城市環(huán)境信息系統(tǒng)在線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

王國君

（平?jīng)鍪猩鷳B(tài)環(huán)境局華亭分局，甘肅 平?jīng)?744100）

縱觀近代歷史，環(huán)境污染問題大多由人類文明發(fā)展引起，為積極響應(yīng)國家對改善環(huán)境資源的要求和舉措，充分運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，建設(shè)環(huán)境管理信息平臺，發(fā)揮大數(shù)據(jù)與“互聯(lián)網(wǎng)加功能”作用。在可持續(xù)發(fā)展理念引領(lǐng)下，深入推進(jìn)普及城市環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)已成為我國各個(gè)城市環(huán)境管理的大勢所趨。

1 城市環(huán)境信息在線監(jiān)控系統(tǒng)的組成

1.1 構(gòu)建基礎(chǔ)

城市環(huán)境信息在線監(jiān)控由三大部分組成：首先是環(huán)境質(zhì)量檢測系統(tǒng)。借助傳感器監(jiān)測準(zhǔn)確、快速、靈敏的特點(diǎn)，建立一套性能可靠的大氣、水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，基本實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量綜合管理。企業(yè)端通過采樣器采樣，后經(jīng)分析儀分析數(shù)據(jù)，傳輸?shù)綌?shù)采儀，數(shù)采儀采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綑C(jī)房服務(wù)器，通過交換機(jī)解析后分別傳送至監(jiān)控平臺與市生態(tài)環(huán)境局；其次是監(jiān)控指揮中心[1]，配備平臺、機(jī)房、數(shù)據(jù)采集以及存儲服務(wù)器等設(shè)施；最后是污染源業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的對接以及圖像與數(shù)據(jù)的疊加和關(guān)聯(lián)，可以直觀地進(jìn)行參照比對，提升污染源精細(xì)化管理水平。

1.2 設(shè)立目的

監(jiān)控中心的設(shè)立目的具體如下：①環(huán)境預(yù)測模擬：在數(shù)據(jù)異常、超標(biāo)的情況下，由監(jiān)控中心聯(lián)合各相關(guān)部門查明原因，解決問題，確保設(shè)備正常運(yùn)行，同時(shí)企業(yè)接收到數(shù)據(jù)并進(jìn)行標(biāo)記；②信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)：收集城區(qū)各類污染物數(shù)據(jù)的同時(shí)建立完善基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫，防范環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)；③環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)預(yù)警與監(jiān)測：結(jié)合數(shù)據(jù)庫進(jìn)行包括數(shù)據(jù)掉線處理、數(shù)據(jù)缺失處理、數(shù)據(jù)異常超標(biāo)處理等操作，依照規(guī)則按層次進(jìn)行預(yù)警；④環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)智能采集：采集包括企業(yè)前端情況、對自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，結(jié)合實(shí)際情況建立審查機(jī)制；⑤報(bào)警信息處理和循環(huán)：一旦發(fā)現(xiàn)污染情況，及時(shí)進(jìn)行問題排查，并通知企業(yè)相關(guān)責(zé)任人處理后續(xù)情況[2]。

2 華亭市環(huán)境信息在線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

華亭市環(huán)境信息監(jiān)控中心是平?jīng)鍪猩鷳B(tài)環(huán)境局直接領(lǐng)導(dǎo)，在華亭市市委、市政府的大力支持下，重點(diǎn)實(shí)施的環(huán)保能力建設(shè)項(xiàng)目，旨在通過對城市轄區(qū)內(nèi)重點(diǎn)污染源等環(huán)境信息進(jìn)行全天候自動(dòng)監(jiān)測，從而有效避免污染事故發(fā)生[3]。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上看，環(huán)境預(yù)警監(jiān)測信息必須采用國家、省、州、縣級市（區(qū)）、監(jiān)測點(diǎn)（或企業(yè)）的多級遞階結(jié)構(gòu)，每一層都可以基于局域網(wǎng)構(gòu)建自己獨(dú)立的子系統(tǒng)，并通過通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)各層之間的數(shù)據(jù)、管理信息和控制指令的流動(dòng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 環(huán)境信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 環(huán)境信息監(jiān)控中心

華亭市環(huán)境信息監(jiān)控中心的其中一個(gè)至關(guān)重要的功能是針對突發(fā)污染事故進(jìn)行第一時(shí)間的響應(yīng)與處理。當(dāng)污染數(shù)據(jù)超出標(biāo)準(zhǔn)值或是發(fā)生污染事故時(shí)，監(jiān)控中心將會(huì)第一時(shí)間響應(yīng)警報(bào)，相關(guān)人員可以根據(jù)監(jiān)控提供地址進(jìn)行定位，同時(shí)反饋給上級部門。上級指揮部門根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)決策。在專家系統(tǒng)和模型庫的支持下，通過遠(yuǎn)程控制實(shí)時(shí)給出指令、設(shè)置警戒范圍和指揮救援。此過程可在收到報(bào)告后半小時(shí)內(nèi)完成，反應(yīng)迅速。

