污染源工況在線監(jiān)測(cè)及分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

袁仲良 黃海平

摘 要：針對(duì)目前企業(yè)治污現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，數(shù)據(jù)存在信息孤島，采集的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性不佳，企業(yè)排污違法取證難的問題，對(duì)企業(yè)治污全過程監(jiān)控進(jìn)行深入研究，提出了一種基于ZigBee終端技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)排污源頭、治污過程、治污結(jié)果各工藝點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集和傳輸，選用基于.NET的組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的深入挖掘和分析，并集成了遠(yuǎn)程視頻取證功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)排污違法的取證，最終實(shí)現(xiàn)以污染治理工藝為基礎(chǔ)的集采集、傳輸、監(jiān)測(cè)、控制、應(yīng)用于一體的全過程智能監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)幫助企業(yè)改進(jìn)了生產(chǎn)工藝、提高了效率，有效地減少了資源消耗和污染排放，產(chǎn)生了良好的社會(huì)效益。研究方法為促進(jìn)環(huán)保監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)化、精細(xì)化管理，提高政府監(jiān)督執(zhí)法效率提供了思路。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制技術(shù);工況;監(jiān)控;無線;ZigBee;污染源排放監(jiān)控

中圖分類號(hào)：TP319;X84?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

doi： 10.7535/hbgykj.2019yx06012

文章編號(hào)：1008-1534（2019）06-0442-07

Abstract：Aiming at solving the existing problems including enterprise on-site pollution control mess， data information island， poor data stability and accuracy， as well as the difficulty in obtaining evidence， a technology based on terminal ZigBee is proposed through in-depth study of monitoring the whole process of enterprise pollution control. The technology can accomplish the data collection and transmission at each process point of pollution source， pollution control process and results. The deep exploration and analysis of the collected data can be achieved based on the use of .NET configuration software. The integrated functions of remote video forensics have realized the evidence collection of illegal pollution discharge. Thus， the whole intelligent monitoring system based on pollution control technology is eventually realized， which integrates collection， transmission， monitoring， control and application. The realization of the system helps enterprises to improve production technology and efficiency， effectively reduce resource consumption and pollution emissions， and release huge social benefits. At the same time， it has promoted the entry of environmental monitoring into the stage of data and delicacy management， and has greatly improved the efficiency and cost of government supervision and law enforcement.

Keywords：automatic control technology; working condition; monitoring; wireless; ZigBee; pollutant discharge monitoring

2013年末發(fā)布的《污染源排放過程（工況）監(jiān)控技術(shù)指南》，指出在排污企業(yè)安裝污染源治理設(shè)施監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)備，并要求對(duì)污染源的排放過程監(jiān)控從點(diǎn)末端監(jiān)控向全過程監(jiān)控?cái)U(kuò)展，以此加強(qiáng)對(duì)排污企業(yè)污染源減排情況的監(jiān)管，推動(dòng)污染源自動(dòng)監(jiān)控的建設(shè)和應(yīng)用，提高污染源自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可信度，解決排污企業(yè)治理過程中難以溯源的問題[1-2]，以及排污數(shù)據(jù)受質(zhì)疑的問題。在此要求下，建設(shè)污染源工況在線監(jiān)測(cè)及分析系統(tǒng)就勢(shì)在必得。但目前對(duì)污染治理全過程監(jiān)控的研究還處在初始階段，只是著重于某一過程，例如：污水處理后的出水監(jiān)控、部分治污過程數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)等。

1?研究背景

中國對(duì)污染源排放的監(jiān)控經(jīng)歷了4個(gè)階段。

1）現(xiàn)場(chǎng)出水監(jiān)測(cè)階段

在2008年前，由于遠(yuǎn)程通信技術(shù)發(fā)展的制約，企業(yè)在治污出水口只安裝環(huán)保監(jiān)測(cè)設(shè)備，通過手工記錄數(shù)據(jù)上交給環(huán)保部門。此階段以環(huán)保在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為代表。

