沈 藝,徐志揚

(蘇州市環(huán)境監(jiān)測中心站,江蘇 蘇州 215004)

蘇州市是國家環(huán)境保護重點城市,也是國家環(huán)境保護模范城市。由于目前蘇州市固體廢物的產(chǎn)生量呈逐年增長的態(tài)勢,所以需要切實貫徹落實固體廢物減量化、資源化、無害化的原則,以市場化、專業(yè)化、國際化的高標準加速固體廢物處置利用行業(yè)良性發(fā)展,通過加大監(jiān)督和懲治力度規(guī)范固體廢物產(chǎn)生及處置企業(yè)的環(huán)境行為。

1 系統(tǒng)需求

固體廢物安全自動監(jiān)控是指應用計算機技術、網(wǎng)絡技術、視頻技術、GPS技術和GIS技術等現(xiàn)代高科技手段,對固體廢物轉移、儲存和安全處置實施有效監(jiān)管,并提供視頻、數(shù)據(jù)等多功能、全方位的實時監(jiān)控,以適應對固體廢物監(jiān)管的需要和對固體廢物污染環(huán)境事故防范的需要。該系統(tǒng)的具體需求包括：

(1)對企業(yè)產(chǎn)生、運輸、處置固體廢物的全過程實施自動在線監(jiān)控和視頻監(jiān)控,強化對固體廢物采集、儲存的管理,適時更新各類日常監(jiān)督管理信息。

(2)對蘇州市各類固體廢物安全轉移、儲存、處置狀況實施連續(xù)自動監(jiān)控,及時發(fā)現(xiàn)異常和緊急狀態(tài),分級發(fā)出報警信息,為及時采取事故應急預警和處置措施贏得時間,提供決策依據(jù)和行動指南。

(3)預留對蘇州市固體廢物狀況信息進行采集、儲存、統(tǒng)計和評價的接口,能繪制固體廢物空間分布圖、歷史變化圖和轉移軌跡圖以及各種狀態(tài)數(shù)據(jù)報表,及時識別轉移、儲存、處置等活動中存在的薄弱環(huán)節(jié),必要時管理部門應向有關單位提出整改要求并監(jiān)督實施,做到防患于未然。

(4)管理部門可以利用歷史數(shù)據(jù)、圖像和狀態(tài)監(jiān)控信息記錄為環(huán)境執(zhí)法和污染糾紛處理提供客觀證據(jù)。

(5)構建在線監(jiān)控應用系統(tǒng)門戶,提供統(tǒng)一、靈活的用戶管理,地區(qū)、部門管理,系統(tǒng)角色權限管理和系統(tǒng)配置管理;提供統(tǒng)一的系統(tǒng)資源管理、原始數(shù)據(jù)和內容管理及服務;提供統(tǒng)一的系統(tǒng)升級策略,建立系統(tǒng)軟件分發(fā)、升級、維護服務中心系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)設計

2.1 設計原則

2.1.1 規(guī)范性

系統(tǒng)設計所采用的技術和設備應符合國家、地方的有關法規(guī)、行業(yè)標準以及工業(yè)標準;信息的分類及編碼應嚴格執(zhí)行現(xiàn)行的國家標準和行業(yè)標準[1]。

2.1.2 先進性和實用性

采用業(yè)界先進的開發(fā)技術,選用先進設備,建立一種新概念的、開放式的現(xiàn)代管理和辦公環(huán)境,以組件式的信息技術為依托建立完善的系統(tǒng),在較長時間內能保證系統(tǒng)的先進性和成長性。在系統(tǒng)平臺的建設中,要充分考慮應用系統(tǒng)對處理能力的需求,防止發(fā)生性能瓶頸,保證系統(tǒng)能夠按時、按質、按量地交付使用。

2.1.3 安全性和穩(wěn)定性

應用系統(tǒng)必須具有高可靠性,并對使用信息進行嚴格的權限管理。在技術上,應采用數(shù)據(jù)庫備份與恢復、身份認證和訪問控制等相應措施,保證數(shù)據(jù)庫和應用軟件運行、操作的安全,系統(tǒng)的可靠和穩(wěn)定等。

