企業智慧環保管控平臺的設計與構建

鄭曉宇 徐宇鋒 王倩

摘要：本文設計了一種企業智慧環保管控平臺，用以解決生產性企業中普遍存在的環保大數據采集、共享、分析能力不足，環境管理內容繁雜，環保管理人員工作量日趨增大等問題。平臺基于環保法律法規、環保專業知識及經驗、工業互聯網技術與數據挖掘技術的深度融合，為企業提供一套“數據展示、數據分析、及時預警、報表合規”的環保智能管理模式，能有效改善企業傳統環保管理存在的問題，掌握污染物及碳排放現狀，提高節能減排效率，實現企業環保的“智慧”管控。

關鍵詞：智慧環保；工業互聯網；企業

隨著國家對環保的重視，近年來一系列相關政策及標準密集出臺。雖然各地環保要求不同，實施步伐也不一致，但可看出，行業升級勢在必行。2020年9月22日，習近平總書記在第七十五屆聯合國大會宣布，“應對氣候變化《巴黎協定》代表了全球綠色低碳轉型的大方向，是保護地球家園需要采取的最低限度行動，各國必須邁出決定性步伐。中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。”

基于以上背景，我國開始探索將大數據、人工智能、物聯網和數字化技術全面應用于環保管理，并取得了一定的成績。例如，深圳市智慧環保平臺建設通過大數據分析，對環境質量、污染源排污狀態、污染傳播過程中不同維度的數據進行關聯分析，建立環境監管研判預警規則庫，實現污染源精準管理；以全國第二次污染物普查數據和空間地理信息等多源異構數據為基礎，以WebGIS技術為展示工具，開發環保信息化管理系統，為城市環境治理和污染源管理提供技術保障；在園區建立大數據共享中心，監測管理內部重點區域或重點工業企業的排污情況，做到排污及時監測、實時預警等。

但目前智慧環保平臺多為立足于城市、園區的環境管理，罕有針對企業環境管理的智慧環保平臺。綜上，設計構建具備環保數據庫構建、分析能力，協同環境管理功能，并能提供法律法規知識庫構建服務和碳排放管理的企業智慧環保管控平臺具有重要意義。

一、企業智慧環保管控平臺開發的必要性

在智慧工業化的時代背景下，環境管理的概念不應只局限于廢氣、廢水、噪聲、固體危廢等環境污染的治理，而應整合原輔材料及能源使用、污染物治理、監測數據管理、碳排放管理等，實現數據的共享和聯動，并通過算法擬合等手段，實現智慧管控、高效節能減排的目的。基于以上原則，對國內企業環境管理現狀進行分析。

國內生產型企業經歷了多年在環保領域的深耕，在污染物的收集、治理等方面已取得了顯著成果。但缺乏通過智能化平臺綜合管理企業環境。具體如下：

第一，環境管理日趨全面化、復雜化，大量的環境數據缺乏統一的整合平臺；企業生產環境現狀可視化程度低。

第二，部分企業占地面積大、涉及環境污染的場所較分散，傳統的管理方式不能及時發現問題、處理問題，環境管理效率較低。

第三，企業需自行監測，有大量監測數據需達標分析，并繪制監測數據變化曲線圖。如果VOCs、廢水等在線監測數據超標，就不能及時反饋。

第四，企業日常需要提交大量固體廢物、環境監測、排污許可證執行報告等，統計數量較大。此外，排污許可證執行報告中排污總量的計算需具備一定的環保專業技術能力。

第五，環保政策和標準更新速度快，對企業環保管理人員提出了更高的專業要求，管理壓力和工作量日趨增加，造成企業人員流失嚴重。

此外，2021年9月15日，工信部科技司印發《公開征集碳達峰相關行業標準計劃項目的意見》，主要涉及十一個高耗能行業，后續其他行業也將陸續開展相關標準的制定，企業的碳排放管理將提上日程。

