電網(wǎng)企業(yè)環(huán)境保護能力評價系統(tǒng)設(shè)計

摘 要：生態(tài)文明建設(shè)作為國家“五位一體”戰(zhàn)略的重要組成部分，對社會主義現(xiàn)代化建設(shè)和“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)具有深遠影響。國家電網(wǎng)公司作為中國最大的輸配電企業(yè)，為建設(shè)高效、安全、環(huán)保的綠色電網(wǎng)和新型電力系統(tǒng)，需要強化環(huán)境保護主體責(zé)任。通過調(diào)研現(xiàn)有的環(huán)保能力評價體系和國家電網(wǎng)公司的環(huán)保業(yè)務(wù)需求，采用數(shù)據(jù)層、通信網(wǎng)絡(luò)層、支撐層、應(yīng)用層和用戶層5層架構(gòu)，構(gòu)建適合電網(wǎng)企業(yè)復(fù)雜業(yè)務(wù)的環(huán)保能力評價體系以及數(shù)據(jù)庫。最終實現(xiàn)系統(tǒng)級的數(shù)據(jù)管理、分析處理、結(jié)果評價和顯示。

關(guān)鍵詞：環(huán)境保護；評估系統(tǒng)；電網(wǎng)企業(yè)；數(shù)據(jù)庫；信息技術(shù)

中圖分類號：TM73 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）22-0132-04

Abstract： As an important part of the national "five-in-one" strategy， the construction of ecological civilization has a far-reaching impact on socialist modernization and the realization of the goal of "double carbon". As the largest power transmission and distribution enterprise in China， State Grid Corporation needs to strengthen the main responsibility of environmental protection in order to build an efficient， safe and environmentally friendly green power grid and a new power system. Through the investigation of the existing environmental protection capability evaluation system and the environmental protection business requirements of State Grid Corporation， the five-layer architecture of data layer， communication network layer， support layer， application layer and user layer is adopted to construct the environmental protection capability evaluation system and database which is suitable for the complex business of power grid enterprises. Finally， the system-level data management， analysis and processing， result evaluation and display are realized.

Keywords： environmental protection; evaluation system; power grid enterprise; database; information technology

黨的十八大以來，黨中央把生態(tài)文明建設(shè)納入中國特色社會主義建設(shè)總體框架，即“五位一體”規(guī)劃[1]。在生態(tài)環(huán)境保護領(lǐng)域，提出了一系列新理念、新要求、新目標(biāo)、新部署。隨著國務(wù)院簡政放權(quán)加快實施，加強事中事后監(jiān)管，強化企業(yè)環(huán)境保護責(zé)任，加大對環(huán)境違法行為的處罰和問責(zé)力度形成新常態(tài)[2]。中國國家電網(wǎng)公司（以下簡稱“國家電網(wǎng)”）嚴(yán)格執(zhí)行國家生態(tài)文明建設(shè)的各項決策部署，努力建設(shè)高效、安全、環(huán)保的綠色電網(wǎng)，為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和新型電力體系建設(shè)貢獻力量。

然而，公司的環(huán)境保護管理缺乏有效的信息技術(shù)工具和手段。亟需開發(fā)一套環(huán)境保護能力量化診斷分析系統(tǒng)。首先，公司目前主要通過專家現(xiàn)場評審、抽查相關(guān)管理制度文件等方式對部分單位的生態(tài)環(huán)境保護工作進行自我評價，缺乏有效的信息技術(shù)工具。其次，國內(nèi)外企業(yè)大多通過ISO14001認(rèn)證體系或HSE體系來評價其環(huán)境保護管理能力。然而，ISO14001的結(jié)構(gòu)化、程序化和基于文件的管理方法主要適用于產(chǎn)品市場競爭。由于發(fā)電企業(yè)往往具有連續(xù)排放、污染源多等特點，不太適應(yīng)電網(wǎng)企業(yè)的特點[3]。最后，現(xiàn)有的績效評價體系主要側(cè)重于“結(jié)果導(dǎo)向”和“目標(biāo)導(dǎo)向”的方法，強調(diào)任務(wù)的完成，缺乏可追溯的手段來識別公司內(nèi)部環(huán)境保護實施過程中出現(xiàn)的問題。無法對省、市級單位環(huán)境管理能力進行定量評價，缺乏提高環(huán)境保護能力的精確措施[4]。

