王成敏 莊永寧（鎮(zhèn)江市環(huán)境監(jiān)測中心站 江蘇 鎮(zhèn)江 212001）

淺述環(huán)境現(xiàn)場監(jiān)測的信息化建設(shè)

王成敏 莊永寧（鎮(zhèn)江市環(huán)境監(jiān)測中心站 江蘇 鎮(zhèn)江 212001）

目前環(huán)境現(xiàn)場監(jiān)測的核心仍然是基于監(jiān)測人員的現(xiàn)場操控，監(jiān)測人員一旦遠(yuǎn)離監(jiān)測點(diǎn)位也就失去了對監(jiān)測設(shè)備和監(jiān)測環(huán)境的質(zhì)量控制，所采集的樣品及環(huán)境數(shù)據(jù)也存在極大的不確定性，造成對某污染源或某區(qū)域的環(huán)境污染狀況掌握的不準(zhǔn)確。環(huán)境現(xiàn)場監(jiān)測的信息化建設(shè)就是要充分利用現(xiàn)在的“物聯(lián)網(wǎng)”和“自動化”技術(shù)，建立一套從能夠?qū)ΡO(jiān)測現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時視頻監(jiān)控，對現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，對現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠自動記錄、儲存并上傳，對所有數(shù)據(jù)能夠有效識別、計算并審核的環(huán)境現(xiàn)場監(jiān)測信息智能化平臺。從而為環(huán)境管理部門提供最準(zhǔn)確、最有效、最及時的環(huán)境污染數(shù)據(jù)，使環(huán)境主管部門能夠及時采取有效防治措施將污染危害降到最低，減少經(jīng)濟(jì)損失。

現(xiàn)場監(jiān)測；信息化；遠(yuǎn)程控制

1 環(huán)境監(jiān)測的現(xiàn)狀

環(huán)境監(jiān)測工作是一項(xiàng)系統(tǒng)而復(fù)雜的科學(xué)技術(shù)活動，其直接目的就是獲取具有代表性、準(zhǔn)確性、可比性和完整性的環(huán)境信息，為科學(xué)的環(huán)境管理工作服務(wù)。一方面，隨著國民經(jīng)濟(jì)與社會事業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境問題日益突出，環(huán)境監(jiān)測工作日益繁重，總量減排、污染源普查、土壤調(diào)查等重要任務(wù)主要落實(shí)在各級環(huán)境監(jiān)測站；另一方面，隨著公眾環(huán)保意識的進(jìn)一步提高，環(huán)境監(jiān)測的社會需求、公眾需求和個人消費(fèi)需求日益顯現(xiàn)，環(huán)境監(jiān)測面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測主要依靠的還是人的手工操作，此種方式無論是在人力、物力、技術(shù)手段和數(shù)據(jù)管理方面都無法滿足對現(xiàn)階段污染源出現(xiàn)的面積大、因子多和變化快的監(jiān)測要求。因此，利用現(xiàn)有的數(shù)字信息技術(shù)建立環(huán)境監(jiān)測信息化平臺就顯得十分緊迫。

