企業(yè)污染源在線監(jiān)測管理平臺的研究與應(yīng)用

劉杭

（唐山鋼鐵集團微爾自動化有限公司，河北唐山 063000）

1.建設(shè)背景

目前，國家對各企業(yè)的環(huán)保要求也越來越高，考核力度也越來越大。污染源在線監(jiān)測采樣間是不允許除維保人員以外的人員進入的，因此企業(yè)環(huán)保管理人員不能直接看到污染物排放量，僅靠生產(chǎn)部門控制污染物排放已不符合目前嚴峻的形勢，并且環(huán)境污染事件具有突發(fā)性、緊迫性、危害性等特點，很難確定其發(fā)生的時間、位置、原因等，若無提前控制或及時處理或者處理不當(dāng)很可能給企業(yè)造成嚴重的損失。因此企業(yè)內(nèi)部需建立一套完善的污染源在線監(jiān)測管理平臺，來實現(xiàn)污染源排放量的預(yù)警、報警以及管控、考核等一體化管理，徹底解決企業(yè)排污超標(biāo)無人知、無人管、原因不明的現(xiàn)狀[1]。

2.平臺建設(shè)目標(biāo)

企業(yè)污染源在線監(jiān)測管理平臺針對全公司污染源，建設(shè)綜合管理系統(tǒng)、環(huán)境地理信息系統(tǒng)、視頻監(jiān)控分析系統(tǒng)、環(huán)保數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、固定污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)、廠區(qū)空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)、報表管理系統(tǒng)、環(huán)保檢查管理系統(tǒng)、環(huán)保信息發(fā)布系統(tǒng)、環(huán)保專題庫知識系統(tǒng)、生產(chǎn)主體設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，利用最新的信息化技術(shù)支撐企業(yè)污染源在線監(jiān)測管理平臺的高效運行，做到統(tǒng)籌規(guī)劃、合理安排，實現(xiàn)資源的優(yōu)化和整合。

污染源在線監(jiān)測管理平臺主要對有組織排放污染源和無組織的排放情況進行全方位監(jiān)控。完成各類監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動采集、傳輸、分析、報警、歷史數(shù)據(jù)查詢并將重點監(jiān)控點位進行視頻監(jiān)控等，實現(xiàn)數(shù)字化管理，并利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效利用，形成高效、便捷、完整的環(huán)保管理體系，讓企業(yè)環(huán)保部門及各作業(yè)區(qū)人員及時掌握污染物的排放情況，為企業(yè)環(huán)保工作提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

3.總體架構(gòu)

企業(yè)污染源在線監(jiān)測管理平臺在設(shè)計上主要由以下五部分組成：

（1）采集層。采集層主要是通過前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備收集固定污染源、微型空氣監(jiān)測站、治理設(shè)施運行數(shù)據(jù)、主要生產(chǎn)設(shè)施運行數(shù)據(jù)等各種環(huán)保實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，交由后臺業(yè)務(wù)系統(tǒng)收集并進行整理，為平臺的業(yè)務(wù)應(yīng)用提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)支持。

（2）數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層主要包括實時數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)。企業(yè)污染源在線監(jiān)測管理平臺的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)按功能劃分為污染源數(shù)據(jù)庫、環(huán)境數(shù)據(jù)庫、環(huán)境元數(shù)據(jù)庫。

（3）平臺層。平臺層主要包括數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)接口以及實時數(shù)據(jù)控制平臺。

（4）應(yīng)用支持層。應(yīng)用支持層包括統(tǒng)一用戶管理、視頻服務(wù)、實時數(shù)據(jù)服務(wù)以及應(yīng)用數(shù)據(jù)服務(wù)4個模塊，各模塊對外提供可供訪問的服務(wù)接口，對內(nèi)則通過相應(yīng)的機制形成一體化的基本服務(wù)層，為構(gòu)建在之上運行的各應(yīng)用系統(tǒng)提供各類通用的功能。

（5）應(yīng)用層。應(yīng)用層是由系統(tǒng)管理、基礎(chǔ)信息、數(shù)據(jù)管理、報警管理、環(huán)境管理、報表管理、檔案管理等多個業(yè)務(wù)應(yīng)用組成，共同依托于應(yīng)用支撐層，對業(yè)務(wù)應(yīng)用進行支撐。

