1.張宗亮 2.賀慶斌

1.身份證號：21138219860803221X 2.身份證號：211321198409084073

環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.張宗亮 2.賀慶斌

1.身份證號：21138219860803221X 2.身份證號：211321198409084073

加強(qiáng)環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)管的科學(xué)化、自動(dòng)化、信息化，提高現(xiàn)代化環(huán)保工作水平。本文對環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。為環(huán)境管理、規(guī)劃和決策提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的監(jiān)控信息提供借鑒能力。

環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控；信息系統(tǒng)；設(shè)計(jì)開發(fā)

引言：

目前各級環(huán)保部門都在建設(shè)環(huán)境監(jiān)控中心，環(huán)境監(jiān)控中心的建設(shè)對加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)管具有非常大的促進(jìn)作用。環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)可以改變環(huán)境監(jiān)督和執(zhí)法的方式，提高環(huán)境監(jiān)督和執(zhí)法的科學(xué)性，克服環(huán)保監(jiān)測和監(jiān)察人員不足的困難。

一、建立環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的重要意義

近年來，隨著我國工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，我國的環(huán)境安全問題也日益凸顯。信息化技術(shù)對環(huán)境問題的監(jiān)管支撐作用十分突出，尤其是在治污減排工作中，環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)已然成為重點(diǎn)建設(shè)任務(wù)。建立一個(gè)高效、快捷、安全的環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)十分必要，使其能為環(huán)境管理部門準(zhǔn)確掌握污染企業(yè)、大氣監(jiān)測點(diǎn)、地表水監(jiān)測點(diǎn)以及其他監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，掌握重點(diǎn)污染企業(yè)主要污染因子的排放總量，并對企業(yè)的污染治理設(shè)施的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，對排污費(fèi)的收繳、稽查起到監(jiān)督作用，為決策提供參考。

二、環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路

環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控信息系統(tǒng)是以自動(dòng)分析儀器為核心，應(yīng)用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、自動(dòng)測量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和相關(guān)的專用分析軟件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所組成的一套綜合性的自動(dòng)監(jiān)測體系，可對排污單位污染物排放情況和環(huán)境質(zhì)量狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)、連續(xù)自動(dòng)監(jiān)控，對具有地理屬性和空間屬性的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合分析與管理，及時(shí)做出相應(yīng)反饋，為環(huán)境管理、規(guī)劃、決策和研究提供必需而充實(shí)的監(jiān)測信息。

三、環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)平臺主要設(shè)計(jì)

該網(wǎng)絡(luò)平臺基于VPN的網(wǎng)絡(luò)互通互連，安全可靠，系統(tǒng)以B/S結(jié)構(gòu)為主，實(shí)現(xiàn)各種信息的共享和集成，包括廢氣自動(dòng)監(jiān)控、水污染源監(jiān)控、水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控、大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控信息等。 數(shù)據(jù)采集儀器能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的數(shù)據(jù)采集，內(nèi)置的多規(guī)約轉(zhuǎn)換的適配器，能夠智能化的處理各種不同的采集規(guī)約，能夠支持各種廠家的自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備，支持各種通訊規(guī)約，可以同各監(jiān)測站點(diǎn)的自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行通訊、控制設(shè)備、采集監(jiān)測數(shù)據(jù)。系統(tǒng)采用一套數(shù)采儀的遠(yuǎn)程參數(shù)配置軟件，該軟件通過TELNET、FTP，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)向數(shù)采儀發(fā)送設(shè)置參數(shù)的命令，設(shè)置數(shù)采儀的相關(guān)參數(shù)，從而作到支持各種廠家的自動(dòng)設(shè)備和通訊規(guī)約。數(shù)采儀支持多發(fā)功能，向省環(huán)保廳數(shù)據(jù)中心、地市監(jiān)測站同時(shí)發(fā)送采集數(shù)據(jù)，前置SCADA系統(tǒng)，將數(shù)采儀傳輸過來的數(shù)據(jù)分析處理后，存儲在內(nèi)存數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，從系統(tǒng)的底層保證了自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的一致性。

四、環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集傳輸體系

保證數(shù)據(jù)一致性，數(shù)據(jù)中心的自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，同下級環(huán)境監(jiān)測站的自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫形成了一個(gè)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的分布式數(shù)據(jù)庫體系，這些數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)差異很大，而且來自不同的廠商，因此保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性是一個(gè)復(fù)雜的問題。為了能夠統(tǒng)一全省環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集傳輸體系，我們開發(fā)了一套完整、規(guī)范、統(tǒng)一的環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸、處理、分析軟件。