2）聯(lián)網(wǎng)出水監(jiān)控階段

從2008年到2013年，企業(yè)在治污出水口安裝環(huán)保監(jiān)測(cè)設(shè)備和遠(yuǎn)程通信設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保部門對(duì)企業(yè)排污數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)控。但只是治污結(jié)果，不包括完整的數(shù)據(jù)分析及環(huán)保執(zhí)法指引，無法達(dá)到理想的效果。此階段以環(huán)保實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為代表。

3）現(xiàn)場(chǎng)過程監(jiān)測(cè)階段

從2006年開始，企業(yè)在部分治污工藝監(jiān)控點(diǎn)安裝少量采樣設(shè)備采集數(shù)據(jù)，方便企業(yè)調(diào)整生產(chǎn)工藝參數(shù)以節(jié)約成本。但采集的數(shù)據(jù)只是在企業(yè)內(nèi)部使用并沒有上報(bào)到環(huán)保部門，也沒有和出水?dāng)?shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，這和監(jiān)測(cè)治污結(jié)果的做法基本類似。此階段以企業(yè)治污過程自控系統(tǒng)和環(huán)保實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為代表。

4）全過程智能監(jiān)控階段

在2013年末發(fā)布《污染源排放過程（工況）監(jiān)控技術(shù)指南》開始，采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)通信及自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)企業(yè)排污源頭、治污過程以及治污結(jié)果進(jìn)行全過程監(jiān)控及分析，這種以污染治理工藝為基礎(chǔ)的全過程智能監(jiān)控成為了當(dāng)前污染源管理的重要手段。

目前對(duì)污染治理全過程監(jiān)控的研究還處于初始階段，只是著重于某一過程，例如：污水處理后的出水監(jiān)控、部分治污過程的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)等。市場(chǎng)上的產(chǎn)品大多是針對(duì)治污過程或治污結(jié)果單獨(dú)進(jìn)行監(jiān)控，沒有遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，治污過程數(shù)據(jù)沒有上報(bào)給環(huán)保部門;一些治污現(xiàn)場(chǎng)存在難以施工、采集傳輸信號(hào)易受干擾等復(fù)雜情況。以上這些問題都直接導(dǎo)致了過程監(jiān)控產(chǎn)品的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性不佳，對(duì)違法的取證困難等問題。本文因此基于第4階段進(jìn)行深入研究，應(yīng)對(duì)國家的最新技術(shù)要求，對(duì)排污源頭、治污過程、治污結(jié)果采用ZigBee終端技術(shù)（ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通信技術(shù)，ZigBee終端集成了數(shù)據(jù)采集和無線傳輸功能于一體）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集及傳輸，并集成遠(yuǎn)程視頻取證功能，實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)穩(wěn)定、準(zhǔn)確地上報(bào)給省、市環(huán)保平臺(tái)，最終實(shí)現(xiàn)以污染治理工藝為基礎(chǔ)的智能監(jiān)控系統(tǒng)。

2?系統(tǒng)設(shè)計(jì)

污染源工況在線監(jiān)測(cè)及分析系統(tǒng)是對(duì)污染產(chǎn)生、污染治理過程、污染治理結(jié)果等現(xiàn)場(chǎng)各工藝點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、傳輸、監(jiān)測(cè)、控制、應(yīng)用的綜合分析系統(tǒng)[3]。該系統(tǒng)整合了污染源在線實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、過程處理數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等，通過對(duì)數(shù)據(jù)的采集以及深入挖掘分析，建立相關(guān)計(jì)算模型去判定污染治理設(shè)施工況過程參數(shù)、末端排放數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，為確認(rèn)污染物排放數(shù)據(jù)的科學(xué)性提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[4]，為總量核算、排污收費(fèi)、環(huán)保取證提供技術(shù)支撐。

2.1?系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

污染源排放過程監(jiān)控系統(tǒng)包含4層框架結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

