楊文玉

中國(guó)石油化工股份有限公司青島安全工程研究院 （山東青島 266071）

當(dāng)前,石油化工行業(yè)面臨著國(guó)內(nèi)外越來越嚴(yán)格的環(huán)境約束，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)污染源的監(jiān)督管理，提高污染源自動(dòng)監(jiān)控工作水平[1]，大型國(guó)有企業(yè)相繼啟動(dòng)了污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)工作[2]。針對(duì)目前固定污染源在線監(jiān)測(cè)存在的問題[3-4]，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套適合石化行業(yè)現(xiàn)狀的在線監(jiān)控管理系統(tǒng)，借助互聯(lián)網(wǎng)+環(huán)保技術(shù)，可有效推進(jìn)環(huán)保管理的規(guī)范化、精細(xì)化和信息化，為企業(yè)污染源管理提供有力的抓手。

1 在線監(jiān)控系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介

針對(duì)廢水外排口、鍋爐煙氣、催化裂化再生煙氣、硫磺裝置尾氣等重點(diǎn)污染源，完成在線監(jiān)控系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)[5]，主要包括7大模塊——地理信息系統(tǒng)（GIS）展示、基礎(chǔ)管理模塊、現(xiàn)場(chǎng)端綜合管理模塊、數(shù)據(jù)審核模塊、實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊、統(tǒng)計(jì)分析和統(tǒng)計(jì)報(bào)表模塊，可實(shí)現(xiàn)企業(yè)國(guó)控、省控、市控及其他污染源監(jiān)測(cè)點(diǎn)的規(guī)范化、信息化管理，可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控及超標(biāo)預(yù)警等功能。系統(tǒng)功能架構(gòu)具體見圖1。

1.1 GIS展示

GIS集圖形圖像信息、地理位置信息、文本信息于一體，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)、直觀、動(dòng)態(tài)、可視化的監(jiān)測(cè)點(diǎn)污染源分析和監(jiān)控，能總體展示集團(tuán)聯(lián)網(wǎng)點(diǎn)總數(shù)及廢水、廢氣聯(lián)網(wǎng)點(diǎn)數(shù),快捷查看企業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)污染源信息及歷史數(shù)據(jù)變化曲線圖。

1.2 基礎(chǔ)管理功能模塊

基礎(chǔ)管理功能模塊由數(shù)據(jù)字典、監(jiān)測(cè)點(diǎn)信息維護(hù)、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)、設(shè)備檔案4個(gè)子功能模塊組成，可實(shí)現(xiàn)企業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的規(guī)范化、信息化管理。

數(shù)據(jù)字典可實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各種參數(shù)的設(shè)置，監(jiān)測(cè)點(diǎn)信息維護(hù)實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)污染源信息的管理，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)排放標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一管理，設(shè)備檔案實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)所在設(shè)備的規(guī)范化管理。

1.3 現(xiàn)場(chǎng)端綜合管理功能模塊

現(xiàn)場(chǎng)端綜合管理功能模塊包括設(shè)備驗(yàn)收、設(shè)備有效性審核、監(jiān)測(cè)點(diǎn)停運(yùn)、現(xiàn)場(chǎng)端設(shè)備狀態(tài)等4個(gè)子模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)備的狀態(tài)扭轉(zhuǎn)。

設(shè)備驗(yàn)收實(shí)現(xiàn)對(duì)污染源現(xiàn)場(chǎng)端設(shè)備檔案的建立；設(shè)備有效性審核實(shí)現(xiàn)自動(dòng)提醒準(zhǔn)備到期及過期審核的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)，自動(dòng)判斷未開展有效性審核和有效性審核過期所產(chǎn)生的數(shù)據(jù);監(jiān)測(cè)點(diǎn)停運(yùn)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)階段性和永久性停用規(guī)范化管理；現(xiàn)場(chǎng)端綜合管理實(shí)現(xiàn)綜合查詢污染源現(xiàn)場(chǎng)端設(shè)備驗(yàn)收、設(shè)備有效性審核狀態(tài)，對(duì)即將到期的審核自動(dòng)預(yù)警。

1.4 數(shù)據(jù)審核功能模塊

數(shù)據(jù)審核功能模塊包括數(shù)據(jù)審核情況、人工審核、數(shù)據(jù)修約情況、廢水修約、廢氣修約、憑證管理、綜合查詢共7個(gè)子模塊，實(shí)現(xiàn)企業(yè)廢水、廢氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)審核及修約補(bǔ)遺。