為建設(shè)世界一流的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，提升公司綠色發(fā)展軟實力，國家電網(wǎng)需要建立適合公司環(huán)保特點的、以環(huán)保能力診斷分析方法為核心的環(huán)保能力評價體系。這將有助于明確公司環(huán)保能力提升的方向，解決電網(wǎng)公司環(huán)境自評價過程中缺乏信息技術(shù)工具等問題。結(jié)合公司環(huán)境保護管理實踐，明確了電網(wǎng)企業(yè)環(huán)境保護能力評價的基本方法、主要流程和信息采集分析標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)了包含數(shù)據(jù)管理、分析處理、環(huán)境保護能力評價和綜合展示等模塊的環(huán)境保護能力評價軟件系統(tǒng)[5]。

1 系統(tǒng)設(shè)計理念

在分析環(huán)境保護能力構(gòu)成要素及相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，研究了環(huán)境保護能力的定量診斷方法，開發(fā)并建立了電網(wǎng)企業(yè)環(huán)境保護能力評價體系。包括數(shù)據(jù)管理、分析處理、環(huán)保能力評估和綜合展示等模塊（圖1）。

2 設(shè)計方案

2.1 需求研究

2.1.1 中國相關(guān)環(huán)境保護評價體系的研究與分析

通過文獻研究、專家咨詢、同行討論等方式對國內(nèi)外現(xiàn)有的環(huán)境保護能力評價體系進行考察，并分析所收集的環(huán)境評價系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、具體功能、系統(tǒng)接口及優(yōu)缺點。

2.1.2 電網(wǎng)企業(yè)環(huán)境保護能力評價體系要求研究

要對電網(wǎng)企業(yè)系統(tǒng)的橫向和縱向2個方面進行深入研究。這包括收集環(huán)境保護責(zé)任評估清單的數(shù)據(jù)，以及從電網(wǎng)內(nèi)部和外部收集的其他環(huán)境數(shù)據(jù)。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

根據(jù)評估指南，建立邏輯體系結(jié)構(gòu)模型、開發(fā)體系結(jié)構(gòu)模型和物理體系結(jié)構(gòu)模型是必要的。這包括選擇系統(tǒng)開發(fā)框架，確定開發(fā)工具和編程語言，劃分模塊，完成網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、硬件環(huán)境和軟件環(huán)境的體系結(jié)構(gòu)?；谝許pring Cloud和Spring Boot為核心的微服務(wù)技術(shù)棧，以及B/S架構(gòu)，構(gòu)建靈活、可擴展、安全、并發(fā)處理的微服務(wù)架構(gòu)體系。從架構(gòu)上劃分為數(shù)據(jù)層、通信網(wǎng)絡(luò)層、支撐層、應(yīng)用層、用戶層5個層次（圖2）。

2.3 環(huán)境保護能力構(gòu)成要素數(shù)據(jù)庫

根據(jù)電網(wǎng)企業(yè)環(huán)境保護能力構(gòu)成要素與關(guān)聯(lián)關(guān)系分析和環(huán)境保護能力量化診斷方法研究的成果，采集電網(wǎng)企業(yè)環(huán)境保護能力評價的數(shù)據(jù)。根據(jù)與生態(tài)環(huán)境保護有關(guān)的績效信息參數(shù)分類，建立電網(wǎng)企業(yè)環(huán)境保護能力評價的數(shù)據(jù)庫。

2.3.1 數(shù)據(jù)采集

1）數(shù)據(jù)接口。通過開發(fā)數(shù)據(jù)接口（主要對接省及各地市公司環(huán)境環(huán)境保護能力構(gòu)成要素所在的相關(guān)系統(tǒng)），采集省及各地市公司環(huán)境保護能力構(gòu)成要素，展現(xiàn)的同時存儲到匯聚庫進行管理。在具備網(wǎng)路連接條件下，為進一步提高數(shù)據(jù)共享能力，系統(tǒng)對外提供標(biāo)準(zhǔn)的Web Service、數(shù)據(jù)庫接口、HTTP等多種接口標(biāo)準(zhǔn)，以供外部業(yè)務(wù)系統(tǒng)調(diào)用，提供的接口標(biāo)準(zhǔn)將遵循統(tǒng)一的接口方式。對于特殊的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，可按要求提供關(guān)鍵字加密，實現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)與系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的加密傳輸。