1）智能傳感層

智能傳感層主要由智能儀表、智能采集設(shè)備以及視頻監(jiān)控設(shè)備構(gòu)成。智能儀表及采集設(shè)備擔(dān)負(fù)著最基層的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，視頻監(jiān)控設(shè)備負(fù)責(zé)對(duì)各個(gè)重要節(jié)點(diǎn)及采集設(shè)備安裝點(diǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，上級(jí)環(huán)保部門通過集成在過程監(jiān)控管理中心平臺(tái)的IE視頻插件實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各監(jiān)控點(diǎn)視頻的觀看、控制以及現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)對(duì)講，必要時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)視頻取證功能。

2）數(shù)據(jù)傳輸層

由于排污企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，存在電磁干擾或不便于布線等情況。在本設(shè)計(jì)中，選用ZigBee終端來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和傳輸。ZigBee終端將儀表端的信號(hào)采集后通過ZigBee無線傳輸技術(shù)傳輸?shù)狡髽I(yè)中心站，再由企業(yè)中心站中控系統(tǒng)軟件進(jìn)行解析[5]，而排污企業(yè)和環(huán)保部門之間則采用光纖通信的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。

3）企業(yè)中心層

企業(yè)中心層是人機(jī)交互的直接窗口，所有現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)到此匯集，再由中控系統(tǒng)軟件進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)企業(yè)污染治理設(shè)施的各種業(yè)務(wù)應(yīng)用[6]。主要包括：對(duì)污染治理設(shè)施的實(shí)時(shí)監(jiān)控、工藝監(jiān)控、數(shù)據(jù)查詢、多曲線展示等功能[7]。同時(shí)，按照相關(guān)要求，將數(shù)據(jù)上報(bào)到省、市環(huán)保過程監(jiān)控管理中心平臺(tái)。

4）智能應(yīng)用層

智能應(yīng)用層設(shè)置在省、市環(huán)保部門，接收排污企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)端上報(bào)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，完成各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)端數(shù)據(jù)的匯總、存儲(chǔ)和綜合分析，實(shí)現(xiàn)各類業(yè)務(wù)的應(yīng)用。通過智能運(yùn)行監(jiān)管模型對(duì)治理過程數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，核對(duì)污染源排放數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、合理性和真實(shí)性[8]，實(shí)現(xiàn)治理過程工況核定、智能核查核算等業(yè)務(wù)管理功能，為環(huán)保管理的各項(xiàng)相關(guān)工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為排污企業(yè)生產(chǎn)及治理工藝優(yōu)化提供建議。

2.2?系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

污染源工況在線監(jiān)測(cè)及分析系統(tǒng)從污染治理設(shè)施、儀器儀表、信號(hào)采集系統(tǒng)獲取各種參量數(shù)據(jù)，包括過程參量數(shù)據(jù)和出水在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算統(tǒng)計(jì)出排放總量，并進(jìn)一步通過工況分析核定排放總量，為排放核定和環(huán)境執(zhí)法提供依據(jù)。系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程如圖2所示。

1）系統(tǒng)采用ZigBee終端采集污染源頭、治污過程的工況數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)焦r監(jiān)控中心;

2）系統(tǒng)采用ZigBee終端采集治污結(jié)果的出水排放數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)焦r監(jiān)控中心;

3）工況監(jiān)控中心將采集到的污染源頭、治污過程的工況數(shù)據(jù)（如進(jìn)水流量、污泥流量、中水回用流量）和出水排放數(shù)據(jù)（如出水排放總量）通過系統(tǒng)設(shè)定的驗(yàn)證模型及規(guī)則對(duì)工況治理過程進(jìn)行分析對(duì)比，發(fā)現(xiàn)異常則系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)視頻錄像并通知環(huán)保部門執(zhí)法。

根據(jù)治理工藝設(shè)計(jì)，對(duì)污染物治理的關(guān)鍵工藝參數(shù)（如：流量、酸堿度、溶解氧、化學(xué)需氧量、氨氮等）和電氣參數(shù)（電流、電壓、頻率）進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，全面監(jiān)控企業(yè)的治理設(shè)施運(yùn)行情況、污染物治理效果和排放量情況。運(yùn)行管理監(jiān)控平臺(tái)參數(shù)要求如表1所示。

