王金雷

（遼寧省環(huán)境監(jiān)控中心，遼寧 沈陽110161）

1 引言

目前，遼寧省大部分地區(qū)都已實現(xiàn)對重點排污單位主要污染物的24小時自動監(jiān)測，為環(huán)境管理和決策提供技術支撐。排污單位要維持達標排放，每天都要投入大量的財力、物力，因此，部分排污單位受經(jīng)濟利益驅使，通過修改設備參數(shù)等方式弄虛作假［1］，致使部分自動監(jiān)控數(shù)據(jù)不能真實反映實際排污情況。盡管環(huán)保部門已加大了查處力度，但僅依靠人工巡查比對的方式，工作量大、效率低，不能從根本上解決問題。

為了有效解決修改設備參數(shù)等方式的弄虛作假問題，目前比較有效的方法是污染源自動監(jiān)控動態(tài)管控，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)、儀器關鍵參數(shù)三方面同時監(jiān)測的方式，使監(jiān)管單位在了解監(jiān)測數(shù)據(jù)的同時，能夠掌握和控制現(xiàn)場監(jiān)測設備的運行狀況，提高監(jiān)控數(shù)據(jù)的質量和傳輸安全，為排污收費奠定基礎，更好地為環(huán)境管理和決策提供依據(jù)。

2 總體設計

2.1 總體架構

在現(xiàn)場端，數(shù)采儀通過與自動監(jiān)控設備相連，獲取設備的監(jiān)測數(shù)據(jù)、設備參數(shù)、設備狀態(tài)、報警信息等數(shù)據(jù)，通過無線網(wǎng)絡上傳到環(huán)保部門，環(huán)保部門接收存儲數(shù)據(jù)，并通過軟件平臺對數(shù)據(jù)進行自動智能審核，同時向站點監(jiān)測設備發(fā)送反控控制指令，包括更改設備參數(shù)、更改設備工作狀態(tài)等，這些控制指令被數(shù)采儀接收，然后傳送到設備。整個系統(tǒng)以數(shù)采儀作為樞紐，通過數(shù)采儀與監(jiān)測設備的通信、數(shù)采儀與環(huán)保部門上層軟件的通信，實現(xiàn)環(huán)保端與現(xiàn)場監(jiān)測設備之間的通訊。

2.2 邏輯架構

在現(xiàn)場端，數(shù)采儀與監(jiān)測設備之間實現(xiàn)互聯(lián)，數(shù)采儀采集監(jiān)測設備的各類數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)加密后上傳到環(huán)保部門。加密后的數(shù)據(jù)在環(huán)保部門的軟件平臺經(jīng)過了以下幾個過程。

（1）底層系統(tǒng)通過實時通訊模塊，接收各監(jiān)測點數(shù)采儀上傳數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)解密模塊將上傳數(shù)據(jù)解密，解密后的數(shù)據(jù)存入內存實時數(shù)據(jù)庫；

（2）數(shù)據(jù)在內存數(shù)據(jù)庫后，經(jīng)過初步的整理，一方面轉存到關系數(shù)據(jù)庫，另一方面將實時數(shù)據(jù)直接供監(jiān)控系統(tǒng)使用。

（3）通過數(shù)據(jù)審核系統(tǒng)對關系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行自動審核，審核后的數(shù)據(jù)單獨存放。

（4）在線監(jiān)控系統(tǒng)通過擴充，增加監(jiān)測設備參數(shù)、狀態(tài)監(jiān)控，設備報警、反向控制功能，通過實時數(shù)據(jù)庫等系統(tǒng)對監(jiān)測設備發(fā)出控制指令［2］。

3 系統(tǒng)組成

3.1 監(jiān)控中心軟件

污染源自動監(jiān)控動態(tài)管控系統(tǒng)可實現(xiàn)對自動監(jiān)控設備運行狀態(tài)、工作參數(shù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)的“三同時”監(jiān)控，并對異常狀態(tài)和參數(shù)進行報警、遠程反控和抓拍取證，該系統(tǒng)的具體功能如下。

