李 夏

（冀中能源峰峰集團(tuán)有限公司梧桐莊礦，河北 邯鄲 056200）

1 概況

傳統(tǒng)的環(huán)保管理模式，監(jiān)管人員現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)問題，屬于事后監(jiān)管，耗時(shí)耗力，效率較低。智慧環(huán)保是數(shù)字環(huán)保系統(tǒng)的延伸和發(fā)展，系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、空間地理信息等集成新一代信息技術(shù)，把傳感設(shè)備應(yīng)用到環(huán)境監(jiān)控對(duì)象中，通過環(huán)保云技術(shù)將環(huán)保領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)整合起來，同時(shí)借助移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將環(huán)境現(xiàn)狀與環(huán)境業(yè)務(wù)系統(tǒng)緊密聯(lián)系起來，以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式實(shí)現(xiàn)環(huán)境管理和決策的智慧。

2 技術(shù)路線及總體架構(gòu)

通過現(xiàn)場(chǎng)排放及治理監(jiān)控體系、數(shù)據(jù)接受傳輸系統(tǒng)、集中管控平臺(tái)三個(gè)層級(jí)，將各類數(shù)據(jù)接入管、控、治一體化平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)全廠區(qū)的GIS綜合定位展示。

圖1 GIS綜合定位流程圖

3 監(jiān)控平臺(tái)建設(shè)內(nèi)容

根據(jù)生產(chǎn)設(shè)施運(yùn)行情況和污染源排放情況，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染源排放的智能化管控和治理。

圖2 智慧礦山對(duì)污染源排放的管控圖

3.1 無組織排放過程動(dòng)態(tài)監(jiān)控

系統(tǒng)可監(jiān)控記錄無組織排放源相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的啟停數(shù)據(jù)，如配料開啟/關(guān)閉、上料皮帶開/停機(jī)等。

3.2 污染源視頻監(jiān)控

料場(chǎng)出入口等易產(chǎn)塵點(diǎn)安裝高清視頻監(jiān)控裝置，并對(duì)產(chǎn)塵環(huán)節(jié)安裝自動(dòng)抓拍揚(yáng)塵功能的視頻監(jiān)控裝置，對(duì)作業(yè)和揚(yáng)塵過程進(jìn)行監(jiān)控記錄。

3.3 環(huán)保設(shè)施運(yùn)行監(jiān)控

監(jiān)控記錄風(fēng)機(jī)、干霧抑塵、車輛清洗裝置等無組織排放治理設(shè)施的啟停狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，如電流、風(fēng)量、風(fēng)壓、閥門開閉、水量、水壓等。

3.4 環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

（1）在廠界南北方向安裝兩套MH1031-L型8參數(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)備、主生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)塵源安裝一套MH1031-L型7參數(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)周邊PM2.5、PM10、TSP、大氣壓、風(fēng)向、風(fēng)力、空氣溫度、濕度等數(shù)值，實(shí)現(xiàn)企業(yè)無組織排放動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

（2）污水處理進(jìn)出水監(jiān)測(cè)口配備水質(zhì)在線檢測(cè)儀器，每?jī)尚r(shí)檢測(cè)采集COD、氨氮、總磷、總氮等控制指標(biāo)，以列表的形式顯示監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)時(shí)間、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)濃度、標(biāo)準(zhǔn)值、超標(biāo)倍數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)；生活污水處理中厭氧、好氧池配備DO傳導(dǎo)儀，生活污水的曝氣量結(jié)合環(huán)境溫度、菌種活性進(jìn)行調(diào)整，缺氧池溶解氧一般控制在0.2mg/l～0.5mg/l以下，厭氧池溶解氧控制在0.2mg/l左右，好氧池控制在2mg/l～3mg/l，為生化細(xì)菌的良好的生存環(huán)境。

4 監(jiān)控平臺(tái)功能

系統(tǒng)采用AcrelCloud-3000環(huán)保監(jiān)管云平臺(tái)，平臺(tái)依托于電力傳感、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和智能云計(jì)算等技術(shù)，系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)六大功能模塊，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、點(diǎn)位管理、數(shù)據(jù)查詢、趨勢(shì)分析、報(bào)警記錄、統(tǒng)計(jì)分析的監(jiān)控功能。監(jiān)控系統(tǒng)界面如下：

圖3 監(jiān)控系統(tǒng)界面

4.1 實(shí)時(shí)監(jiān)控管理

安裝分表計(jì)電傳輸設(shè)備，采集企業(yè)用電設(shè)備電參量數(shù)據(jù)，可以查看地面“儲(chǔ)存、裝卸、運(yùn)輸”系統(tǒng)設(shè)備的用電情況，包括生產(chǎn)狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)、用電、功率等，生成用電負(fù)荷曲線圖，其中用電和功率曲線中包含設(shè)置的設(shè)備啟停閥值，可根據(jù)啟停要求進(jìn)行設(shè)置。