4.平臺主要應(yīng)用功能

4.1 綜合管理系統(tǒng)

綜合管理系統(tǒng)包含系統(tǒng)管理、代碼庫維護和系統(tǒng)日志管理。此模塊只有管理員權(quán)限才能訪問，是此平臺最基礎(chǔ)、最核心的一個功能，為企業(yè)污染源在線監(jiān)測管理平臺提供穩(wěn)定的技術(shù)支撐。

4.2 環(huán)境地理信息系統(tǒng)

環(huán)境地理信息系統(tǒng)是將設(shè)置好的關(guān)鍵點位、關(guān)鍵數(shù)據(jù)通過地圖的形勢直接進行展示，讓企業(yè)的環(huán)保管理工作變的更加直觀和便捷。環(huán)境地理信息系統(tǒng)利用先進的信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、GIS技術(shù)[2]、通訊技術(shù)，實現(xiàn)環(huán)境業(yè)務(wù)和地理信息的可視化、實用化和簡潔化，將環(huán)境業(yè)務(wù)資源和地理信息資源進行整合，建立統(tǒng)一的環(huán)境信息資源數(shù)據(jù)庫，將地理信息數(shù)據(jù)與有組織、無組織污染源數(shù)據(jù)以及設(shè)備信息進行無縫銜接。

環(huán)境地理信息系統(tǒng)是企業(yè)污染源在線監(jiān)測管理平臺的一大亮點，可在首頁直接展示，讓環(huán)保管理人員更方便、更直觀地查看重點點位的關(guān)鍵信息、實時數(shù)據(jù)及超標(biāo)數(shù)據(jù)等。

4.3 視頻監(jiān)控分析系統(tǒng)

視頻監(jiān)控分析系統(tǒng)是將新增加的視頻監(jiān)控畫面和生產(chǎn)現(xiàn)場原有的視頻監(jiān)控整合后在平臺的監(jiān)控分析頁面進行集中展示，能夠?qū)崿F(xiàn)廠區(qū)污染物排放情況、治理設(shè)施運行情況實時掌握，公司各級領(lǐng)導(dǎo)和環(huán)保相關(guān)科室、現(xiàn)場環(huán)保人員能夠隨時進行監(jiān)控。同時，根據(jù)企業(yè)需求結(jié)合林格曼黑度分析模型，針對重點點位煙塵排放情況進行實時自動分析。

4.4 環(huán)保數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

環(huán)保數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)是將收集到的全廠污染物排放點、環(huán)保治理設(shè)施等環(huán)保相關(guān)數(shù)據(jù)進行計算，形成設(shè)定周期內(nèi)的最大值、最小值、均值等各類統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，根據(jù)需要可生成折線圖、柱狀圖、餅狀圖等類型統(tǒng)計圖形進行直觀的統(tǒng)計數(shù)據(jù)展示。

環(huán)保數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)能夠讓企業(yè)環(huán)保管理人員全局掌控本企業(yè)的排放量，為統(tǒng)籌污染物的排放量提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

4.5 固定污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)

固定污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)是本平臺的核心內(nèi)容，也是企業(yè)最為重視的一項，按照國家監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，將公司現(xiàn)有的固定污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行采集，上傳至企業(yè)環(huán)境在線監(jiān)測管理平臺[3]。固定污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)主要包括污染源信息管理、實時數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)歷史趨勢、報警管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能模塊。

4.5.1 污染源信息管理

污染源信息管理模塊是維護各個監(jiān)測區(qū)域、排放口、監(jiān)測因子的信息。

4.5.2 實時數(shù)據(jù)

實時數(shù)據(jù)是由污染源前端采集設(shè)備將現(xiàn)場在線設(shè)備上的數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)狡脚_的污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)?？筛鶕?jù)污染源所屬廠區(qū)、作業(yè)區(qū)、監(jiān)測點名稱、監(jiān)測因子名稱等進行數(shù)據(jù)查詢，顯示頁面可按作業(yè)區(qū)多個監(jiān)測點多個監(jiān)測因子顯示，也可按單個監(jiān)測因子多個作業(yè)區(qū)、監(jiān)測點顯示。