2）數(shù)據(jù)錄入。主要針對沒有錄入到系統(tǒng)中的環(huán)境保護能力構(gòu)成要素資料，通過手動上傳至環(huán)境保護能力評價數(shù)據(jù)庫。

2.3.2 數(shù)據(jù)資源構(gòu)成

電網(wǎng)企業(yè)環(huán)保能力的數(shù)據(jù)包括以下幾個方面。

1）環(huán)境管理體系建設(shè)：建立環(huán)境保護和管理的組織機構(gòu)，制定環(huán)境管理制度，制定規(guī)范性文件，確立環(huán)境保護和管理的職責(zé)，與環(huán)境保護工作有關(guān)的考核獎懲，資源配置，重要文件的歸檔。

2）環(huán)境管理技術(shù)水平信息：環(huán)境管理技術(shù)培訓(xùn)、環(huán)境管理人員資質(zhì)、環(huán)境政策執(zhí)行情況、環(huán)境保護研究、環(huán)境糾紛處理措施及相關(guān)宣傳工作。

3）預(yù)防和控制環(huán)境影響的能力：環(huán)境影響評價報告、水土保持規(guī)劃、環(huán)保部門的審批、“三同時”制度（同時設(shè)計、同時施工、同時運營）的實施、環(huán)保項目的竣工驗收、環(huán)保過程中超標(biāo)排放的控制措施、正在進行的環(huán)境監(jiān)測、發(fā)電設(shè)備污染物排放的監(jiān)測以及管理廢物的監(jiān)測。

4）環(huán)境風(fēng)險防范能力：環(huán)境糾紛的處理措施和與環(huán)境保護有關(guān)的突發(fā)事件的管理。

2.3.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

1）數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。環(huán)境保護能力評價數(shù)據(jù)庫是一個多層次的、綜合性的空間與屬性信息集成的數(shù)據(jù)庫，具有多業(yè)務(wù)類型、多比例尺、多源性等特點。按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，各個數(shù)據(jù)庫建設(shè)協(xié)調(diào)一致，充分考慮數(shù)據(jù)庫的擴展和數(shù)據(jù)更新需要，同時對現(xiàn)有的可以利用的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、融合、集成更新等工作，以保證數(shù)據(jù)的可持續(xù)性。

2）已建數(shù)據(jù)庫梳理。梳理已經(jīng)建設(shè)的數(shù)據(jù)庫表及數(shù)據(jù)庫字段，并形成數(shù)據(jù)庫表建設(shè)報告，在梳理完成所有的成果之后，形成數(shù)據(jù)庫梳理成果報告，按照國家標(biāo)準(zhǔn)表建設(shè)對數(shù)據(jù)庫建設(shè)進行查缺補漏，最終形成數(shù)據(jù)庫建設(shè)目錄。

3）元數(shù)據(jù)庫。元數(shù)據(jù)庫建設(shè)須利用元數(shù)據(jù)提取工具，對各數(shù)據(jù)庫提取元數(shù)據(jù)，按照元數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)進行對照整合。利用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)元對數(shù)據(jù)項進行標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)注，建立形成應(yīng)用系統(tǒng)-數(shù)據(jù)庫-數(shù)據(jù)表-數(shù)據(jù)項-同義詞-數(shù)據(jù)元關(guān)聯(lián)[3]。

4）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫?；A(chǔ)數(shù)據(jù)庫主要涉及環(huán)水保單位、部門基本信息，相應(yīng)專責(zé)人員，環(huán)水保相關(guān)文件。

5）業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫主要包括環(huán)保管理體系建設(shè)資料、環(huán)保管理技術(shù)水平資料、防控環(huán)境影響能力資料及防范環(huán)境風(fēng)險能力資料。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中的矢量數(shù)據(jù)，以業(yè)務(wù)類型為單位整合入庫，按照組織模型以要素數(shù)據(jù)集形式拼接存儲。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中帶地址信息的數(shù)據(jù)，先進行數(shù)據(jù)空間化，然后以業(yè)務(wù)類型為單位整合入庫，按照組織模型以要素數(shù)據(jù)集形式拼接存儲。

