搭建“環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺”的設(shè)想與實(shí)踐

摘要：本文對現(xiàn)有的環(huán)保數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀及存在問題進(jìn)行了分析，重點(diǎn)研究用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行環(huán)保數(shù)據(jù)融合以及數(shù)據(jù)共享平臺建設(shè)的方式，確立了以構(gòu)建開放式數(shù)據(jù)管理模式為依托的數(shù)據(jù)資源融合與共享服務(wù)模式的管理平臺。

關(guān)鍵詞：環(huán)保大數(shù)據(jù)；平臺搭建；設(shè)想實(shí)踐

中圖分類號：X321 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2017）03-0280-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.03.154

Abstract： This paper analyzes the present situation and existing problems of existing environmental data management. It focuses on the way of using environmental data integration and data sharing platform with large data technology， and establishes the data resources based on the construction of open data management model Integration and sharing of service model management platform.

Key words： environmental protection large data；platform construction ；idea practice

隨著環(huán)境信息化建設(shè)進(jìn)程的逐漸推進(jìn)，各環(huán)保部門的數(shù)據(jù)量不斷攀升，范疇逐漸擴(kuò)大。這種情況普遍存在在各個(gè)環(huán)保部門，包括環(huán)?？茖W(xué)研究、環(huán)保行政執(zhí)法、環(huán)境監(jiān)測分析、環(huán)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)、生態(tài)保護(hù)和其他環(huán)保行政主管部門。數(shù)據(jù)都還以原始的狀態(tài)保存，信息不利共享，導(dǎo)致形成信息“孤島”。然而，很多大數(shù)據(jù)又需要新模式支撐，優(yōu)化流程，達(dá)到海量信息高效率處理的目的。現(xiàn)今，已不是大數(shù)據(jù)存儲的問題，而是信息間的專業(yè)化的處理問題，從而將其轉(zhuǎn)化成有決策意義的信息。本文研究的重點(diǎn)則是借用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)等對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而搭建“環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺”，實(shí)現(xiàn)信息共享，給環(huán)保提供決策支撐1。

1 環(huán)保應(yīng)用系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問題

當(dāng)下，環(huán)保數(shù)據(jù)處于分散狀態(tài)。各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)都有自身獨(dú)自的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，有自己專屬的數(shù)據(jù)庫類型。同時(shí)這些數(shù)據(jù)又被分散在不同的服務(wù)器之中，不同的地點(diǎn)中。由于在系統(tǒng)初建之時(shí)并沒有進(jìn)行按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，也沒有可轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)接口，再者各自的數(shù)據(jù)接口有不同的結(jié)構(gòu)，最后只能是各自為政的局面。

目前，環(huán)境自動監(jiān)控能力不足，環(huán)境安全很難得到可靠保障。首先，氣體污染物，其排放末端的檢測及監(jiān)控效益不高。盡管很多重點(diǎn)行業(yè)及企業(yè)安裝了污染源在線監(jiān)測的設(shè)備，然而對于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的判斷力仍不足，對于治理設(shè)施工藝中參數(shù)的運(yùn)行操作變得非常迫切。其次，環(huán)保系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)察設(shè)施不完善，執(zhí)法的效率十分低下。最后，數(shù)據(jù)資源分散的狀態(tài)下，無法實(shí)現(xiàn)共享。造成信息“孤島”。

2 大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展對于環(huán)保數(shù)據(jù)平臺的意義

大數(shù)據(jù)不只是在系統(tǒng)里轉(zhuǎn)換，且會向外部公開發(fā)布，就也是為傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)保存、運(yùn)用和研究制造了不小的困難。大數(shù)據(jù)的技術(shù)發(fā)展具有很重要的意義，不只是海量的數(shù)據(jù)的搜集，還包括對其專業(yè)化的處理，完成自“數(shù)據(jù)”至“數(shù)據(jù)”間的小流轉(zhuǎn)，進(jìn)而到不同部門間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享以及業(yè)務(wù)合作，能夠系統(tǒng)的為環(huán)保職工及管理層工作者提供其想要的有用信息，且可以為他們的決策及分析起到輔助作用。

環(huán)保部門之間的資源分享和大數(shù)據(jù)技術(shù)之間存在著很好的耦合關(guān)系，政府各工作組的信息共享的前期發(fā)展與建設(shè)也給大數(shù)據(jù)的發(fā)展造就更多可能，相反大數(shù)據(jù)給政府各工作組的信息資源分享平臺的進(jìn)一步推進(jìn)提供了好的方向2。

