馬 飛

新蔡縣環(huán)境保護(hù)局環(huán)境監(jiān)測(cè)站

環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用分析

馬 飛

新蔡縣環(huán)境保護(hù)局環(huán)境監(jiān)測(cè)站

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境問題得到了人們的普遍關(guān)注。因手段與方法制約，傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測(cè)已無(wú)法適應(yīng)環(huán)保管理要求，環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的出現(xiàn)，為評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量、監(jiān)控污染源提供了強(qiáng)有力的保障。作為國(guó)家環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)監(jiān)控的對(duì)象，通過(guò)環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立，可達(dá)到國(guó)家節(jié)能減排的目標(biāo)。目前大多數(shù)都裝設(shè)了環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備與零散系統(tǒng)，但還存有諸多問題，如信息化、系統(tǒng)化與完整性。為此必須從實(shí)際出發(fā)，建立完整的環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本文通過(guò)對(duì)開放性、靈活性、兼容性等因素的充分考慮，采用自動(dòng)監(jiān)測(cè)客觀、可靠的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；原理；設(shè)計(jì)

近年來(lái)，隨著我國(guó)工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，我國(guó)的環(huán)境安全問題也日益凸顯。信息化技術(shù)對(duì)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(cè)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、大氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)、地表水監(jiān)測(cè)點(diǎn)以及其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，掌握重點(diǎn)污染主要污染因子的排放總量，并對(duì)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(duì)排污費(fèi)的收繳、稽查起到監(jiān)督作用，為決策提供參考。

一、環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基本構(gòu)成

環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成可以根據(jù)不同的需要確定不同的構(gòu)成，具有很大的靈活性。對(duì)于一個(gè)城市來(lái)說(shuō)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)即可以由大氣、水質(zhì)、噪聲、放射性等多個(gè)監(jiān) 測(cè)分系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的混合系統(tǒng)。如上海、鞍山的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就是由大氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成的一個(gè)混合系統(tǒng)；也可以由一個(gè)單純的監(jiān)測(cè)分系 統(tǒng)構(gòu)成，如廣州、北京以及我國(guó)大部分自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都是單純的大氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。當(dāng)然對(duì)于一個(gè)城市也可能出現(xiàn)由 不同的行業(yè)建立的兩個(gè)或兩個(gè)以上的基本相同但互不往來(lái)的系統(tǒng)。這在技術(shù)上并無(wú)不妥，但在經(jīng)濟(jì)上是極不合理的。

二、環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需對(duì)多種因素進(jìn)行充分考慮，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，該系統(tǒng)不僅要具備在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀表、視頻攝像監(jiān)視裝置、網(wǎng)絡(luò)集成等設(shè)備，還需與底層匯編語(yǔ)言等相結(jié)合，是一個(gè)集環(huán)保數(shù)據(jù)多功能于一體的系統(tǒng)，要求其能夠達(dá)到數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測(cè)、監(jiān)視、分析與管理的目標(biāo)。以環(huán)保信息中心為主體，進(jìn)行既定范圍內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)信息網(wǎng)的建立，通過(guò)各類方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理與統(tǒng)計(jì)，以此對(duì)污染源具體情況進(jìn)行實(shí)時(shí)掌握，為治理環(huán)境提供可靠依據(jù)。

1、系統(tǒng)圖形功能設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上編輯與控制圖形的目的，需設(shè)計(jì)強(qiáng)大的交互圖形開發(fā)功能，以此為圖形界面、各類圖形元件制作提供便利，并實(shí)現(xiàn)圖形管理、建模與完善監(jiān)控系統(tǒng)的作用。如矢量化圖形的功能為縮放、分層、旋轉(zhuǎn)與組合復(fù)用等。在系統(tǒng)圖形功能設(shè)計(jì)中要求各類設(shè)備分布信息能夠綜合直觀顯示及表達(dá)，并監(jiān)視設(shè)備采集的參數(shù)信息，并進(jìn)行數(shù)據(jù)直接統(tǒng)計(jì)。在一張表示廠區(qū)地理位置的平面圖內(nèi)全部信息都可顯示，通過(guò)對(duì)地圖上某一監(jiān)控目標(biāo)的點(diǎn)擊，可監(jiān)控此對(duì)象信息，通過(guò)顯示的詳細(xì)信息，對(duì)該對(duì)象進(jìn)行操作。與此同時(shí)，聲光報(bào)警可運(yùn)用于超標(biāo)數(shù)據(jù)，對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)功能加以完善。

2、數(shù)據(jù)基本處理與歸檔

系統(tǒng)設(shè)計(jì)中標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)以歸檔為目的，需對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)加以充分考慮，要求其具備安全、可靠與功能強(qiáng)大等特點(diǎn)。根據(jù)時(shí)間段數(shù)據(jù)，進(jìn)行過(guò)程數(shù)據(jù)歸檔，由管理員設(shè)定時(shí)間段劃分，整體而言，可選取永久保存方式運(yùn)用于歷史數(shù)據(jù)。同時(shí)數(shù)據(jù)管理人機(jī)界面也需設(shè)計(jì)于系統(tǒng)內(nèi)，如查詢界面、設(shè)定界面。

