郝世宏 山西省晉中市環(huán)境保護(hù)局

隨著環(huán)境問(wèn)題的日益突出和人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題的日益重視，各類環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的日益增多，以往利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單收集已經(jīng)不能滿足當(dāng)前環(huán)保工作的要求，環(huán)境監(jiān)測(cè)是環(huán)境管理的基礎(chǔ)，也是環(huán)保部門的立足之本。環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用于環(huán)境管理、環(huán)境執(zhí)法、環(huán)保決策，如何采集數(shù)據(jù)、如何保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量、如何利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)全方位監(jiān)管并應(yīng)用，是我們目前急需解決的難題。

1.環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集技術(shù)及特點(diǎn)

隨著科學(xué)的發(fā)展，用肉眼去感知環(huán)境污染現(xiàn)象和污染程度，已經(jīng)不能滿足環(huán)保工作的需要，需要借助計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)，利用傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)污染物濃度和環(huán)境空氣環(huán)境質(zhì)量，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)江h(huán)境監(jiān)管平臺(tái)，作為環(huán)保部門對(duì)環(huán)境質(zhì)量的評(píng)價(jià)、管理和執(zhí)法依據(jù)。近年來(lái)已應(yīng)用到實(shí)際工作中的環(huán)保信息系統(tǒng)，不僅涵蓋對(duì)廢氣企業(yè)、廢水企業(yè)污水處理廠等污染的自動(dòng)監(jiān)控，還涵蓋了對(duì)環(huán)境空氣、飲用水源地、河流斷面、噪聲、重金屬等環(huán)境質(zhì)量的在線監(jiān)測(cè)。

利用環(huán)保信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)污染源數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)、收集和處理的過(guò)程中，需要優(yōu)先考慮監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。為實(shí)現(xiàn)這一目的，需要借助計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)利用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)端的自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行周期性校準(zhǔn)、標(biāo)定。例如污染源監(jiān)管系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，正常數(shù)據(jù)和超標(biāo)數(shù)據(jù)區(qū)分顯示。可以查詢單個(gè)站點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、企業(yè)的生產(chǎn)狀態(tài)和儀器運(yùn)行狀態(tài)等信息，還具備調(diào)用視頻、歷史數(shù)據(jù)、站點(diǎn)信息功能，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)超標(biāo)報(bào)警、實(shí)時(shí)發(fā)布、查詢統(tǒng)計(jì)、監(jiān)控交流、有效性審核、聯(lián)網(wǎng)驗(yàn)收等功能。借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，這些環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，各系統(tǒng)之間既相互獨(dú)立又可組合配置。環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)自動(dòng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲(chǔ)、分析、統(tǒng)計(jì)與發(fā)布的全過(guò)程管理，而且對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了濃度挖掘與應(yīng)用，為環(huán)境保護(hù)主管部門科學(xué)決策提供依據(jù)。同時(shí)，系統(tǒng)還可以具備手機(jī)版、微信版應(yīng)用，借助無(wú)線通訊技術(shù)，可以隨時(shí)隨地隨身查詢監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和接收?qǐng)?bào)警信息。

2.環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制

隨著近年來(lái)人們對(duì)生態(tài)環(huán)境需求，國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)工作的監(jiān)管更為嚴(yán)格，環(huán)境污染行為和人為干擾篡改監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)行為時(shí)有發(fā)生。保證環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量，有效預(yù)防人為干擾、篡改自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等弄虛作假現(xiàn)象的發(fā)生，是我們當(dāng)下迫切需要解決的問(wèn)題。

2.1 如何確保自動(dòng)監(jiān)控儀器正常運(yùn)行

例如在污染源自動(dòng)監(jiān)控工作中，企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)端自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器都標(biāo)配有標(biāo)準(zhǔn)氣體和標(biāo)準(zhǔn)液體等，監(jiān)測(cè)儀器會(huì)利用自身設(shè)置程度，每周對(duì)儀器進(jìn)行自行校準(zhǔn)，及時(shí)將由于運(yùn)行造成的監(jiān)測(cè)誤差復(fù)位，結(jié)合每周第三方運(yùn)營(yíng)人員的手工復(fù)位，保證自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀器的正常運(yùn)行和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.2 預(yù)防人為干擾設(shè)備

我們利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)建成自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備動(dòng)態(tài)管控系統(tǒng)，將自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備與數(shù)采儀直連，利用數(shù)采儀進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、工作參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)“三同時(shí)”監(jiān)控。建設(shè)污染源站房智能咨詢機(jī)構(gòu)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、超標(biāo)留校系統(tǒng)，有效切斷擅自修改設(shè)備工作參數(shù)等人為造假途徑，及時(shí)發(fā)現(xiàn)造假行為并固定證據(jù)，提高污染源自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量，為環(huán)境監(jiān)管、超標(biāo)處罰、總量減排等環(huán)保決策工作提供準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)支撐。