數(shù)據(jù)審核情況實(shí)現(xiàn)綜合查詢企業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)審核情況；人工審核實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判斷設(shè)備直出數(shù)據(jù)后臺(tái)，根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)置審核規(guī)則自動(dòng)判斷各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)狀態(tài)，可進(jìn)行批量操作；數(shù)據(jù)修約情況實(shí)現(xiàn)綜合查詢企業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)修約情況；廢水修約和廢氣修約分別實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水、廢氣無效數(shù)據(jù)及故障數(shù)據(jù)的修約補(bǔ)遺，可進(jìn)行批量修約；憑證管理實(shí)現(xiàn)對(duì)不同憑證類別、監(jiān)測(cè)點(diǎn)停用和企業(yè)停產(chǎn)所使用憑證的信息化管理；綜合查詢實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)修約補(bǔ)遺和對(duì)廢水、廢氣小時(shí)數(shù)據(jù)與日數(shù)據(jù)的綜合查詢及統(tǒng)計(jì)。

1.5 實(shí)時(shí)監(jiān)控功能模塊

實(shí)時(shí)監(jiān)控功能模塊包括監(jiān)控報(bào)警、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史曲線變化3個(gè)模塊，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控企業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)可視化展示及超標(biāo)報(bào)警。

監(jiān)控報(bào)警實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)報(bào)警，可進(jìn)行流程審核；實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控企業(yè)廢水、廢氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)的傳輸數(shù)據(jù)；歷史曲線變化實(shí)現(xiàn)綜合展示區(qū)間段內(nèi)的小時(shí)數(shù)據(jù)及日數(shù)據(jù)，將監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目濃度、流量的變化曲線及超標(biāo)詳情以曲線圖的形式進(jìn)行可視化展示，體現(xiàn)廢水、廢氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的小時(shí)值/瞬時(shí)流量及排放標(biāo)準(zhǔn)。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析功能模塊

統(tǒng)計(jì)分析功能模塊包括數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)傳輸率、數(shù)據(jù)有效率、數(shù)據(jù)傳輸有效率4個(gè)子模塊，實(shí)現(xiàn)綜合查詢企業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)傳輸及達(dá)標(biāo)情況。

數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)區(qū)間段內(nèi)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸有效率、達(dá)標(biāo)次數(shù)、達(dá)標(biāo)排放率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的計(jì)算，柱狀圖可視化展示；數(shù)據(jù)傳輸率、數(shù)據(jù)有效率、數(shù)據(jù)傳輸有效率實(shí)現(xiàn)區(qū)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸率、數(shù)據(jù)有效率、數(shù)據(jù)傳輸有效率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的計(jì)算，柱狀圖可視化展示，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息列表展示,總體查看企業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸有效率情況。

1.7 統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能模塊

統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能模塊包括監(jiān)測(cè)點(diǎn)報(bào)表、企業(yè)報(bào)表、集團(tuán)公司報(bào)表共3個(gè)模塊，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)匯總計(jì)算企業(yè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)并生成報(bào)表。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)報(bào)表包括監(jiān)測(cè)點(diǎn)日?qǐng)?bào)表、監(jiān)測(cè)點(diǎn)月報(bào)表、監(jiān)測(cè)點(diǎn)年報(bào)表，自動(dòng)匯總計(jì)算企業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)小時(shí)數(shù)據(jù)及日數(shù)據(jù)，計(jì)算監(jiān)測(cè)點(diǎn)平均值、最大值及最小值，生成相關(guān)報(bào)表；企業(yè)報(bào)表包括企業(yè)日?qǐng)?bào)表、企業(yè)月報(bào)表，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)匯總企業(yè)廢水、廢氣聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，計(jì)算企業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)排放達(dá)標(biāo)率等信息，生成相關(guān)報(bào)表；集團(tuán)公司報(bào)表包括集團(tuán)公司廢水年報(bào)、集團(tuán)公司廢氣年報(bào)，匯總各企業(yè)廢水、廢氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，計(jì)算監(jiān)測(cè)點(diǎn)排放量、同比及環(huán)比等信息，自動(dòng)對(duì)企業(yè)進(jìn)行排名，生成集團(tuán)公司廢水年報(bào)及廢氣年報(bào)。

