城市環(huán)境信息系統(tǒng)在線監(jiān)控網(wǎng)絡構建

王國君

（平涼市生態(tài)環(huán)境局華亭分局，甘肅 平涼 744100）

縱觀近代歷史，環(huán)境污染問題大多由人類文明發(fā)展引起，為積極響應國家對改善環(huán)境資源的要求和舉措，充分運用現(xiàn)代信息技術手段，建設環(huán)境管理信息平臺，發(fā)揮大數(shù)據(jù)與“互聯(lián)網(wǎng)加功能”作用。在可持續(xù)發(fā)展理念引領下，深入推進普及城市環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)已成為我國各個城市環(huán)境管理的大勢所趨。

1 城市環(huán)境信息在線監(jiān)控系統(tǒng)的組成

1.1 構建基礎

城市環(huán)境信息在線監(jiān)控由三大部分組成：首先是環(huán)境質量檢測系統(tǒng)。借助傳感器監(jiān)測準確、快速、靈敏的特點，建立一套性能可靠的大氣、水質實時監(jiān)測網(wǎng)絡，基本實現(xiàn)遠程監(jiān)控與實時傳輸數(shù)據(jù)，實現(xiàn)環(huán)境質量綜合管理。企業(yè)端通過采樣器采樣，后經分析儀分析數(shù)據(jù)，傳輸?shù)綌?shù)采儀，數(shù)采儀采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綑C房服務器，通過交換機解析后分別傳送至監(jiān)控平臺與市生態(tài)環(huán)境局；其次是監(jiān)控指揮中心[1]，配備平臺、機房、數(shù)據(jù)采集以及存儲服務器等設施；最后是污染源業(yè)務處理系統(tǒng)，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的對接以及圖像與數(shù)據(jù)的疊加和關聯(lián)，可以直觀地進行參照比對，提升污染源精細化管理水平。

1.2 設立目的

監(jiān)控中心的設立目的具體如下：①環(huán)境預測模擬：在數(shù)據(jù)異常、超標的情況下，由監(jiān)控中心聯(lián)合各相關部門查明原因，解決問題，確保設備正常運行，同時企業(yè)接收到數(shù)據(jù)并進行標記；②信息數(shù)據(jù)庫建設：收集城區(qū)各類污染物數(shù)據(jù)的同時建立完善基礎信息數(shù)據(jù)庫，防范環(huán)境風險；③環(huán)境風險實時預警與監(jiān)測：結合數(shù)據(jù)庫進行包括數(shù)據(jù)掉線處理、數(shù)據(jù)缺失處理、數(shù)據(jù)異常超標處理等操作，依照規(guī)則按層次進行預警；④環(huán)境風險智能采集：采集包括企業(yè)前端情況、對自動監(jiān)測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與分析，結合實際情況建立審查機制；⑤報警信息處理和循環(huán)：一旦發(fā)現(xiàn)污染情況，及時進行問題排查，并通知企業(yè)相關責任人處理后續(xù)情況[2]。

2 華亭市環(huán)境信息在線監(jiān)控網(wǎng)絡結構

2.1 系統(tǒng)結構

華亭市環(huán)境信息監(jiān)控中心是平涼市生態(tài)環(huán)境局直接領導，在華亭市市委、市政府的大力支持下，重點實施的環(huán)保能力建設項目，旨在通過對城市轄區(qū)內重點污染源等環(huán)境信息進行全天候自動監(jiān)測，從而有效避免污染事故發(fā)生[3]。從系統(tǒng)結構上看，環(huán)境預警監(jiān)測信息必須采用國家、省、州、縣級市（區(qū)）、監(jiān)測點（或企業(yè)）的多級遞階結構，每一層都可以基于局域網(wǎng)構建自己獨立的子系統(tǒng)，并通過通信網(wǎng)絡實現(xiàn)各層之間的數(shù)據(jù)、管理信息和控制指令的流動，系統(tǒng)結構見圖1。