由此可知，企業在日常管理過程中面對環保專業知識性強、數據量大、環保法律更新且要求日趨嚴格的現狀，延續以往傳統、粗放式的環境管理方法，很難完成環境和碳排放管理目標，企業必須不斷提升技術，實現產業升級并借助數字化平臺提升環境管理水平。

二、平臺目標與設計思路

（一）總體目標

平臺旨在為企業系統梳理環保數據（一企一檔建立專業環保數據庫、及時更新環保信息和管理要求）、高效解決環保問題（提前發現環保問題提出建議并跟蹤整改）、提升環保管理水平（提高環境管理效率、準確性，并減輕管理人員的工作量），并為后期碳排放、碳交易打好前站，為企業提供全方位的環保“診斷”和服務。

（二）設計思路

設計思路以總體目標為綱要，具體如下：第一，用戶對象為生產型企業，平臺各模塊功能對各類型企業要有普適性。第二，要全方位涵蓋廢氣、廢水、噪聲、固體危廢等環境污染因素，以及原輔材料、能源使用、污染物治理、環境風險、監測數據管理、碳排放管理等。第三，對各項數據具備可視化、分析、匯總和預警功能。第四，與生態環境部門的排污許可證管理系統、固體廢物管理系統相銜接，具備可直接生成相應的臺賬或月、季、年報的功能。第五，各模塊實現基礎數據共享和聯動，減少數據的重復導入。第六，簡化用戶界面，便于環保人員操作。平臺整體的應用系統架構設計如圖1所示。

三、平臺主要功能

（一）平臺總體框架

基于系統梳理環保數據、高效解決環保問題、提升環保管理水平的三大目標，平臺共設計九大功能模塊，分別為：企業環保地圖模塊、企業基本信息模塊、排污許可證模塊、固廢管理模塊（配套App移動端）、環境監測模塊、環境監控模塊、排污總量管理模塊、碳排放管理模塊、法律法規模塊。九大功模塊與平臺總體目標的對應關系如圖2所示。

此外，平臺設有總覽頁面，以供重要環保信息的總覽（例如，廠區環保地圖、排污量、碳排放量、固廢出入庫量、預警信息等），如圖3所示。

（二）各模塊功能

1.企業環保地圖模塊

用于展示企業的廠區平面圖和環保信息。環保信息包括廠區排污口、固廢及危化品貯存點、環境監測點位、實時監控點。點擊圖標能查看對應點位的排污口信息、固廢及危化品貯存情況、環境監測內容及頻次、實時監控點影像。通過此模塊，可將廠區的環境現狀進行可視化展示。

2.企業基本信息模塊

企業基本信息模塊基于排污許可證設計，匯總和展示企業基本信息、排污口/環境監控點、企業生產信息、環保手續文件、外部環保平臺賬號管理等內容。此外，該模塊同時兼具平臺內其他模塊的基礎數據庫功能。

模塊中企業基本信息的展示包括企業名稱、地址、經緯度、所在工業區、是否屬于大氣重點控制區、是否屬于大氣總氮總磷控制區、排污許可證管理類別、環境功能區劃等，統計和展示企業所處環境概況和環境管理重點。

排污口/環境監控點包括廢氣排放口、廢水排放口、固廢及危化品貯存點相關信息。其中，廢氣排放口相關信息包括排放口類型、排放口編號、排放口名稱、排氣筒高度、內徑、風量、經緯度等信息；廢水排放口相關信息包括排放口類型、排放口編號、排放口名稱、排放方式、經緯度等信息；固廢及危化品貯存點信息包括設施編號、經緯度、倉庫面積、倉儲物品種類等。

企業生產信息包括企業生產數據、燃料分析、排污工序工作時間、涉VOCs原輔料信息、排水量、碳排放活動水平填報等。

環保手續文件包括環評及驗收、排污許可證、排水許可證、應急預案等。模塊按以上類別對合規性文件分類建檔。通過電子建檔，便于管理人員文件檢索，避免因人事調動或其他原因導致的文件遺失。此外，對于具有時效性的合規性文件（如排污許可證、排水許可證、應急預案等），平臺具備倒計時功能提醒企業需重新委托編制相關文件。外部環保平臺賬號管理用以記錄企業需進行環保填報的相關網址、用戶名和密碼，避免信息的丟失。