3 環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺的定位

環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺依靠“物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)管理”等技術(shù)來搭建，提供大數(shù)據(jù)運(yùn)營新模式，其主要的定位是以下三方面：

多源、異構(gòu)數(shù)據(jù)的采集通常是借由傳感器等物聯(lián)網(wǎng)底層傳感技術(shù)，完成污染源等實(shí)時(shí)采集工作。

海量的數(shù)據(jù)處理工作，內(nèi)含異構(gòu)數(shù)據(jù)間融合轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)云得存儲、數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，還有環(huán)保數(shù)據(jù)挖掘。

云桌面安全管理引人云桌面從根本上保障數(shù)據(jù)存儲安全，作為數(shù)據(jù)運(yùn)營的基礎(chǔ)。

4 平臺設(shè)計(jì)理念與原則

環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺的設(shè)計(jì)理念就是實(shí)現(xiàn)共享，行業(yè)領(lǐng)先。要密切圍繞五個(gè)層面的需求展開，該平臺要滿足“感知、管理、存儲、展現(xiàn)、應(yīng)用”等，能有針對性、綜合、創(chuàng)新?？傮w規(guī)劃，面向未來。要把運(yùn)用作為前提，用平臺建設(shè)作為基地，環(huán)保大數(shù)據(jù)的平臺建設(shè)，是城市環(huán)境信息化不斷前進(jìn)的根基。運(yùn)用水平不斷規(guī)范化。地業(yè)務(wù)及流程不斷清理，將業(yè)務(wù)的執(zhí)行力提升的同時(shí)還要強(qiáng)調(diào)規(guī)范，業(yè)務(wù)辦理需要做流程化規(guī)定，在管理方面制定方便的維護(hù)措施，信息體統(tǒng)建設(shè)應(yīng)進(jìn)行模塊化。采用信息化的方法，對整個(gè)業(yè)務(wù)體系建構(gòu)新支撐?？茖W(xué)及實(shí)用性。使用標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)路線，能夠?qū)夹g(shù)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效的規(guī)避，對系統(tǒng)的開放及擴(kuò)展性都能增強(qiáng)保護(hù)，也以此減少對特定技術(shù)與供應(yīng)商的依賴。技術(shù)路線應(yīng)實(shí)用且高端。城市環(huán)保大數(shù)據(jù)的平臺應(yīng)有國內(nèi)外高端技術(shù)及設(shè)備支撐，確保體系有強(qiáng)大的技術(shù)生命力，能符合建設(shè)需求。系統(tǒng)的高可靠性，通過城市大數(shù)據(jù)交換平臺的建設(shè)，為系統(tǒng)的運(yùn)行帶來有效的安全保障，能將網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)出現(xiàn)的單點(diǎn)故障規(guī)避，使其具備災(zāi)難自修復(fù)力，確保系統(tǒng)有效的可靠運(yùn)行。系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。使用標(biāo)準(zhǔn)的、且能擴(kuò)展的架構(gòu)，保證其在業(yè)務(wù)劇增的情況下還能穩(wěn)定擴(kuò)容，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不會有任何改變，這便是給未來發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，因此系統(tǒng)在設(shè)計(jì)方面必須有遠(yuǎn)大的前瞻性。易管理性：業(yè)務(wù)以及在性能管理方面應(yīng)該要以方便為主，同時(shí)能及時(shí)發(fā)布日志，具備審計(jì)等等功能。實(shí)現(xiàn)信息化良性循環(huán)。就此項(xiàng)目的落成，能加快與落實(shí)環(huán)境大數(shù)據(jù)走向信息化，確保信息化能有良性的滾動式運(yùn)轉(zhuǎn)。

5 平臺系統(tǒng)架構(gòu)

環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺的架構(gòu)主要有三大系統(tǒng)模塊構(gòu)成，分別是數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、應(yīng)用展示，下面進(jìn)行簡單介紹：

（1）分布式采集系統(tǒng)，是一種基于”桌面云“的技術(shù)。它是一種能集大合類型，能將各種不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合。它還能以此建立一個(gè)統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。（2）環(huán)境數(shù)據(jù)中心，是一個(gè)數(shù)據(jù)存儲的管理平臺。因此要具備信息轉(zhuǎn)換的功能，能夠?qū)悩?gòu)數(shù)據(jù)統(tǒng)一，且將其統(tǒng)一管理。（3）環(huán)境數(shù)據(jù)應(yīng)用展示平臺，則是一個(gè)綜合應(yīng)用平臺。其中，包括儀器設(shè)備、信息監(jiān)測展現(xiàn)、處理、整理、發(fā)布、運(yùn)營管理。（4）云計(jì)算及存儲中心，則是一種虛擬化的技術(shù)。目的是給環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺提供足夠的存儲空間，給予足夠的彈性服務(wù)。