通過系統(tǒng)可以查看監(jiān)測(cè)顆粒物（PM2.5、PM10）、氣象參數(shù)等，通過抓拍生產(chǎn)區(qū)域作業(yè)環(huán)境的視頻監(jiān)控畫面，更加直觀查看區(qū)域內(nèi)所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的部署情況和環(huán)境質(zhì)量狀況，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程、自動(dòng)監(jiān)控顆粒物濃度。

4.2 點(diǎn)位控制管理

系統(tǒng)設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位增減功能，通過點(diǎn)位管理欄可以自由添加可選點(diǎn)位，按要求對(duì)監(jiān)控點(diǎn)位進(jìn)行信息采集，收集填入序號(hào)、點(diǎn)位編號(hào)、點(diǎn)位名稱、詳細(xì)地址等，設(shè)置啟動(dòng)設(shè)備，變更地理位置選項(xiàng)，簡(jiǎn)單方便實(shí)現(xiàn)平臺(tái)更新以及編輯、刪除、預(yù)警設(shè)置，增強(qiáng)了系統(tǒng)可擴(kuò)展性。

4.3 歷史數(shù)據(jù)查詢

系統(tǒng)提供歷史數(shù)據(jù)查詢功能，通過設(shè)置時(shí)間類型、點(diǎn)位名稱、查詢時(shí)間選項(xiàng)后，即可查看到所選擇點(diǎn)位的歷史數(shù)據(jù)信息，包括各項(xiàng)監(jiān)測(cè)因子、數(shù)據(jù)更新時(shí)間等，查詢結(jié)果支持選用 OFFICE EXCEL文檔形式導(dǎo)出。

4.4 趨勢(shì)分析圖表

數(shù)據(jù)展示支持折線圖、柱狀圖、表格等多種形式，展示的內(nèi)容包括各項(xiàng)監(jiān)測(cè)因子濃度的實(shí)時(shí)與歷史分鐘值、小時(shí)值，同時(shí)可快速查看時(shí)間段內(nèi)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)因子變化趨勢(shì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位之間的各項(xiàng)參數(shù)的對(duì)比分析。

4.5 異常實(shí)時(shí)報(bào)警

污染物濃度預(yù)警設(shè)置是針對(duì)污染物一旦超過某一數(shù)值系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)給使用者發(fā)送預(yù)警提示信息，一旦各項(xiàng)監(jiān)測(cè)因子濃度出現(xiàn)異常波動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)超標(biāo)報(bào)警，當(dāng)達(dá)到預(yù)警設(shè)置后會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，便于在報(bào)警以后查看分析。通過關(guān)聯(lián)分析、超限分析、啟停時(shí)間分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)環(huán)保治理設(shè)備未開啟、異常關(guān)閉及減速、空轉(zhuǎn)、降頻等異常情況，同時(shí)通過數(shù)據(jù)分析還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控限產(chǎn)和停產(chǎn)整治企業(yè)運(yùn)行狀態(tài)。

4.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)企業(yè)在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)的產(chǎn)污數(shù)量、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，包括：實(shí)時(shí)數(shù)值、限值以及倍數(shù)，統(tǒng)計(jì)企業(yè)在生產(chǎn)日、非生產(chǎn)日的負(fù)荷對(duì)比，以小時(shí)為單位展示功率曲線，可查詢企業(yè)用電設(shè)施的日功率曲線，通過不同時(shí)間段、不同監(jiān)測(cè)區(qū)域，系統(tǒng)分析企業(yè)用電及污染物控制狀況。

5 數(shù)據(jù)接入與平臺(tái)搭建

信息化平臺(tái)采用實(shí)時(shí)接收海量現(xiàn)場(chǎng)端上傳的各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的效性檢查、解析和入庫（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）；采用多線程異步通信技術(shù)與各監(jiān)測(cè)點(diǎn)通信，并可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步轉(zhuǎn)發(fā)。

5.1 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)

（1）支持 HJ/T 212協(xié)議。

（2）具備系統(tǒng)日志，可追朔近期每一條數(shù)據(jù)的原始記錄。

（3）穩(wěn)定接收，不丟數(shù)。

（4）可實(shí)現(xiàn)對(duì)本項(xiàng)目中廢水在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)/治污設(shè)施運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)接收入庫。

5.2 采用阿里云服務(wù)器，性能強(qiáng)勁、運(yùn)行穩(wěn)定

配置為：2核8GCPU、200G云盤、4M帶寬。

5.3 監(jiān)控平臺(tái)搭建

5.3.1 無組織排放清單管理

以列表形式展現(xiàn)企業(yè)無組織排放源清單信息?？刹榭床煌c(diǎn)位無組織排放源的詳細(xì)信息，包括排放源基本信息、對(duì)應(yīng)生產(chǎn)設(shè)施和治污設(shè)施、治污設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)、對(duì)應(yīng)的微站數(shù)據(jù)。