3.1.1 數(shù)據(jù)監(jiān)控

系統(tǒng)兼容了“污染源自動監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)”模式，保留每一個站點的污染源監(jiān)測指標，實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)均可查詢，并增加實測值監(jiān)測。

3.1.2 監(jiān)測設備參數(shù)監(jiān)控

可以直接看到處于異常的參數(shù)詳情，還能查看此站點有哪些設備參數(shù)，他們各自的情況，當前值、正常范圍、最近一次的修改記錄等。

3.1.3 上傳的內容

系統(tǒng)能實時監(jiān)控廢氣污染源自動監(jiān)測設備測量量程、曲線斜率、速度場系數(shù)；廢水污染源自動監(jiān)控設備COD修正因子、COD測量偏移量、氨氮修正因子、氨氮測量間隔等影響自動監(jiān)測數(shù)據(jù)準確性的工作參數(shù)，并自動保存參數(shù)修改日志。

3.1.4 上傳的方式

設備參數(shù)可定時上傳、變化上傳和手動召喚上傳，時間間隔應能靈活設置，系統(tǒng)應能自動保存歷史記錄。三種上傳方式具體描述如下。

（1）定時上傳。監(jiān)測設備的參數(shù)定時自動上傳，上傳頻次可根據(jù)需要靈活設置，例如可1min上傳1次，也可1h上傳1次。

（2）變化上傳。當參數(shù)發(fā)生改變時立即上傳，當設備參數(shù)發(fā)生改變時立即上傳（即：以上一個狀態(tài)為基準，第二次與第一次不同時立即上傳）。

（3）手動召喚上傳。隨時手動抽取現(xiàn)場設備的參數(shù)，召喚便可上傳。

3.1.5 異常報警

系統(tǒng)能對自動監(jiān)測設備的異常工作參數(shù)、異常運行狀態(tài)及參數(shù)的修改進行報警。有哪些站點屬于參數(shù)異常，哪些站點屬于設備故障，哪些站點屬于正常，當有異常情況時，會有語音播報，并彈出提示框。提醒值班人員重點關注，現(xiàn)場巡查［3］。

3.1.6 設備反控

監(jiān)控人員可以在監(jiān)控中心對現(xiàn)場設備進行遠程反向控制、設置參數(shù)等操作。對現(xiàn)場設備進行遠程反向控制操作如設備的反吹、校準、走零、走標等。

系統(tǒng)平臺對數(shù)采儀的反控指令如對時、召喚歷史數(shù)據(jù)、召喚歷史設備運行狀態(tài)、調取歷史報警、調取設備運行日志、修改配置參數(shù)等。

系統(tǒng)平臺對廢氣污染源監(jiān)測設備的反控指令如啟動設備反吹、啟動設備校準、啟動設備走零/走標、啟動PLC、停止PLC、與監(jiān)測設備對時和立即上傳狀態(tài)等。系統(tǒng)平臺對于廢水污染源監(jiān)測設備的反控功能主要包括啟動COD測量、停止COD測量、啟動COD清洗、啟動COD校正、啟動氨氮測量、啟動氨氮清洗、啟動氨氮校正［4］。

設備反控功能主要實現(xiàn)對現(xiàn)場監(jiān)測設備參數(shù)的設置和狀態(tài)的控制。反控系統(tǒng)總體上由兩部分組成：控制中心、監(jiān)測站點?？刂浦行男枰诂F(xiàn)有的環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控平臺軟件中添加控制模塊，每個監(jiān)測站點由數(shù)據(jù)采集傳輸儀和現(xiàn)場監(jiān)測設備組成（包括煙氣分析儀、PLC、COD監(jiān)測儀、pH計、流量計等智能設備）。