五、環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

系統(tǒng)基于內(nèi)存數(shù)據(jù)庫和規(guī)約適配器技術(shù)，能夠適應(yīng)不同的通訊規(guī)約，能夠?qū)?shù)采儀傳輸過來的數(shù)據(jù)分析處理后，存儲在內(nèi)存數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí)充分注意數(shù)據(jù)庫的可擴(kuò)展性。在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí)遵循由頂向下的原則，在數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)時(shí)要由底向上，逐個(gè)開發(fā)實(shí)現(xiàn)，從而保證新開發(fā)的應(yīng)用程序可以很容易地共享已建立數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。另外也很容易地對已建立的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行擴(kuò)展，增加數(shù)據(jù)種類。根據(jù)該系統(tǒng)有關(guān)的地理數(shù)據(jù)、運(yùn)行管理、污染源監(jiān)測數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)的要求，我們設(shè)計(jì)出一套合理的數(shù)據(jù)庫體系，使之在冗余度和可操作性等方面有一個(gè)合理的平衡和可擴(kuò)充性。系統(tǒng)通過建立索引、分區(qū)等技術(shù)，提高海量數(shù)據(jù)的查詢性能。

六、環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)內(nèi)容

內(nèi)容包括污染源水類、污染源煙氣、大氣質(zhì)量、地表水質(zhì)、城市噪聲等五個(gè)大類的100種以上的監(jiān)測數(shù)據(jù)種類，還包括儀表運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備開關(guān)量等監(jiān)測數(shù)據(jù)種類，數(shù)據(jù)采樣和存儲間隔頻率高，并可動(dòng)態(tài)設(shè)置，數(shù)據(jù)可長期存放。 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫其它監(jiān)測的數(shù)據(jù)包括電源、空調(diào)電流、室溫等監(jiān)控子站的環(huán)境數(shù)據(jù)、自動(dòng)水樣采集器的采集狀態(tài)數(shù)據(jù)以及企業(yè)排污治理設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，可長期存放，數(shù)據(jù)采樣和存儲間隔設(shè)置合理，可以通過數(shù)據(jù)交換接口，將有關(guān)設(shè)施的運(yùn)行和管理數(shù)據(jù)引入和轉(zhuǎn)化，存儲到該系統(tǒng)的管理數(shù)據(jù)庫。在數(shù)據(jù)庫中，按實(shí)際需求還包括水污染源監(jiān)測站基本信息表、地表水水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)信息表、入河排污口基本信息表、物理特性項(xiàng)目數(shù)據(jù)表、入河排污口排污量統(tǒng)計(jì)表、污染事件數(shù)據(jù)表、項(xiàng)目評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表、評價(jià)對象基本情況表、評價(jià)對象與水質(zhì)監(jiān)測站關(guān)系表、數(shù)據(jù)字典等內(nèi)容，數(shù)據(jù)可以永久存放。系統(tǒng)能夠按照一定編號存儲水污染源監(jiān)控站(點(diǎn))水樣采樣口的有關(guān)的靜態(tài)圖像數(shù)據(jù)，并可根據(jù)需要增加建設(shè)其他所需的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容。

七、要加大投入維護(hù)平臺正常運(yùn)行

自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)需要大量的硬件、軟件，安裝一套現(xiàn)場設(shè)備需投入數(shù)十萬到上百萬元，每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位每年的維護(hù)、運(yùn)行費(fèi)用也需幾萬元到十幾萬元，沒有足夠的經(jīng)費(fèi)保障是無法開展此項(xiàng)工作的。我省自動(dòng)監(jiān)控建設(shè)經(jīng)費(fèi)相對充足，但系統(tǒng)長期運(yùn)行與維護(hù)管理的經(jīng)費(fèi)渠道不暢，往往需拖欠一年解決，嚴(yán)重影響自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)效益的發(fā)揮，影響了地方建設(shè)維護(hù)的積極性。

結(jié)語

環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各級環(huán)保部門的環(huán)境業(yè)務(wù)監(jiān)管中，有效提高了環(huán)境監(jiān)管水平，為地表水環(huán)境監(jiān)管、城市空氣質(zhì)量監(jiān)控、廢水污染源及廢氣污染源監(jiān)控能力的進(jìn)一步增強(qiáng)奠定了有力的技術(shù)基礎(chǔ)。

[1] 萬黎，劉玉，李彥.山東省水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用設(shè)計(jì)和使用方法[J]，中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，17(2)：96-99.

[2] 鄧志強(qiáng)，廖斌，褚洪波，等.基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的環(huán)境監(jiān)測知識庫的建立[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2013，19(1)：5-8.