5.3.2 治理設(shè)施管理

以列表項(xiàng)形式展示除塵器、霧炮、洗車臺(tái)、噴淋的運(yùn)行狀態(tài)信息，點(diǎn)擊可查看站點(diǎn)詳情，包括設(shè)備基本信息、設(shè)備運(yùn)行曲線。

5.3.3 空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)

以列表的形式顯示各空氣監(jiān)測(cè)站點(diǎn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目（PM10、PM2.5等）的監(jiān)測(cè)值，不同的空氣質(zhì)量等級(jí)以不同的顏色圓點(diǎn)區(qū)分顯示。

5.3.4 有組織排放監(jiān)控管理

以列表的形式顯示廠區(qū)內(nèi)排水口在線化學(xué)需氧量、pH值、污水流量、氨氮等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)時(shí)間、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)濃度、標(biāo)準(zhǔn)值、超標(biāo)倍數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)，且超標(biāo)項(xiàng)目以高亮顏色突出展示。

通過對(duì)廠區(qū)內(nèi)有組織排放、無組織排放的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，結(jié)合廠區(qū)主要節(jié)點(diǎn)空氣質(zhì)量微站的設(shè)置，將各類數(shù)據(jù)接入管、控、治一體化平臺(tái)中，有效掌握有組織和無組織排放分布、濃度、變化規(guī)律等數(shù)據(jù)，為企業(yè)揚(yáng)塵深度治理提供有力支撐。

6 智慧平臺(tái)應(yīng)用效果及優(yōu)勢(shì)

通過智慧環(huán)保系統(tǒng)，將企業(yè)整體環(huán)境質(zhì)量狀況、污染源在線監(jiān)控、環(huán)保移動(dòng)監(jiān)控終端等多系統(tǒng)整合到一起，進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析、智慧監(jiān)管，逐步建立起連續(xù)、可控、可追溯的智慧化監(jiān)管模式。

6.1 應(yīng)用效果

（1）在環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)方面，全礦3個(gè)空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)子站，對(duì)全礦空氣質(zhì)量進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)分析，為精準(zhǔn)管理提供依據(jù)。

（2）在污染源自動(dòng)在線監(jiān)控方面，對(duì)污水處理安裝自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行24小時(shí)管控。

（3）在環(huán)保設(shè)施運(yùn)行情況方面，通過電量監(jiān)控系統(tǒng)，智能判斷企業(yè)生產(chǎn)狀態(tài)、生產(chǎn)負(fù)荷、污染治理設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。

6.2 特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)

（1）智慧環(huán)保綜合管控平臺(tái)，以物聯(lián)網(wǎng)、GIS、移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)為支撐，以企業(yè)生命周期管理為主要抓手，利用智能分析、異常監(jiān)測(cè)和工作流引擎等技術(shù)，使管理人員全面掌握環(huán)境發(fā)展態(tài)勢(shì)及存在問題，進(jìn)一步解決了人員缺乏與監(jiān)管任務(wù)繁重的矛盾，最大程度地減少環(huán)境保護(hù)管理業(yè)務(wù)的人力成本，提高環(huán)保管理效率。

（2）將企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備用電和治污設(shè)備用電納入云平臺(tái)監(jiān)控，通過關(guān)聯(lián)分析、停電分析、停產(chǎn)限產(chǎn)分析等計(jì)算方法，及時(shí)發(fā)現(xiàn)環(huán)保治污設(shè)備未開啟、停電、空轉(zhuǎn)和異常關(guān)閉等異常工作狀況，同時(shí)結(jié)合調(diào)取視頻監(jiān)控抓拍畫面，遠(yuǎn)程核實(shí)環(huán)保設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)。

（3）信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了一站式自動(dòng)化管控方式，污染物指標(biāo)超過限定值后直接顯示報(bào)警，使得操作人員“足不出室”就能作出預(yù)判并第一時(shí)間匯報(bào)，為事故搶修和應(yīng)急處理贏得了寶貴時(shí)間，進(jìn)一步增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可控性。

（4）信息平臺(tái)可以及時(shí)、全面的掌握環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，更有說服力，為環(huán)保監(jiān)管、企業(yè)內(nèi)部考核提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐，大大提高企業(yè)的環(huán)境監(jiān)管水平，推動(dòng)環(huán)境治理和管控方式的轉(zhuǎn)變，逐步邁向自動(dòng)化、智能化。

（5）智慧礦山環(huán)保監(jiān)控平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳和共享，增強(qiáng)了企業(yè)的環(huán)保透明度，公眾可通過環(huán)境信息門戶網(wǎng)站了解當(dāng)前環(huán)境的各種監(jiān)測(cè)指標(biāo)，保護(hù)了公眾對(duì)于環(huán)境狀況的知情權(quán)。