2.3.4 數(shù)據(jù)預(yù)處理及入庫

將收集補錄、抽取整合的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理，這個過程包括數(shù)據(jù)模型管理、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)管理、元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、生命周期管理、數(shù)據(jù)安全管理。數(shù)據(jù)模型管理是根據(jù)業(yè)務(wù)對數(shù)據(jù)進行分層、整合處理，方便數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用；元數(shù)據(jù)管理方便技術(shù)人員進行分析數(shù)據(jù)來龍去脈以及對數(shù)據(jù)庫底層數(shù)據(jù)質(zhì)量進行把控；數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)管理用來指定一系列標(biāo)準(zhǔn)，對元數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)的檢查；數(shù)據(jù)質(zhì)量管理是根據(jù)一系列規(guī)則，對庫表數(shù)據(jù)進行校驗和整改；數(shù)據(jù)生命周期和安全管理貫穿整個流程，為數(shù)據(jù)保駕護航。

1）數(shù)據(jù)抽取。對省及各地市公司環(huán)境保護能力構(gòu)成要素所在的相關(guān)系統(tǒng)提取數(shù)據(jù)，供數(shù)據(jù)清洗和轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)進行處理，數(shù)據(jù)抽取方式包括批量抽取和單次抽取2種方式。在抽取完成后，進行數(shù)據(jù)源與目標(biāo)數(shù)據(jù)庫的對比，發(fā)現(xiàn)并解決抽取過程產(chǎn)生的錯誤。在抽取過程中要全程記錄抽取日志，至少包括數(shù)據(jù)記錄條數(shù)、開始時間、完成時間及錯誤信息等[6]。

2）數(shù)據(jù)清洗。數(shù)據(jù)清洗的主要任務(wù)是進行臟數(shù)據(jù)處理。由于數(shù)據(jù)來自多個監(jiān)測源，而且可能包含歷史數(shù)據(jù)，需要按照一定的規(guī)劃把數(shù)據(jù)進行清洗，整個數(shù)據(jù)清洗的對象應(yīng)包括不完整的數(shù)據(jù)、錯誤的數(shù)據(jù)、重復(fù)的數(shù)據(jù)3大類。

3）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的主要任務(wù)是進行不一致的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)粒度的轉(zhuǎn)換，以及一些業(yè)務(wù)規(guī)則的計算。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換主要是實現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的過程，信息資源平臺的數(shù)據(jù)來自多個監(jiān)測源頭，有些數(shù)據(jù)源沒有按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)計，因此會造成數(shù)據(jù)難以與其他數(shù)據(jù)融合。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換應(yīng)按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和既定的格式轉(zhuǎn)換規(guī)則，對數(shù)據(jù)進行整理和格式統(tǒng)一。

4）數(shù)據(jù)質(zhì)檢。依據(jù)數(shù)據(jù)檢查驗收與質(zhì)量評定相關(guān)規(guī)定的要求對入庫數(shù)據(jù)進行質(zhì)量檢查，以確保數(shù)據(jù)符合規(guī)范要求，并按照數(shù)據(jù)入庫的技術(shù)要求，開展入庫前的內(nèi)容屬性、拓?fù)浜拖嗷リP(guān)系合理性檢查，確保每一條記錄能夠按照數(shù)據(jù)庫模型的要求完整入庫。數(shù)據(jù)質(zhì)檢過程中的部分操作也可以借助于分布式計算框架來完成，如拓?fù)錂z查等[7]。

5）數(shù)據(jù)加載。數(shù)據(jù)加載工作負(fù)責(zé)實現(xiàn)轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)的入庫。在數(shù)據(jù)加載后，還要更新元數(shù)據(jù)，以反映剛完成的數(shù)據(jù)加載活動。數(shù)據(jù)的加載活動應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)方法和通用工具。在數(shù)據(jù)裝入數(shù)據(jù)庫后，應(yīng)驗證維度和事實數(shù)據(jù)表之間的引用完整性，確保所有的記錄都與其他表中的適當(dāng)記錄相關(guān)。

2.4 系統(tǒng)組成及功能

2.4.1 數(shù)據(jù)管理

該模塊針對采集的不同公司的環(huán)境保護能力構(gòu)成要素，根據(jù)環(huán)保管理體系建設(shè)、環(huán)保管理技術(shù)水平、防控環(huán)境影響能力、防范環(huán)境風(fēng)險能力進行分類管理，并且具有數(shù)據(jù)錄入、修改、刪除、查詢和下載導(dǎo)出等功能。