4.5.3 數(shù)據(jù)歷史趨勢

歷史趨勢查詢可按廠區(qū)、作業(yè)區(qū)、監(jiān)測點根據(jù)設(shè)定的時間段查詢各個監(jiān)測因子的歷史趨勢，數(shù)據(jù)以折線圖的形式展現(xiàn)在頁面上，點擊折線上的某一點可顯示對應(yīng)的監(jiān)測因子信息和監(jiān)測數(shù)據(jù)，如圖1所示。

4.5.4 報警管理

數(shù)據(jù)報警包括數(shù)據(jù)缺失報警、數(shù)據(jù)超限報警、數(shù)據(jù)超標(biāo)報警、排放量報警等，可按廠區(qū)、作業(yè)區(qū)、監(jiān)測點位及監(jiān)測因子查詢報警記錄和報警信息。報警提示可在地圖上顯示，也可彈窗提示，并且可設(shè)置報警級別，按照報警級別提示不同的彈窗。

4.5.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能也是環(huán)保部門監(jiān)管環(huán)保運行情況的一個重要模塊，其中包括《污染源分鐘均值報表》《污染源小時均值日報表》《污染源小時均值月報表》《污染源小時均值年報表》等。

報表可根據(jù)用戶需要導(dǎo)出為Eхcel或Word文檔。

固定污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)所有的數(shù)據(jù)均來自于現(xiàn)場前端采集設(shè)備將固定污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集至實時數(shù)據(jù)庫，實時數(shù)據(jù)庫將實時數(shù)據(jù)發(fā)送至平臺進行展示及數(shù)據(jù)分析[4]。

固定污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)也是各廠區(qū)、各作業(yè)區(qū)主要使用的一個模塊，根據(jù)需要賦予所屬區(qū)域權(quán)限一個用戶即可顯示所負責(zé)廠區(qū)或作業(yè)區(qū)的污染源點位信息，既節(jié)省了人力又節(jié)省了物力，使得污染源點位信息、數(shù)據(jù)能夠集中展示，便于環(huán)保負責(zé)人員查看、管理，若多個點位同時超標(biāo)，能夠及時做出決策，防止超標(biāo)不能及時處理的現(xiàn)象發(fā)生。

4.6 廠區(qū)空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)

依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合空氣質(zhì)量新標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測能力建設(shè)要求，遵照環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位布設(shè)技術(shù)規(guī)范對污染源監(jiān)控部位、空氣質(zhì)量評價點位、空氣質(zhì)量對照點和空氣質(zhì)量背景點等不同功能的環(huán)境大氣質(zhì)量監(jiān)測點設(shè)置微型空氣監(jiān)測站，進行環(huán)境大氣質(zhì)量監(jiān)測，把數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計分析、地圖展示集于一體，實時發(fā)布監(jiān)測數(shù)據(jù)及空氣質(zhì)量指數(shù)。

微型空氣監(jiān)測站所采集到的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)直接發(fā)送到環(huán)保局平臺，企業(yè)環(huán)保管理人員不能監(jiān)測到這些數(shù)據(jù)，因此，廠區(qū)空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)所采集的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)能夠讓企業(yè)環(huán)保管理人員及時了解廠區(qū)的空氣質(zhì)量，若超標(biāo)，能夠更快地做出決策，使企業(yè)免受考核。

4.7 環(huán)保檢查管理系統(tǒng)

環(huán)保檢查管理系統(tǒng)是企業(yè)對各廠、作業(yè)區(qū)的環(huán)保設(shè)施進行檢查的信息化系統(tǒng)，根據(jù)平臺的報警提示或報表情況，環(huán)保部門進行現(xiàn)場檢查，并生成需整改的問題下發(fā)到各廠，整改后提交整改結(jié)果進行反饋。

環(huán)保檢查管理系統(tǒng)能夠讓企業(yè)出現(xiàn)的環(huán)保問題從出現(xiàn)、現(xiàn)場檢查、整改到復(fù)查形成一個閉環(huán)管理，能夠快速、有效地解決所出現(xiàn)的環(huán)保問題。

4.8 環(huán)保信息發(fā)布系統(tǒng)