2.1.4 可擴展性和可移植性

系統(tǒng)建設必須考慮采用擴展性好的系統(tǒng)架構,保證能夠適應將來的業(yè)務需求變化和政府信息化建設的需要,預留擴展接口,適應業(yè)務需求變化,以利于系統(tǒng)的二次開發(fā)和升級。隨業(yè)務增長,系統(tǒng)建設和升級支持跨平臺的可移植性。

2.1.5 開放性

系統(tǒng)總體方案設計在體系結構、硬件平臺、軟件平臺的確定方面,從設備選型到設計、開發(fā)都要充分考慮“標準和開放”的原則。在應用系統(tǒng)的設計與開發(fā)方面,依據(jù)標準化和模塊化的設計思想,在此基礎上建立具有一定靈活性和擴展性的應用平臺,使系統(tǒng)不僅在體系結構上保持很大的開放性,而且同時可提供各種靈活可變的接口,系統(tǒng)內部也保持相當程度的可擴充性。

2.2 總體結構設計

按照信息集成和信息應用角度將整個系統(tǒng)抽象為3個層次,分別為數(shù)據(jù)接入層、數(shù)據(jù)中心層、應用服務層。其中數(shù)據(jù)接入層包含現(xiàn)場儀器接入、數(shù)據(jù)采集、通訊傳輸、數(shù)據(jù)接入,數(shù)據(jù)中心層主要包含數(shù)據(jù)管理,應用服務層包含數(shù)據(jù)應用、共享等展示方面。在每一個層面的橫向納入系統(tǒng)集成的對象實體,這樣,就形成了一個縱向具有層次性、橫向具有良好擴展性的框架結構(圖1)。

數(shù)據(jù)采集應用程序主要負責現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集,還包括對檢測儀器的數(shù)據(jù)進行采集。該系統(tǒng)可以實時自動和隨時手動采集固廢安全監(jiān)管系統(tǒng)的參數(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù)、設備工作狀態(tài)等事件記錄。

數(shù)據(jù)采集完成后,由于系統(tǒng)監(jiān)控的固體廢物產(chǎn)生、轉移、處置比較分散,分布范圍廣,因此采用無線和有線通信技術相結合的方式進行數(shù)據(jù)傳輸。對于進行視頻監(jiān)控的,其視頻監(jiān)控信息傳輸速率要求較高,采用光纖VPN網(wǎng)絡通信方式。對于GPS跟蹤調度系統(tǒng)的數(shù)據(jù),采用GPRS無線傳輸設備進行數(shù)據(jù)傳輸。

通訊傳輸服務應用程序實現(xiàn)與客戶端的通訊,接收客戶端上傳的數(shù)據(jù)包,解析數(shù)據(jù)包,存儲數(shù)據(jù)并產(chǎn)生報警等日志,轉發(fā)控制端發(fā)送的遠程控制命令數(shù)據(jù)包到客戶端執(zhí)行。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

系統(tǒng)采用SQL SERVER 2005作后臺數(shù)據(jù)庫,前臺采用B/S架構,并結合GIS作某些專題圖展示。系統(tǒng)采用開發(fā)公司和信息中心聯(lián)合開發(fā)方式,通過招標選擇一家有經(jīng)驗的軟件公司按照固體廢物安全自動監(jiān)控流程和建設標準要求進行開發(fā),內部信息人員參與軟件開發(fā)全過程,一旦系統(tǒng)出現(xiàn)問題,內部信息人員可即時維護修改,減少維護費用的支出。主要功能模塊列于下。

3.1 固廢焚燒過程實時監(jiān)控及數(shù)據(jù)分析

對于焚燒企業(yè),主要將尾氣數(shù)據(jù)、工況數(shù)據(jù)以及視頻數(shù)據(jù)接入到固廢安全監(jiān)管系統(tǒng)中,用于固廢中心日常監(jiān)管。尾氣數(shù)據(jù)、工況數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場工控機采集,視頻數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡視頻服務器采集,3類數(shù)據(jù)通過VPN網(wǎng)絡傳輸?shù)街行臋C房服務器。

圖1 系統(tǒng)整體架構

此外還包含顯示實時數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)曲線;列表及曲線兩種方式查看采集的歷史數(shù)據(jù);全市站點運行情況統(tǒng)計;各種數(shù)據(jù)的報警管理、查詢統(tǒng)計;儀器運行日志采集、存儲,報警記錄;自動審核數(shù)據(jù)、人工審核數(shù)據(jù);等等。