2 環(huán)境監(jiān)測信息化發(fā)展過程及不足

我國的環(huán)境監(jiān)測信息化建設(shè)也已經(jīng)過近20年，從80年代初依靠電腦的數(shù)據(jù)計算，到90年代所有信息輸入電腦的無紙化辦公，再到現(xiàn)在引入的LIMS系統(tǒng)，可以說我國的環(huán)境監(jiān)測信息化也得到了長足的發(fā)展，但同時也存在偏重實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)，忽視了現(xiàn)場監(jiān)測的問題。首先，各種現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備依然要依靠監(jiān)測人員的現(xiàn)場操作，遠(yuǎn)程操作和監(jiān)控技術(shù)處于空白階段。其次，各種環(huán)境參數(shù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)也依然依靠監(jiān)測人員的手工記錄，自動化記錄儲存并上傳服務(wù)器技術(shù)也處于空白階段。再次是數(shù)據(jù)管理信息化建設(shè)滯后，環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)都需要人工輸入，百分百的準(zhǔn)確率和及時率得不到保障?？傊F(xiàn)有的環(huán)境監(jiān)測信息系統(tǒng)僅局限在在實(shí)驗(yàn)室分析階段，現(xiàn)場監(jiān)測的信息化、智能化建設(shè)依然有很大的改進(jìn)空間。本文所述的環(huán)境現(xiàn)場監(jiān)測信息智能化平臺就是要利用現(xiàn)在的“物聯(lián)網(wǎng)”和“自動化”技術(shù)，建立一套從能夠?qū)ΡO(jiān)測現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時視頻監(jiān)控，對現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，對現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠自動記錄、儲存并上傳，對所有數(shù)據(jù)能夠有效識別、計算并審核的環(huán)境現(xiàn)場監(jiān)測信息智能化平臺，以適應(yīng)現(xiàn)階段污染源出現(xiàn)的面積大、因子多和變化快的監(jiān)測要求。

3 環(huán)境現(xiàn)場監(jiān)測信息化建設(shè)內(nèi)容

環(huán)境現(xiàn)場監(jiān)測信息化建設(shè)的主要內(nèi)容應(yīng)包括：現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備的實(shí)時監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制，現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動測量、記錄、保存和上傳，監(jiān)測數(shù)據(jù)管理的程序化控制。各部分關(guān)系見圖1。

圖1 現(xiàn)場監(jiān)測流程圖

3.1 現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備的實(shí)時監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制的主要內(nèi)容：

（1）現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備包括監(jiān)測人員的“物聯(lián)網(wǎng)”建設(shè)，將傳感器、控制器和GPS模塊集成在現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備中，利用互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)使得監(jiān)測人員可以通過互聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備遠(yuǎn)程控制和操作現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備，形成人與物、物與物相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)信息化、遠(yuǎn)程管理控制和智能化的網(wǎng)絡(luò)；能夠通過互聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備對各個監(jiān)測點(diǎn)位的監(jiān)測儀器發(fā)出指令，進(jìn)行定時開關(guān)、流量控制和換樣操作，并監(jiān)控所有儀器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和GPS信息；建設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，利用高清攝像頭對監(jiān)測現(xiàn)場進(jìn)行攝像、并能夠與互聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備進(jìn)行實(shí)時視頻傳輸、控制、顯示、記錄登記。能夠通過互聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備攝像機(jī)攝像頭發(fā)出指令，進(jìn)行上、下、左、右的動作進(jìn)行控制及對鏡頭進(jìn)行調(diào)焦變倍的操作，并可通過終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)在多個監(jiān)測點(diǎn)位攝像機(jī)之間的切換。利用特殊的錄像處理模式，可對圖像進(jìn)行錄入、回放、處理等操作。

（2）開發(fā)相應(yīng)的遠(yuǎn)程化控制操作軟件，應(yīng)具有易操作、高穩(wěn)定、防入侵、速度快的特點(diǎn)，并且能夠與環(huán)境現(xiàn)場監(jiān)測的特點(diǎn)相融合，能夠?qū)崿F(xiàn)同時對所有監(jiān)測點(diǎn)位的監(jiān)控和操作，并能夠?qū)崟r查看所有點(diǎn)位的視頻信息、環(huán)境信息和設(shè)備信息，能夠行之有效地對現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。

（3）現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備的便攜式供電系統(tǒng)建設(shè)，通過現(xiàn)有的鋰電池技術(shù)，建設(shè)一套可實(shí)現(xiàn)交直流供電輸出的可移動便攜式供電設(shè)備，并能夠進(jìn)行充電重復(fù)使用，該便攜式電池應(yīng)集成GPS模塊，能夠隨之上傳該電池的GPS信息，起到防盜、防丟失的作用。

3.2 現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動測量、記錄、保存和上傳的主要內(nèi)容

（1）能夠?qū)囟?、濕度、氣壓、風(fēng)力等環(huán)境傳感器集成在現(xiàn)場監(jiān)測儀器中，能夠?qū)λ协h(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時測量和記錄，規(guī)范和統(tǒng)一現(xiàn)場監(jiān)測儀器與遠(yuǎn)程控制軟件間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，使現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)及相應(yīng)的環(huán)境參數(shù)能夠順利從監(jiān)測設(shè)備上傳至互聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備供監(jiān)測人員查閱和審核。