2.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

早期的環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)由于技術(shù)的局限性，采用公用電話網(wǎng)作為數(shù)據(jù)通訊的媒介，只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)通訊，難以實(shí)現(xiàn)類似于國際互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模并發(fā)通信，電話線傳輸方式由于通訊費(fèi)用的高昂，不允許系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)真正意義上的連續(xù)在線監(jiān)控，同時(shí)企業(yè)的排放進(jìn)行監(jiān)控加大監(jiān)控人員工作強(qiáng)度。這幾年我國的信息化水平隨著5G技術(shù)的發(fā)展有了很大提高，環(huán)境動(dòng)態(tài)在線監(jiān)控系統(tǒng)借用網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通訊不再遙遠(yuǎn)。

我國的污染源的分布特點(diǎn)是點(diǎn)多面廣，對帶寬的要求并不高，因而環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)的下端主體網(wǎng)絡(luò)可以借助光纖網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)結(jié)合監(jiān)控企業(yè)的現(xiàn)實(shí)情況，部分監(jiān)測點(diǎn)還可以借助其他通訊手段實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通訊。相較原來的電話傳輸方式，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)勢如下：一是優(yōu)化監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸流程，更大程度地發(fā)揮在線監(jiān)控系統(tǒng)的作用；二是改下端點(diǎn)對點(diǎn)傳輸為一點(diǎn)對多點(diǎn)傳輸方式，確保數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸；三是改上端監(jiān)控點(diǎn)對點(diǎn)方式為一點(diǎn)對多點(diǎn)同時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了污染源的集中監(jiān)控和管理功能[4]。

2.4 數(shù)據(jù)庫管理

華亭市環(huán)境監(jiān)控中心對企業(yè)排放實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)控，主要分為污染物排放數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測及排污口和治污設(shè)施的視頻監(jiān)控。接入企業(yè)19家，視頻點(diǎn)位97個(gè)，排污口24個(gè)（包括廢水排口12個(gè)，廢氣排口12 個(gè)）。在數(shù)據(jù)監(jiān)測方面，一般廢水排口主要監(jiān)控COD、氨氮、pH、流量四項(xiàng)污染因子，污水處理廠在原有基礎(chǔ)上增加總磷、總氮等污染因子；視頻監(jiān)測上，針對重點(diǎn)污染源監(jiān)控企業(yè)，利用球機(jī)、槍機(jī)對重點(diǎn)監(jiān)控點(diǎn)位進(jìn)行監(jiān)控，防止企業(yè)違規(guī)操作，偷排漏排。數(shù)據(jù)傳入各個(gè)上端點(diǎn)后，根據(jù)需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。平?jīng)鍪猩鷳B(tài)環(huán)境局華亭分局可通過信息中心的SQLSERVER數(shù)據(jù)庫查看實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，同時(shí)生成月報(bào)表、年報(bào)表以及變化趨勢圖。利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心軟件，局域網(wǎng)中的每個(gè)工作站都是監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程終端，這不僅便于操作，而且降低了開發(fā)成本，既實(shí)現(xiàn)了資源共享，又提高了辦公網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

2.5 機(jī)房動(dòng)環(huán)系統(tǒng)的應(yīng)用

機(jī)房整體由配電、UPS、蓄電池、溫濕度、普通空調(diào)、漏水、煙感、消防、門禁、視頻、服務(wù)器等構(gòu)成，機(jī)房動(dòng)環(huán)系統(tǒng)確保監(jiān)控中心機(jī)房設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，提升機(jī)房設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。機(jī)房動(dòng)環(huán)系統(tǒng)的應(yīng)用意義如下：①實(shí)時(shí)監(jiān)控、及時(shí)進(jìn)行故障預(yù)警；②分析與查詢數(shù)據(jù)，為智能化管理提供有力支撐；③集中維護(hù)，提高通信管理效率。

3 結(jié)語

華亭在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)已正式建成并運(yùn)行良好。監(jiān)控中心通過對大量動(dòng)態(tài)環(huán)境監(jiān)測信息的分析，能夠?qū)Τ鞘协h(huán)境條件的變化做出動(dòng)態(tài)、及時(shí)地響應(yīng)，為華亭市的環(huán)保工作帶來了極大的便利，極大地提高了華亭市的環(huán)保效率。