2 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.1 在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

根據(jù)HJ212—2017《污染物在線自動(dòng)監(jiān)控（監(jiān)測(cè)）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》，設(shè)計(jì)了在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)方案，如圖2所示。

圖2 在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)方案

企業(yè)傳輸鏈路：數(shù)采儀對(duì)在線監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集后，可通過無線直傳和將數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)入數(shù)采服務(wù)器兩種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，最終進(jìn)入企業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。

總部傳輸鏈路：數(shù)采儀對(duì)在線監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并加密，然后將加密的數(shù)據(jù)直接通過無線發(fā)送至總部端，由總部進(jìn)行數(shù)據(jù)接收并傳輸進(jìn)入接收服務(wù)器，最終進(jìn)入總部的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，以滿足國(guó)家環(huán)保部對(duì)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的直傳要求。

2.2 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用

在環(huán)保專業(yè)技術(shù)人員和開發(fā)人員的共同努力下，具備上述功能的石化行業(yè)在線監(jiān)控系統(tǒng)已開發(fā)完畢，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)集團(tuán)公司所有重點(diǎn)污染源的全面監(jiān)控，取得了很好的應(yīng)用效果。

3 系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）通過自動(dòng)控制和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)功能。對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)傳輸情況、監(jiān)測(cè)點(diǎn)污染物排放情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)提取、監(jiān)測(cè)設(shè)備開關(guān)機(jī)、參數(shù)設(shè)定等重要功能的遠(yuǎn)程操作，大大增強(qiáng)了污染源監(jiān)控和管理的主動(dòng)性和時(shí)效性。

（2）融入GIS技術(shù)。利用GIS強(qiáng)大的地理信息分析功能建立污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)綜合展示功能,可及時(shí)準(zhǔn)確地掌握各個(gè)企業(yè)排放口的運(yùn)行情況，污染物排放的濃度變化趨勢(shì)，并可基于地理信息實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)信息查詢、污染源分析及超標(biāo)報(bào)警等功能。

（3）系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化環(huán)境管理。系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及污染物排放量進(jìn)行匯總、統(tǒng)計(jì)與分析，形成統(tǒng)計(jì)日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)的有機(jī)結(jié)合，為集團(tuán)利用在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行污染物排放量核定奠定了基礎(chǔ)。

（4）實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)超標(biāo)報(bào)警、原因分析、整改確認(rèn)的閉環(huán)管理。在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超標(biāo)后及時(shí)向企業(yè)相關(guān)管理人員推送超標(biāo)報(bào)警信息，以便企業(yè)及時(shí)對(duì)超標(biāo)原因進(jìn)行分析并采取相應(yīng)控制措施進(jìn)行整改、復(fù)測(cè)。企業(yè)可以通過系統(tǒng)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析、曲線圖可視化展示等功能，總體掌握企業(yè)污染物濃度數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)超標(biāo)情況及整改情況，支撐企業(yè)完成環(huán)保超標(biāo)閉環(huán)管理。

（5）實(shí)現(xiàn)污染物濃度數(shù)據(jù)綜合展示，為環(huán)保決策提供支撐。系統(tǒng)可自動(dòng)計(jì)算企業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)查詢時(shí)間段內(nèi)的污染濃度平均值并可視化展示，自動(dòng)生成監(jiān)測(cè)點(diǎn)濃度平均值、最大值、最小值等指標(biāo)報(bào)表，支持自動(dòng)計(jì)算裝置達(dá)標(biāo)率及企業(yè)達(dá)標(biāo)率并進(jìn)行排名，綜合分析各企業(yè)達(dá)標(biāo)情況及達(dá)標(biāo)率排名。

4 結(jié)語

將自動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)通信、計(jì)算機(jī)以及GIS等信息技術(shù)引入環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，建立以污染源管理為中心的在線控制系統(tǒng)，是環(huán)境監(jiān)測(cè)管理發(fā)展的必然趨勢(shì)。全面實(shí)施污染源自動(dòng)監(jiān)控，切實(shí)發(fā)揮其在環(huán)保管理、節(jié)能減排和污染防治中的作用，對(duì)加強(qiáng)重點(diǎn)污染源的排放監(jiān)控、污染物總量控制，改善環(huán)境空氣質(zhì)量具有重要意義，同時(shí)也可為各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的環(huán)境決策提供數(shù)據(jù)支撐。

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