圖1 環(huán)境信息系統(tǒng)結構圖

2.2 環(huán)境信息監(jiān)控中心

華亭市環(huán)境信息監(jiān)控中心的其中一個至關重要的功能是針對突發(fā)污染事故進行第一時間的響應與處理。當污染數(shù)據(jù)超出標準值或是發(fā)生污染事故時，監(jiān)控中心將會第一時間響應警報，相關人員可以根據(jù)監(jiān)控提供地址進行定位，同時反饋給上級部門。上級指揮部門根據(jù)相關數(shù)據(jù)進行科學決策。在專家系統(tǒng)和模型庫的支持下，通過遠程控制實時給出指令、設置警戒范圍和指揮救援。此過程可在收到報告后半小時內完成，反應迅速。

2.3 網(wǎng)絡拓撲結構

早期的環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)由于技術的局限性，采用公用電話網(wǎng)作為數(shù)據(jù)通訊的媒介，只能實現(xiàn)點對點通訊，難以實現(xiàn)類似于國際互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模并發(fā)通信，電話線傳輸方式由于通訊費用的高昂，不允許系統(tǒng)實現(xiàn)真正意義上的連續(xù)在線監(jiān)控，同時企業(yè)的排放進行監(jiān)控加大監(jiān)控人員工作強度。這幾年我國的信息化水平隨著5G技術的發(fā)展有了很大提高，環(huán)境動態(tài)在線監(jiān)控系統(tǒng)借用網(wǎng)絡來進行數(shù)據(jù)實時通訊不再遙遠。

我國的污染源的分布特點是點多面廣，對帶寬的要求并不高，因而環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)的下端主體網(wǎng)絡可以借助光纖網(wǎng)絡，同時結合監(jiān)控企業(yè)的現(xiàn)實情況，部分監(jiān)測點還可以借助其他通訊手段實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通訊。相較原來的電話傳輸方式，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)勢如下：一是優(yōu)化監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸流程，更大程度地發(fā)揮在線監(jiān)控系統(tǒng)的作用；二是改下端點對點傳輸為一點對多點傳輸方式，確保數(shù)據(jù)及時傳輸；三是改上端監(jiān)控點對點方式為一點對多點同時監(jiān)控，實現(xiàn)了污染源的集中監(jiān)控和管理功能[4]。

2.4 數(shù)據(jù)庫管理

華亭市環(huán)境監(jiān)控中心對企業(yè)排放實施動態(tài)監(jiān)控，主要分為污染物排放數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測及排污口和治污設施的視頻監(jiān)控。接入企業(yè)19家，視頻點位97個，排污口24個（包括廢水排口12個，廢氣排口12 個）。在數(shù)據(jù)監(jiān)測方面，一般廢水排口主要監(jiān)控COD、氨氮、pH、流量四項污染因子，污水處理廠在原有基礎上增加總磷、總氮等污染因子；視頻監(jiān)測上，針對重點污染源監(jiān)控企業(yè)，利用球機、槍機對重點監(jiān)控點位進行監(jiān)控，防止企業(yè)違規(guī)操作，偷排漏排。數(shù)據(jù)傳入各個上端點后，根據(jù)需要對數(shù)據(jù)進行處理。平涼市生態(tài)環(huán)境局華亭分局可通過信息中心的SQLSERVER數(shù)據(jù)庫查看實時和歷史數(shù)據(jù)，同時生成月報表、年報表以及變化趨勢圖。利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心軟件，局域網(wǎng)中的每個工作站都是監(jiān)控系統(tǒng)的遠程終端，這不僅便于操作，而且降低了開發(fā)成本，既實現(xiàn)了資源共享，又提高了辦公網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行效率。

2.5 機房動環(huán)系統(tǒng)的應用

機房整體由配電、UPS、蓄電池、溫濕度、普通空調、漏水、煙感、消防、門禁、視頻、服務器等構成，機房動環(huán)系統(tǒng)確保監(jiān)控中心機房設備的穩(wěn)定運行，提升機房設備運行的穩(wěn)定性。機房動環(huán)系統(tǒng)的應用意義如下：①實時監(jiān)控、及時進行故障預警；②分析與查詢數(shù)據(jù)，為智能化管理提供有力支撐；③集中維護，提高通信管理效率。

3 結語

華亭在線監(jiān)測網(wǎng)絡已正式建成并運行良好。監(jiān)控中心通過對大量動態(tài)環(huán)境監(jiān)測信息的分析，能夠對城市環(huán)境條件的變化做出動態(tài)、及時地響應，為華亭市的環(huán)保工作帶來了極大的便利，極大地提高了華亭市的環(huán)保效率。