3.排污許可證模塊

根據排污許可證執行報告的日常管理要求，設計了排污許可臺賬及排污許可證執行報告兩個子模塊。通過排污許可臺賬可直接下載政府的規范臺賬模塊用以填報。基于企業基本信息模塊、后臺預設污染物排放量的計算邏輯，軟件可直接生成排污許可證執行報告月報、季報中需要填報的相關數據，并顯示和導出相關執行報告。該模塊可協助企業規范進行排污許可執行報告的填報。

4.固廢管理模塊（配套App移動端）

建立固體廢棄物線上管理模塊，實現固體廢棄物的集中管控，記錄并生成固廢出庫/入庫記錄、企業固廢臺賬（月報、季報）。系統掌握整個廠區的固體廢棄物和第三方處置單位情況并及時處置，減少因固廢處置不當導致的罰款或停產。此外，為便于管理人員的實際操作，系統配套App移動端固廢出入庫系統，管理人員通過移動端記錄固廢的出入庫情況。

5.環境監測模塊

模塊用于展示企業歷年的例行監測方案，儲存、匯總和分析例行監測數據，并警示超標數據。通過掌握歷年的監測數據的變化趨勢，了解企業廢氣、廢水處理措施的合理性以及處理設備的穩定性。

6.環境監控模塊

用于關鍵環保管控點的監控，例如，危廢品倉庫、危廢倉庫、廢氣廢水處理設備等，便于管理人員的遠程監控和企業內環保監管取證。模塊具備影像數據儲存、截圖、導出等功能。

7.排污總量管理模塊

統計分析企業排污許可證內有許可排放量的污染因子（如二氧化硫、氮氧化物、顆粒物、非甲烷總烴、五日化學需氧量、氨氮、總氮、總磷等污染物）的排放量數據，根據排污許可證的要求，對污染物總量進行核算和超額預警，加強污染物排放總量管理，減少排放總量超出許可排放量的風險。

8.碳排放管理模塊

基于國家相關法律法規和政策，結合企業的環境保護管理、能源減排、碳排放管理特點，建立碳排放管理模塊，針對廠區的碳排放情況進行科學核算和預警，及時反饋廠區碳排放額度剩余情況，便于管理部門及時掌握碳排放情況，為碳排放、碳交易提供依據。

9.法律法規模塊

整理和匯總了相關環保法律法規、政策以及企業內部環境管理制度，用于管理人員查閱、學習，提升業務能力。

四、結語

本文闡述的“企業智慧環保管控平臺”構建融合了工業互聯網、法律法規及政策以及設計人員的環保咨詢經驗，平臺功能涵蓋企業環保管理生命周期中的全部內容，包括源頭管控、過程控制、末端治理及合規性報表填報，為企業提供了可視化地圖展示、污染源及工況管理、監測數據分析、污染物排放統計及預警、碳排放總量統計及預警、固廢管理、排污許可證執行報告自動導出、環境監控、法律法規查閱等服務，在促進企業環保的專業化和數字化發展方面具有積極作用，減少管理人員的工作量，提升環境管理效率和水平。

參考文獻：

[1]徐志偉.淺談環境信息化在推動環保發展中的作用[J].中國科技投資，2019（25）：240-241.

[2]徐敏，孫海林.從“數字環保”到“智慧環保”[J].環境監測管理與技術，2011，04（23）：5-7.

[3]徐延軍.基于WebGIS的環保信息化系統與實現[J].上海船舶運輸科學研究所學報，2022，45（01）：44-49.

[4]葉先壹.智慧園區平臺的設計與應用[J].現代信息科技，2020，04（22）：167-170.

作者簡介：鄭曉宇，女，高級工程師，主要研究方向為環境咨詢。