2.3?系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

易控（INSPEC）是北京九思易自動(dòng)化軟件有限公司開發(fā)的一套通用的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集軟件，具有功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定、圖形精美、易學(xué)易用、開發(fā)高效、擴(kuò)展容易等優(yōu)點(diǎn)[9]，為本次系統(tǒng)提供了理想的監(jiān)控解決方案。為了能夠整合排污企業(yè)原有的生產(chǎn)DCS系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)兼容、維護(hù)方便以及低成本的要求，選用了基于.NET的組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集傳輸、實(shí)時(shí)工況顯示、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)查詢、趨勢(shì)曲線分析、數(shù)據(jù)報(bào)警管理、工況智能分析、數(shù)據(jù)上報(bào)管理、視頻監(jiān)控管理等功能。

1）數(shù)據(jù)采集傳輸

在本系統(tǒng)中，采用ZigBee終端實(shí)現(xiàn)對(duì)治理設(shè)施運(yùn)行參數(shù)和電氣參數(shù)的采集和傳輸。ZigBee終端通過模擬信號(hào)接口與流量計(jì)、控制器、測(cè)量?jī)x器儀表等多種監(jiān)測(cè)設(shè)備連接。為便于數(shù)據(jù)分析，每一個(gè)ZigBee終端都可以設(shè)置通信地址，唯一標(biāo)識(shí)此設(shè)備，具體的物理連接如圖3所示。

①每臺(tái)治理監(jiān)測(cè)設(shè)備或多臺(tái)治理監(jiān)測(cè)設(shè)備通過電纜和ZigBee終端連接，ZigBee終端采集治理監(jiān)測(cè)設(shè)備的4～20 mA模擬量信號(hào)，通過接入端口的不同，ZigBee終端自動(dòng)分配設(shè)備標(biāo)識(shí)號(hào)。

②ZigBee終端在設(shè)定的采集頻率內(nèi)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絑igBee中繼，ZigBee中繼再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?/p>

ZigBee主站。如果ZigBee終端和ZigBee主站之間的距離在無線傳輸范圍內(nèi)，則可以去掉ZigBee中繼[9]。

③ZigBee主站將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)采集及分析中心，由采集軟件去解析并生成實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用了從站數(shù)據(jù)傳輸方式。數(shù)據(jù)格式為從站發(fā)送：01 02 03 04 05，主站接收：01 02 03 04 05。其配置方式如下。

中心主站：設(shè)置為中心主節(jié)點(diǎn)，接收從站的數(shù)據(jù)。

中繼節(jié)點(diǎn)：設(shè)置為中繼路由或中繼節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)發(fā)從站數(shù)據(jù)。

從站節(jié)點(diǎn)：設(shè)置為終端節(jié)點(diǎn)，采集儀表數(shù)據(jù)。

其數(shù)據(jù)流圖如圖4所示。

數(shù)據(jù)采集及分析中心通過和ZigBee主站實(shí)現(xiàn)通信，獲取現(xiàn)場(chǎng)端的儀器儀表信號(hào)，再通過線性轉(zhuǎn)換算法，將實(shí)際數(shù)據(jù)顯示在界面上[10];同時(shí)，根據(jù)設(shè)定的保存間隔，將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集算法參數(shù)表如表2所示。

數(shù)據(jù)保存語法如下：

selectStr =string.Format（"Insert into 過程變量_出水COD （[TagChangeTime]，[TagValue]） values （'{0}'，{1}） "，DT，過程變量.出水COD.Value）。

2）實(shí)時(shí)工況顯示

對(duì)污染源產(chǎn)生、治理、排放等數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行多樣化的數(shù)據(jù)展示，是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況的真實(shí)還原。實(shí)時(shí)工況顯示采用污染治理工藝流程圖及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)列表展示方式顯示進(jìn)水?dāng)?shù)據(jù)、治理過程數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、出水?dāng)?shù)據(jù)等。其中工藝流程圖需針對(duì)每個(gè)排污企業(yè)實(shí)際情況而進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)時(shí)工況顯示如圖5所示。