（2）建設(shè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，使現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)和環(huán)境參數(shù)經(jīng)過監(jiān)測人員審核后，最終能夠及時有效上傳并保存在數(shù)據(jù)庫中。

（3）數(shù)據(jù)管理的程序化控制的主要內(nèi)容。建設(shè)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)管理程序，能夠從數(shù)據(jù)庫中自動分類、篩選、提取環(huán)境監(jiān)測報告所需要的各類監(jiān)測數(shù)據(jù)，并自動進(jìn)行計算和審核。該程序能夠自動進(jìn)行數(shù)據(jù)的有效性審核，對有效數(shù)據(jù)自動歸檔，生成報告，對無效數(shù)據(jù)進(jìn)行有效辨別，并及時預(yù)警現(xiàn)場監(jiān)測人員，該程序可以保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性，減少重復(fù)監(jiān)測率，提高環(huán)境現(xiàn)場監(jiān)測的效率。建立數(shù)據(jù)質(zhì)控協(xié)議，對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)控統(tǒng)計。

4 環(huán)境現(xiàn)場監(jiān)測信息化建設(shè)的意義

通過該平臺的建立和應(yīng)用能夠極大的節(jié)約人工和設(shè)備成本，打破遠(yuǎn)距離、多點(diǎn)位，多參數(shù)對現(xiàn)有環(huán)境監(jiān)測方式的制約，提高環(huán)境現(xiàn)場監(jiān)測的質(zhì)量控制水平；實(shí)現(xiàn)單人多點(diǎn)的環(huán)境監(jiān)測新模式，以最省的人力和物力來完成對給類污染源的有效監(jiān)控，提高環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和對污染源監(jiān)測的全覆蓋；可以有效的查找出各類污染源最高排放負(fù)荷的時間點(diǎn)，即使是在目前環(huán)境監(jiān)測極少涉及的夜間監(jiān)測，能夠使環(huán)境主管部門有的放矢的進(jìn)行污染源管理，從而為環(huán)境管理部門提供最準(zhǔn)確、最有效、最及時的環(huán)境污染數(shù)據(jù)，使環(huán)境主管部門能夠及時采取有效防治措施將污染危害降到最低，減少經(jīng)濟(jì)損失。切實(shí)保障人民群眾身體健康及生命安全。

〔1〕劉鵬.環(huán)境監(jiān)測信息化思考〔J〕.環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2010（3）.

〔2〕王合生.對環(huán)境監(jiān)測信息化建設(shè)工作的思考〔J〕.環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2008（4）.

〔3〕劉有中.環(huán)境監(jiān)測自動處理系統(tǒng)軟件設(shè)計〔J〕.四川環(huán)境2003（6）.

The Informatization Construction of Environment Site Monitoring

WangChengmin（Environment Monitoring Center Station of ZhenJiang City ZhenJiang JiangSu 212001）

The core of environment monitoring is still based on monitoring site control by monitoring personnel.Once monitoring personnel are away from monitoring site，he will lose quality control of the monitoring equipment and monitoring environment.The collected samples and environmental data also exist great uncertainty，resulting in inaccurate information of pollution source.The information construction of environment site monitoring is to make full use of"internet of things"and"automatic"technology to establish an intelligent platform to monitor the real-time video of monitoring site，realize remote control of monitoring equipment，record and save on-site environmental parameters and monitoring data and identify，calculate and check all data effectively.The intelligent platform can provide the most accurate，most effective and timely environmental pollution data for the environmental management department to take effective measures to minimize the pollution hazards and reduce the economic losses.

Site monitoring Informatization Remote control

X32

A

1674-263X（2016）01-0011-03

2016-02-21

王成敏（1983-），男，本科，工程師，現(xiàn)從事環(huán)境監(jiān)測工作。