(jù)，在中心端的數(shù)據(jù)點(diǎn)龐大和數(shù)據(jù)展示需求復(fù)雜的情況下， KingSCADA能夠穩(wěn)定、安全、快速地完成后臺(tái)數(shù)據(jù)分析、預(yù)警/報(bào)警、事件驅(qū)動(dòng)（如對(duì)現(xiàn)場(chǎng)端進(jìn)行控制、觸發(fā)短信報(bào)警提醒、郵件提醒等等）功能。

KingMobile是一款支持移動(dòng)端設(shè)備便捷訪問、操作工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和關(guān)系庫(kù)數(shù)據(jù)的產(chǎn)品。可以在PC機(jī)、手機(jī)、平板電腦等設(shè)備上通過HTML5網(wǎng)頁(yè)展示和操作KingHistorian和KingScada中的關(guān)系數(shù)據(jù)。可以采用瀏覽器作為客戶端，也可以將開發(fā)的HTML頁(yè)面打包成手機(jī)APP作為客戶端。

四、智慧環(huán)保系統(tǒng)的功能畫面展示

智慧環(huán)保系統(tǒng)可以在PC客戶端的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控畫面，所有站點(diǎn)都顯示到百度在線地圖上，點(diǎn)擊某個(gè)站點(diǎn)，系統(tǒng)就會(huì)顯示該站點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，一旦發(fā)生報(bào)警，可以設(shè)置報(bào)警信息通過短信或者是 Email發(fā)送給相關(guān)人員。也可以通過手機(jī)客戶端界面效果展示，可利用篩選按鈕通過地區(qū)、行業(yè)等進(jìn)行篩選。

通過智慧環(huán)境系統(tǒng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)信息化、自動(dòng)化，提高環(huán)保信息化能力。智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)平臺(tái)提供大氣、水質(zhì)、噪聲等全方位的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可方便地進(jìn)行環(huán)境業(yè)務(wù)辦理，還能提供日志、系統(tǒng)管理等功能，極大提高了環(huán)保部門行政效率，提高環(huán)保部門的形象，有利于打造服務(wù)型政府。

參考文獻(xiàn)：

[1] 曹世凱.東莞智慧環(huán)保平臺(tái)建設(shè)思路與建議.環(huán)境保護(hù)，2016.44（18）

[2]智慧環(huán)保系統(tǒng)的構(gòu)想與建設(shè)探討.關(guān)新宇，邵漂.綠色科技，2014

作者簡(jiǎn)介：

韋湘瑩（1980—），女，廣西來賓人，柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)分院教師，講師，研究方向：交換技術(shù)和接入網(wǎng)技術(shù)。

陸芳珍（1980—），女，廣西武鳴人，柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)分院教師，講師，研究方向：數(shù)據(jù)通信。