3）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)查詢

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)查詢主要針對(duì)儀表數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合查詢。具體實(shí)現(xiàn)方法上設(shè)計(jì)了按時(shí)間段、監(jiān)測(cè)參數(shù)、工藝處理流程等多種查詢條件。亦支持將數(shù)據(jù)導(dǎo)出為常用的文本格式，方便和其他系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，查詢結(jié)果以列表方式顯示出來。

報(bào)表數(shù)據(jù)匯總語法如下：

DbAccess.Select（"日?qǐng)?bào)匯總"， string.Format（"Select Top 1 * From[過程變量_出水流量累計(jì)]Where[TagChangeTime]> '{0}' and [TagChangeTime]< '{1}' order by TagChangeTime asc"，StatDate.ToString（"yyyy-MM-dd 00：00：00"），StatDate.ToString（"yyyy-MM-dd 23：59：59"）））。

報(bào)表數(shù)據(jù)導(dǎo)出語法如下：

zstr = string.Format（"insert into[Sheet1$]（時(shí)間，進(jìn)水COD，出水流量） values（'{0}'，'{1}'，'{2}'）"，datasettable.Tables[0].Rows[i][1]，datasettable.Tables[0].Rows[i][2]，datasettable.Tables[1].Rows[i][2]）。

4）趨勢(shì)曲線分析

在同一個(gè)界面中顯示多條曲線，如COD、pH值、氨氮等的數(shù)據(jù)變化曲線。通過對(duì)時(shí)間和數(shù)值的對(duì)比，從而直觀判斷數(shù)據(jù)變化的相關(guān)性，及時(shí)對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行調(diào)整。

趨勢(shì)曲線分為實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線和歷史趨勢(shì)曲線。當(dāng)采集到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)，自動(dòng)在畫面上畫一個(gè)時(shí)間和數(shù)值的二維圖點(diǎn)，時(shí)間越長，采集數(shù)據(jù)越多，實(shí)時(shí)曲線就顯示出來。歷史趨勢(shì)曲線則通過自定義設(shè)定時(shí)間段等條件，查詢數(shù)據(jù)庫中符合條件的數(shù)據(jù)以曲線的形式顯示出來。

5）數(shù)據(jù)報(bào)警管理

在設(shè)定工況驗(yàn)證規(guī)則的條件下，通過對(duì)實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，將異常工況數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來。在本系統(tǒng)中，通過設(shè)定報(bào)警變量、報(bào)警區(qū)、報(bào)警級(jí)別，將需要報(bào)警的設(shè)備數(shù)據(jù)和報(bào)警變量相關(guān)聯(lián)，當(dāng)采集的數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)定報(bào)警范圍或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警，以及手機(jī)短信、電子郵件報(bào)警。實(shí)現(xiàn)算法如圖6所示。

例如：設(shè)定報(bào)警變量為COD，當(dāng)驗(yàn)證規(guī)則為ρ（COD）>50超標(biāo)，則當(dāng)系統(tǒng)采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)大于50時(shí)，系統(tǒng)就判斷為超出范圍而進(jìn)行報(bào)警;當(dāng)驗(yàn)證規(guī)則為COD故障時(shí)，系統(tǒng)采集不到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)就判斷為設(shè)備故障而進(jìn)行報(bào)警。

6）工況智能分析

工況智能分析包括工況狀態(tài)核定和工況數(shù)據(jù)分析兩部分。工況狀態(tài)核定是將采集到的狀態(tài)數(shù)據(jù)根據(jù)規(guī)則進(jìn)行相關(guān)性分析，對(duì)污染治理設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合工況判斷，溯源治理過程的異常點(diǎn)和問題點(diǎn)。工況狀態(tài)核定是工況監(jiān)控一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)，為后續(xù)的總量核定提供更加精確的數(shù)據(jù)[11]。在治理設(shè)施運(yùn)行時(shí)，許多工況參數(shù)是相互關(guān)聯(lián)的，工況數(shù)據(jù)分析通過設(shè)定的工況分析模型對(duì)儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行分析解剖[12]，當(dāng)關(guān)聯(lián)的一個(gè)參數(shù)發(fā)生異常變化時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)分析該異常產(chǎn)生的原因，讓用戶能第一時(shí)間掌握具體情況。工況智能分析算法如圖7所示。