系統(tǒng)還可以通過更改與儀器的通訊規(guī)約實現(xiàn)對設備的反控，可以對現(xiàn)場監(jiān)測設備進行遠程控制與設置，如校時、立即檢測、自動采樣頻率、標定、調整參數(shù)等。遠程控制與設置不應低于通訊規(guī)約內所包含的功能集。還可以直接在界面上對所選站點設備進行強制采樣，通過聯(lián)網(wǎng)測點定時發(fā)送實時數(shù)據(jù)即采集排放口流量數(shù)據(jù)和污染物濃度數(shù)據(jù)。

通過軟件實現(xiàn)反控，開發(fā)后的軟件具有反向控制、調節(jié)數(shù)采裝置及監(jiān)測設備的功能。監(jiān)控人員可以在監(jiān)控中心對現(xiàn)場設備進行遠程反向控制、設置參數(shù)等操作。反向控制及時、可靠、準確地將控制指令發(fā)往被控制終端，同時能對終端的返回指令進行及時的處置，對設備反控成功后的設備狀態(tài)及時進行處理。

3.1.7 現(xiàn)場取證

系統(tǒng)能通過門禁抓拍對進入監(jiān)測站房的人員拍照和取證，并能將取證信息上傳到中心平臺。如果有人修改了儀器參數(shù)，使上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)從超標變成達標，平臺端收到報警信息后及時關注此站點，并能調用遠程視頻取證功能查看是誰進入了站房。

3.2 現(xiàn)場數(shù)采儀

根據(jù)現(xiàn)場不同品牌監(jiān)測設備的規(guī)格、參數(shù)，對數(shù)采儀的通訊協(xié)議進行改造，使之滿足設備參數(shù)、工作狀態(tài)上傳和反控的要求。不僅滿足用戶對現(xiàn)場監(jiān)測設備進行遠程控制與設置（如校時、立即檢測、自動采樣頻率、標定、調整參數(shù)等）的要求，而且應能通過手機短信實現(xiàn)對監(jiān)測設備的反控功能。且數(shù)采儀應具備以下要求。

（1）具有反控功能，升級后的數(shù)采儀能夠適應不同監(jiān)控中心下發(fā)的指令，從而對所連接的自動監(jiān)測設備實現(xiàn)遠程控制。

（2）必須具有遠程維護功能，能夠遠程升級數(shù)采儀內部軟件和設置參數(shù)。

（3）必須具有智能多通信協(xié)議自適應轉換功能，使系統(tǒng)能夠自動適應不同通信協(xié)議，不用修改程序就能夠保證通信系統(tǒng)在線運行情況下，接入各種設備，以不變的程序應對千差萬變的協(xié)議，真正做到智能化。

4 總結及展望

通過對污染源自動監(jiān)控系統(tǒng)實行動態(tài)管控，實現(xiàn)了對污染源自動監(jiān)控數(shù)據(jù)、參數(shù)等信息實時監(jiān)管的目的，從而實現(xiàn)“點末端監(jiān)控”向“全過程監(jiān)控”的轉變，最大程度地減少弄虛作假情況的發(fā)生，從而提高數(shù)據(jù)真實性，保證自動監(jiān)控數(shù)據(jù)能夠有效地反映企業(yè)實際生產(chǎn)、減排情況，為環(huán)保部門提供有力的技術支持，全過程監(jiān)控必將成為自動監(jiān)控管理工作的發(fā)展趨勢。

［1］鮑建國.固定污染源自動監(jiān)控數(shù)據(jù)質量保證體系研究：以黑龍江省為例［M］.北京：中國環(huán)境出版社，2013.

［2］李 穎，鄒雪姝.現(xiàn)代通信原理（上冊）：信息傳輸?shù)幕驹恚跰］.北京：清華大學出版社，2007.

［3］張明順.環(huán)境管理［M］.武漢：武漢理工大學出版社，2006.

［4］劉 健.廢水污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)理論與實踐［M］.鄭州：黃河水利出版社，2007.