2.3 數(shù)據(jù)的有效性審核

在日常監(jiān)測(cè)中，由于受設(shè)備故障、網(wǎng)絡(luò)通訊質(zhì)量及其他一些突發(fā)、偶然事件的影響，導(dǎo)致少量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不符合國(guó)家對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的相關(guān)規(guī)定，需要對(duì)傳輸?shù)较到y(tǒng)平臺(tái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性檢查和審核。因此需要按照國(guó)家生態(tài)環(huán)境部對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的相關(guān)規(guī)范實(shí)施數(shù)據(jù)審核的監(jiān)管平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染源、環(huán)境空氣原始自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行修約、補(bǔ)錄、無(wú)效數(shù)據(jù)處理、異常數(shù)據(jù)處理等審核工作。通過(guò)系統(tǒng)能進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量，使監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能真實(shí)反映出環(huán)境現(xiàn)狀與變化趨勢(shì)以及污染源排放的現(xiàn)狀和變化趨勢(shì)。

2.4 數(shù)據(jù)的安全傳輸

在污染源自動(dòng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，在線監(jiān)控（監(jiān)測(cè)）儀器儀表與數(shù)采儀之間采用RS-485串行通訊標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，再由數(shù)采儀通過(guò)無(wú)線傳輸方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控平臺(tái)通訊服務(wù)器。隨著通訊技術(shù)的不斷改進(jìn)，近年來(lái)各大通訊公司均提供全光路接入數(shù)據(jù)專線方式、提供基于TD-LTE技術(shù)4G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)以及物聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)等。在數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程中，在物理上采取與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行隔離的方式，在傳輸架構(gòu)上采用分布式點(diǎn)站點(diǎn)建設(shè)，采用加密技術(shù)、無(wú)線傳輸協(xié)議，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸專線“雙回路”。

以往利用傳感器監(jiān)測(cè)的模擬量數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中會(huì)受到外界各種影響，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差，影響歸終計(jì)算機(jī)結(jié)果。但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量數(shù)據(jù)，有效地保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性。目前的數(shù)據(jù)采集設(shè)備均具備數(shù)據(jù)續(xù)傳功能、斷電保護(hù)功能，有效保證了由于意外斷電、傳輸線路故障造成數(shù)據(jù)的缺失，有效保證了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的完整性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

3.環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的應(yīng)用

3.1 建設(shè)數(shù)據(jù)中心

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在環(huán)境領(lǐng)域里建成諸如污染源自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)動(dòng)車尾氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)、放射源在線監(jiān)管系統(tǒng)、排污許可證管理系統(tǒng)等等環(huán)境業(yè)務(wù)系統(tǒng)，建設(shè)數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)眾多系統(tǒng)數(shù)據(jù)的融合是有效利用好數(shù)據(jù)的最佳方法。建設(shè)環(huán)境數(shù)據(jù)中心，根據(jù)統(tǒng)一規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、事例和集成各種環(huán)境業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)分析、挖掘等處理，構(gòu)建環(huán)境信息資源數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)中心、管理中心、共享服務(wù)中心和決策中心，創(chuàng)造一個(gè)環(huán)境信息智慧中心，為環(huán)境管理、環(huán)境評(píng)價(jià)和科學(xué)決策提供輔助支撐和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3.2 綜合應(yīng)用數(shù)據(jù)

以基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)為支撐，依托GIS平臺(tái)，融合各類環(huán)保業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，建立環(huán)境專題圖、以直觀、形象的方式展示環(huán)境和污染源的空間分布規(guī)律，實(shí)現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)與環(huán)境數(shù)據(jù)的集成管理、查詢統(tǒng)計(jì)、空間分析、專題分析等綜合展示功能，方便用戶及時(shí)準(zhǔn)確的了解和掌握環(huán)境污染變化現(xiàn)狀的趨勢(shì)。還可以數(shù)據(jù)中心為依托，建設(shè)包括風(fēng)險(xiǎn)源防控、環(huán)境應(yīng)急管理、指揮調(diào)度和后期評(píng)估在內(nèi)的綜合性環(huán)境安全預(yù)警與應(yīng)急指揮系統(tǒng)，全面提升環(huán)境應(yīng)急管理效能，為環(huán)境管理、環(huán)境規(guī)劃、宏觀決策提供技術(shù)支撐。

4.結(jié)論

利用計(jì)算機(jī)技術(shù)搭建智慧環(huán)保平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的現(xiàn)代化和環(huán)境管理的智慧化，達(dá)到“測(cè)得準(zhǔn)、傳得快、搞得清、管得好”的一種狀態(tài)，為評(píng)價(jià)區(qū)域環(huán)境質(zhì)量總體水平和發(fā)展趨勢(shì)、科學(xué)制定環(huán)境污染防治規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境建設(shè)等提供有力的數(shù)據(jù)支撐和技術(shù)支持，從而推進(jìn)信息資源的共享，形成環(huán)境信息化總體發(fā)展框架，最終達(dá)到實(shí)現(xiàn)“環(huán)境信息化”的戰(zhàn)略高度。