3、各子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成

環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為大系統(tǒng)，其組成部分為子系統(tǒng)6個(gè)與監(jiān)控中心1個(gè)，預(yù)留發(fā)展接口。具體如下：

(1)空氣質(zhì)量連續(xù)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)。為對(duì)區(qū)域內(nèi)污染物時(shí)空分布等情況進(jìn)行全面掌握，需選取集合圖形布點(diǎn)方式與功能區(qū)域布點(diǎn)方式，設(shè)計(jì)空氣質(zhì)量連續(xù)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)中，需對(duì)主導(dǎo)風(fēng)向、地形、污染物污染現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)等進(jìn)行充分考慮，同時(shí)對(duì)周邊環(huán)境內(nèi)極易產(chǎn)生的干擾因素加以排除，并將一個(gè)背景對(duì)照點(diǎn)設(shè)置于和監(jiān)測(cè)區(qū)域主導(dǎo)風(fēng)向上風(fēng)向遠(yuǎn)離位置。同時(shí)對(duì)空氣質(zhì)量連續(xù)監(jiān)測(cè)子站(2個(gè))增加設(shè)置，每個(gè)子站采樣標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置，需進(jìn)行公共輔助設(shè)施配置，如電源空調(diào)、通訊光纜等。

(2)固定污染源煙氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)。假設(shè)每小時(shí)20萬(wàn)平方米風(fēng)量的大型固定污染源在線監(jiān)測(cè)安裝，各個(gè)點(diǎn)位需進(jìn)行公共輔助設(shè)施的配備。設(shè)計(jì)時(shí)可采用2種方式：第一，公用熱工信號(hào)與環(huán)保信號(hào)，這種情況下可部分重用環(huán)境監(jiān)測(cè)信號(hào)能與能源熱工信號(hào)，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃統(tǒng)一，同時(shí)由能源信號(hào)轉(zhuǎn)接入環(huán)境監(jiān)測(cè)信號(hào)，避免建設(shè)重復(fù)。第二，環(huán)保信號(hào)專用。

(3)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)。水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備需分別安裝于總排口與車間排口位置，按照工藝段污染源與主要污染因子特征，車間排口監(jiān)測(cè)項(xiàng)目不僅要對(duì)傳統(tǒng)PH流量進(jìn)行充分考慮，還需對(duì)油分、氨氮等監(jiān)測(cè)因子加以重視。按照循環(huán)冷卻水系統(tǒng)內(nèi)部檢測(cè)PH等水質(zhì)參數(shù)，對(duì)接入監(jiān)控中心進(jìn)行充分考慮。

(4)噪聲在線子系統(tǒng)。因噪聲點(diǎn)位便于移動(dòng)，配置較為靈活，可根據(jù)需求進(jìn)行點(diǎn)位數(shù)量確定。通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可自動(dòng)進(jìn)行噪聲信息采集，利用RS232接口和GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端連接，此時(shí)，數(shù)據(jù)處理、協(xié)議封裝工作由GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端內(nèi)置嵌入式處理器進(jìn)行，并向GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。

(5)視頻監(jiān)控子系統(tǒng)。通常選取室內(nèi)外2個(gè)屏，投影方式為室內(nèi)形式，大屏為室外形式。根據(jù)實(shí)際情況安裝視頻監(jiān)控，一般安裝于制高點(diǎn)。利用視頻線與控制線將前端攝像機(jī)輸出連接至視頻編碼器，通過(guò)視頻編碼器達(dá)到統(tǒng)一視頻信號(hào)數(shù)字化的目的。隨后利用MPEG—4算法壓縮視頻，根據(jù)TCP/IP協(xié)議將以上數(shù)據(jù)打包，向主干網(wǎng)絡(luò)接入。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為確保環(huán)境監(jiān)測(cè)的及時(shí)性、準(zhǔn)確性與科學(xué)性，達(dá)到生態(tài)環(huán)境改善與保護(hù)的目的，必須提高企業(yè)環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)管理水平。通過(guò)環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)的建立，相關(guān)人員需對(duì)環(huán)境質(zhì)量狀況進(jìn)行綜合評(píng)定與定期發(fā)布。同時(shí)在數(shù)據(jù)采集、傳輸時(shí)必須確保信息的真實(shí)性，避免人為破壞環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)施。確保設(shè)備運(yùn)行的安全性、正常性。

[1] 狄飛，張莉君.基于GPS/GPRS的環(huán)境監(jiān)測(cè)終端的研究與設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2011，19(8)：1844-1846.

[2] 朱智翔.金華市環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控與信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué) 2010