為滿足《環(huán)境保護部信息公開目錄》和《污染源環(huán)境監(jiān)管信息公開目錄》中涉及污染源信息等方面的信息發(fā)布要求，也為保證發(fā)布信息的權(quán)威性、安全性、準(zhǔn)確性和及時性，同時滿足社會公眾的知情權(quán)，將環(huán)保信息通過廠區(qū)大屏發(fā)布，大屏所展示的內(nèi)容可通過平臺的環(huán)保信息發(fā)布系統(tǒng)頁面進行設(shè)置。

將環(huán)保對外信息顯示屏內(nèi)容的編輯功能納入企業(yè)污染源在線監(jiān)測管理平臺中，便于企業(yè)環(huán)保部門設(shè)置大屏所顯示的內(nèi)容，無需到大屏安裝現(xiàn)場進行操作，讓發(fā)布信息的工作更加便捷。

4.9 環(huán)保法律法規(guī)、環(huán)保知識專題庫系統(tǒng)

（1）環(huán)保法律法規(guī)庫。環(huán)保法律法規(guī)庫內(nèi)容包括國家環(huán)保法律法規(guī)、省環(huán)保法律法規(guī)、市環(huán)保法律法規(guī)、環(huán)保政策性引導(dǎo)文件等。

（2）環(huán)保設(shè)施設(shè)計規(guī)范庫。環(huán)保設(shè)施設(shè)計規(guī)范庫內(nèi)容包括脫硫環(huán)保設(shè)施設(shè)計規(guī)范、除塵環(huán)保設(shè)施設(shè)計規(guī)范、廢水環(huán)保設(shè)施設(shè)計規(guī)范、環(huán)保信息化建設(shè)文檔等。

（3）環(huán)保設(shè)施維護保養(yǎng)手冊庫。環(huán)保設(shè)施維護保養(yǎng)手冊庫內(nèi)容包括脫硫環(huán)保設(shè)施維護保養(yǎng)手冊、除塵環(huán)保設(shè)施維護保養(yǎng)手冊、在線設(shè)備維護保養(yǎng)手冊、視頻監(jiān)控設(shè)備維護保養(yǎng)手冊等。

（4）培訓(xùn)。將培訓(xùn)視頻、資料及培訓(xùn)記錄等進行分類展示，方便環(huán)保維護人員及管理人員隨時調(diào)閱、學(xué)習(xí)。

環(huán)保法律法規(guī)、環(huán)保知識專題庫系統(tǒng)是企業(yè)環(huán)保相關(guān)人員學(xué)習(xí)環(huán)保知識和環(huán)保法律法規(guī)的一個重要途徑，此系統(tǒng)可向所有用戶開放，便于企業(yè)內(nèi)部環(huán)保相關(guān)人員的學(xué)習(xí)。

4.10 生產(chǎn)主體設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

生產(chǎn)主體設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)是通過OPC的采集方式將生產(chǎn)主體工藝設(shè)備運行數(shù)據(jù)進行采集，將采集到的實時數(shù)據(jù)展示到工藝流程圖中進行監(jiān)控。若有環(huán)保數(shù)據(jù)或環(huán)保治理設(shè)施出現(xiàn)異常，可與本平臺污染治理設(shè)施工況管理系統(tǒng)以及固定污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)所采集到的數(shù)據(jù)相結(jié)合，下發(fā)到各廠或作業(yè)區(qū)，及時分析異常原因，迅速處理問題，從而避免因數(shù)據(jù)異?；虺瑯?biāo)而造成政府環(huán)保部門的考核[5]。

生產(chǎn)主體設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)不僅給企業(yè)環(huán)保管理人員提供異常信息，也為各作業(yè)區(qū)生產(chǎn)操作崗位提供數(shù)據(jù)支撐，能夠更快速地查找環(huán)保數(shù)據(jù)異常原因，讓環(huán)保工作更加細致[6]。

5.結(jié)語

企業(yè)污染源在線監(jiān)測管理平臺突破企業(yè)環(huán)境管理地域和時間限制，最大程度保證了環(huán)保數(shù)據(jù)的安全性、可靠性、及時性，為企業(yè)環(huán)保監(jiān)督管理及控制污染物排放工作提供可靠、及時、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐，優(yōu)化了工作形式，降低了業(yè)務(wù)及綜合決策成本，進一步提高企業(yè)對污染物處理及排放的監(jiān)管能力，落實企業(yè)內(nèi)部的環(huán)境精準(zhǔn)管理。