3.2 固廢處置與儲存視頻監(jiān)控

處置企業(yè)在現(xiàn)場安裝攝像機,在企業(yè)的物料門處安裝固定焦距槍式攝像機,在危廢堆場和處置區(qū)域安裝高速球機,視頻圖像通過VPN網(wǎng)絡和網(wǎng)絡視頻服務器將現(xiàn)場圖像傳輸?shù)街行臋C房服務器。

3.3 固廢轉移動態(tài)監(jiān)控

車載GPS主要用于對危廢運輸車輛實施監(jiān)控,對企業(yè)運輸固體廢物車輛實施視頻和路線監(jiān)控,強化全過程數(shù)據(jù)采集,對異常如偏移軌跡和緊急狀態(tài)分級發(fā)出報警信息,把各種視頻和軌跡線路等現(xiàn)場圖像傳輸?shù)街行臋C房服務器。

基于WebGIS對車輛運行情況進行展示,包括車輛定位跟蹤、歷史路徑回放,實時監(jiān)控車輛運行狀態(tài),掌握車輛運行規(guī)律(停車與市區(qū)紅綠燈可以區(qū)別開),調查車輛歷史行駛路徑,可以同一窗口監(jiān)控一輛車或者多輛車。

實時顯示車輛的運行軌跡,以及車輛的運行狀態(tài)。不同性質的移動目標配以不同的標識,用顯著標識移動目標的當前位置并配以移動目標編號,同時在導航窗口狀態(tài)中顯示移動目標的編號、速度、定位信息、方向、GPS時間等信息。在地圖上標記移動目標軌跡的時候可根據(jù)隨GPS定位信息一起傳回中心的車輛狀態(tài)標識不同的顏色?？梢詫崿F(xiàn)車輛的軌跡回放,在回放過程中可以選擇將歷史行駛路徑中報警、停車位置等信息一并顯示;同時可以顯示預先設定好的行駛路徑以提供對比。

3.4 GIS展示

GIS管理包括展示固體廢物監(jiān)測點位分布專題圖,區(qū)別表示各種類型的監(jiān)測點位,顯示監(jiān)測站點的狀態(tài)情況。

3.5 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理主要包括：各個站點的信息維護,人員帳號、權限維護,網(wǎng)絡視頻參數(shù)維護,報警管理維護,GIS管理維護等后臺需要設置的維護功能。

4 結語

通過建立蘇州市固體廢物安全監(jiān)控系統(tǒng),可對企業(yè)產(chǎn)生、運輸、處置固體廢物的過程實施自動在線監(jiān)控和視頻監(jiān)控,強化全過程管理,采集、儲存、適時更新各類日常監(jiān)督管理信息;對各類固體廢物安全轉移、儲存、處置狀況實施連續(xù)自動監(jiān)控,及時發(fā)現(xiàn)異常和緊急狀態(tài),分級發(fā)出報警信息,為及時采取事故應急預警和處置措施贏得時間,提供決策依據(jù)和行動指南;預留對蘇州市固體廢物狀況信息進行采集、儲存、統(tǒng)計和評價的接口,能繪制固體廢物空間分布圖、歷史變化圖和轉移軌跡圖以及各種狀態(tài)數(shù)據(jù)報表,及時識別轉移、儲存、處置等活動中存在的薄弱環(huán)節(jié),管理部門必要時向有關單位提出整改要求并監(jiān)督實施,做到防患于未然;同時管理部門可以利用歷史數(shù)據(jù)、圖像和狀態(tài)監(jiān)控信息記錄為環(huán)境執(zhí)法和污染糾紛處理提供客觀證據(jù),從而更好地為環(huán)境監(jiān)測監(jiān)管工作服務。

[1]姜偉,黃衛(wèi).集中式飲用水水源地環(huán)境監(jiān)控預警體系構建[J].環(huán)境監(jiān)控與預警,2010,2(6)：5-7.

[2]羅瑜,許強,李志國.環(huán)境信息技術應用與管理實踐[M].北京：化學工業(yè)出版社,2005.

[3]季浩宇.關于建立污染源監(jiān)測數(shù)據(jù)庫的思考[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術,2003(1).