6 平臺核心功能架構(gòu)實(shí)踐

數(shù)據(jù)的存貯和管理作為平臺建設(shè)的根基，對環(huán)境數(shù)據(jù)融合，且有一個(gè)科學(xué)有效的數(shù)據(jù)存貯及管理模式，就能實(shí)現(xiàn)在一個(gè)平臺上共享以及運(yùn)轉(zhuǎn)的目的，這個(gè)模式便是我們所要探討的關(guān)鍵問題。就當(dāng)下的環(huán)境數(shù)據(jù)存貯架構(gòu)而言，把每個(gè)散落的數(shù)據(jù)，以及環(huán)境管理的需求，把每個(gè)需求當(dāng)做核心，環(huán)境數(shù)據(jù)變成支撐的數(shù)據(jù)將其與核心融合，且把他們分散在異地的數(shù)據(jù)庫經(jīng)過數(shù)據(jù)交換中心進(jìn)行連接，便是一個(gè)成功的存貯及管理新模式。

結(jié)合環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺的應(yīng)用需求，分別是“感知、管理、儲存、展現(xiàn)、應(yīng)用”五大類，針對此設(shè)計(jì)了環(huán)保大數(shù)據(jù)大平臺核心的功能架構(gòu)方案。

6.1 數(shù)據(jù)感知層

目前許多監(jiān)測儀器品牌繁雜、類型分散，為處理這個(gè)難題，需要在環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺上實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)保數(shù)據(jù)采集體系。將采集的規(guī)范確立，發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)，對于不同的數(shù)據(jù)接口要開發(fā)轉(zhuǎn)換接口設(shè)備，實(shí)現(xiàn)不同類型設(shè)備間的連接轉(zhuǎn)換，將異構(gòu)信息統(tǒng)一于一個(gè)系統(tǒng)之上。

6.2 數(shù)據(jù)管理層

一般情況下，用PC服務(wù)器連接儀器設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)外泄的情況。因此，采用桌面云的環(huán)保數(shù)據(jù)安全管理模式能有效解決這個(gè)問題。桌面云主機(jī)連接儀器能夠有效的保障采集到的數(shù)據(jù)只有存儲路徑，沒有拷貝功能，使得數(shù)據(jù)處于一個(gè)唄保護(hù)狀態(tài)。能從根本上將數(shù)據(jù)安全指數(shù)提升，保護(hù)數(shù)據(jù)的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。

6.3 數(shù)據(jù)存儲層

環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺的系統(tǒng)較為復(fù)雜動態(tài)，其中牽涉多個(gè)部門、地區(qū)以及領(lǐng)域。因此，需要處理海量數(shù)據(jù)，基于數(shù)據(jù)建設(shè)云服務(wù)基礎(chǔ)上進(jìn)行多層級的升級。通過建設(shè)“IaaS-PaaS-SaaS”三層次的多元化云服務(wù)系統(tǒng)，進(jìn)行更多彈性空間的設(shè)置，搭建大空間框架，給應(yīng)用數(shù)據(jù)的平臺帶來更彈性的服務(wù)載體。

7 結(jié)語

當(dāng)前環(huán)保信息化的現(xiàn)狀問題較多，借由環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺的構(gòu)建，通過多層級的服務(wù)設(shè)計(jì)，基于云計(jì)算、桌面云等等數(shù)據(jù)存儲、管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大范圍、分散、獨(dú)立環(huán)境數(shù)據(jù)間集中、統(tǒng)一、流轉(zhuǎn)。有了強(qiáng)大的技術(shù)支撐，環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺搭建能夠?yàn)榄h(huán)保機(jī)關(guān)、直屬單位以及下屬環(huán)保單位提供方便的數(shù)據(jù)決策、數(shù)據(jù)分析以及挖掘應(yīng)用，為其他環(huán)保部門在數(shù)據(jù)上節(jié)省投入。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2017-05-11

作者簡介：趙歡（1988-），男，本科，助工，研究方向?yàn)榄h(huán)境檢測與環(huán)境管理。