排污水驗(yàn)證模型：車間排放廢水=治理后出水+中水回用+污泥量+損耗。

總用水驗(yàn)證模型：總進(jìn)水=生活用水+污水治理后出水+中水回用+污泥量+損耗[13]。

7）數(shù)據(jù)上報(bào)管理

數(shù)據(jù)上報(bào)功能將現(xiàn)場(chǎng)采集的實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)按照國家標(biāo)準(zhǔn)HJ/T 212—2017協(xié)議組織數(shù)據(jù)包上報(bào)到市、省環(huán)保管理平臺(tái)。實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)都采用主動(dòng)報(bào)送方式，報(bào)送的頻度由上級(jí)環(huán)保部門確定[14]。數(shù)據(jù)上報(bào)遵循數(shù)據(jù)包確認(rèn)重發(fā)機(jī)制和數(shù)據(jù)包自動(dòng)補(bǔ)傳機(jī)制，其實(shí)現(xiàn)算法如圖8所示。

接收方成功接收上報(bào)的工況數(shù)據(jù)后，將向發(fā)送方返回一條確認(rèn)信息[15]，發(fā)送方如未接收到確認(rèn)信息，則重發(fā)該條數(shù)據(jù)，最多重發(fā)2次。如第3次仍未成功則將此條數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)自動(dòng)補(bǔ)傳機(jī)制重傳[16]。

數(shù)據(jù)上報(bào)語法如下：

string SendMsg = string.Format（"ST={0};CN={1};PW={2};MN={3};Flag={4};{5}"， ST， CN， PW， MN， Flag， CP）;

int bytesSent = NetworkClient8105.Client.Send（msg）。

8）遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控

現(xiàn)場(chǎng)各工藝節(jié)點(diǎn)安裝視頻監(jiān)控，通過流媒體分發(fā)技術(shù)、XML-RPC協(xié)議票據(jù)身份安全認(rèn)證技術(shù)實(shí)現(xiàn)環(huán)保監(jiān)管部門對(duì)現(xiàn)場(chǎng)排污情況的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控和歷史視頻點(diǎn)播以及視頻取證。

實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控經(jīng)過2個(gè)流程：獲取票據(jù)、使用票據(jù)，歷史視頻點(diǎn)播比實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控多一個(gè)獲取歷史視頻列表的流程。客戶端通過監(jiān)控中心平臺(tái)向視頻服務(wù)器節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求點(diǎn)播視頻的要求，視頻服務(wù)器節(jié)點(diǎn)生成并發(fā)放票據(jù)、歷史視頻列表（歷史視頻點(diǎn)播時(shí)）給對(duì)應(yīng)的客戶端使用，每個(gè)票據(jù)只允許使用一次，使用完畢后會(huì)被注銷，不能再使用[14]，其視頻播放實(shí)現(xiàn)算法如圖9所示。

3?結(jié)?語

污染源工況在線監(jiān)測(cè)及分析系統(tǒng)項(xiàng)目在40多家紡織印染企業(yè)實(shí)現(xiàn)了上線運(yùn)行，對(duì)其污水治理設(shè)施的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了有效監(jiān)控，取得了良好的效果，得到了相關(guān)企業(yè)和環(huán)保部門的高度認(rèn)可。特別是通過對(duì)污水治理前、治理中與治理后數(shù)據(jù)的對(duì)比驗(yàn)證，有效規(guī)范了企業(yè)的廢水治理過程;全過程儀表數(shù)據(jù)及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控視頻的上傳，符合環(huán)保監(jiān)控從“點(diǎn)末端監(jiān)控”向“全過程監(jiān)控”的發(fā)展要求[7]。本項(xiàng)目在實(shí)施過程中存在多種通信方式，導(dǎo)致施工困難以及成本變高，視頻通信還存在卡、慢等現(xiàn)象。隨著5G通信技術(shù)的發(fā)展和普及，運(yùn)用高速無線傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速、穩(wěn)定傳輸，將是下一步的研究方向。

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