2.4.2 分析處理

根據(jù)構(gòu)建的差異性環(huán)境保護能力評價指標(biāo)體系，對不同層級、不同地區(qū)的電網(wǎng)企業(yè)環(huán)境保護能力構(gòu)成要素數(shù)據(jù)進行篩選、分析，為后續(xù)環(huán)境保護能力評估提供支撐。差異性環(huán)境保護能力評價指標(biāo)體系通過專家打分和熵權(quán)法相結(jié)合的賦權(quán)方法確定不同層級、不同地區(qū)電網(wǎng)企業(yè)環(huán)境保護能力差異性表征指標(biāo)的權(quán)重[8]。

2.4.3 環(huán)保能力評估

經(jīng)過分析處理過的電網(wǎng)企業(yè)環(huán)境保護能力構(gòu)成要素數(shù)據(jù)，通過嵌入本系統(tǒng)環(huán)保能力評估模塊的電網(wǎng)企業(yè)環(huán)境保護能力評價指標(biāo)的量化方法和環(huán)境保護能力模糊綜合評價模型進行量化評估，進而得到省級或地市級企業(yè)的環(huán)境保護能力等級評價，并形成環(huán)保能力評估表。另外，該模塊還具備對環(huán)保能力評估表的修改、刪除、保存和下載導(dǎo)出等功能。

2.4.4 綜合展示

利用圖表的形式直觀明了地將各公司的環(huán)境保護能力評估結(jié)果展示出來，評級結(jié)果通過不同顏色標(biāo)識進行分級展示（綠色表示優(yōu)秀、黃色表示合格、紅色表示不及格）；各公司的綜合評估等級可以以柱形圖的形式進行比較展示，各公司等級排名一目了然，并提供統(tǒng)計數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能。

2.5 部署和實現(xiàn)

本項目主要從場景分析與方案設(shè)計、數(shù)據(jù)采集與處理、系統(tǒng)部署與配置、系統(tǒng)測試、培訓(xùn)、部署前準(zhǔn)備與切換以及在線試運營支持等方面展開（圖3）。采用B/S架構(gòu)進行開發(fā)和部署。在云平臺的最底層，它提供硬件基礎(chǔ)設(shè)施，如存儲、計算和網(wǎng)絡(luò)。

2.6 系統(tǒng)測試與改進

根據(jù)環(huán)境保護能力評價指導(dǎo)意見，對典型市屬電網(wǎng)公司進行全面調(diào)查，收集環(huán)境保護能力因素數(shù)據(jù)。將收集到的數(shù)據(jù)輸入評價系統(tǒng)，生成環(huán)境保護能力評價報告。根據(jù)評價報告結(jié)果和環(huán)境保護實際情況，建立反饋溝通機制。組織專家研討會，討論反饋信息，對電網(wǎng)企業(yè)環(huán)境保護能力評價體系進行必要的修改和完善。

2.7 預(yù)期目標(biāo)

本項目旨在建立適合公司具體特點的綜合環(huán)保能力評價體系。該系統(tǒng)將為提高公司環(huán)境保護能力提供明確的指導(dǎo)，解決電網(wǎng)公司環(huán)境自查過程管理信息化不足的問題。

3 結(jié)論

通過研究分析、架構(gòu)設(shè)計和數(shù)據(jù)庫開發(fā)，建立適合國家電網(wǎng)公司的環(huán)境保護能力評價體系。在企業(yè)層面，該系統(tǒng)將為公司各級環(huán)境評價工作提供信息技術(shù)工具和科學(xué)決策支持。為提高環(huán)境管理績效，建立長效的環(huán)境保護機制提供方法和手段，有效地將綠色發(fā)展理念轉(zhuǎn)化為公司內(nèi)部的環(huán)境管理體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。為環(huán)境保護戰(zhàn)略的制定提供決策支持，為提高環(huán)境保護能力提供指導(dǎo)，從而促進中國電網(wǎng)的綠色和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，早日實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

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作者簡介：李笑晨（1989-），男，碩士，工程師。研究方向為水土保持。