污染源在線自動監(jiān)控系統(tǒng)簡介

1、發(fā)布時間：2011-01-07 污染源在線自動監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用方案 1. 行業(yè)背景 1.1 .現(xiàn)狀 隨著工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，人類賴以生存的環(huán)境正遭受前所未有的挑戰(zhàn)， 由于我們生產(chǎn)時向空氣中排放的 氣態(tài)污染物如硫氧化物、氮氧化物使得我們呼吸的空氣日趨污濁；工業(yè)污水的大量任意排放，水資源受到 嚴(yán)重的污染；城市噪音污染日益嚴(yán)重等對人類健康和生態(tài)環(huán)境都帶來了極大的危害。“保護(hù)環(huán)境，凈化地 球”成了一件亟待解決的頭等大事，是關(guān)系到子孫后代刻不容緩的大事。人類需要發(fā)展，但是發(fā)展的前提 是不損傷我們賴以生存的環(huán)境。因此如何保護(hù)我們賴以生存的環(huán)境是人類必須關(guān)注的首要大事。 1.2.需求分析 為了保護(hù)環(huán)境，建設(shè)綠色家

2、園，建立完整的污染源監(jiān)測系統(tǒng)是非常必要的。近年來，我國的環(huán)境保護(hù) 工作取得重要進(jìn)展，但是環(huán)境形勢依然嚴(yán)峻，我國的污染源監(jiān)控信息化建設(shè)不僅起點(diǎn)低，覆蓋面小，而且 整體水平不高。已安裝的污染源自動監(jiān)控設(shè)備與環(huán)保部門的聯(lián)網(wǎng)率不高，地方環(huán)保部門無法看到污染源自 動監(jiān)控設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，國家環(huán)保部等上級環(huán)保部門無法看到下級環(huán)保部門對已監(jiān)控企業(yè)污染物排放的情 況。以在線自動分析儀器為核心，以移動通訊為傳輸媒介，運(yùn)用現(xiàn)代傳感技術(shù)、自動測量技術(shù)、自動控制 技術(shù)、信息技術(shù)以及相關(guān)的監(jiān)控分析軟件和通迅網(wǎng)絡(luò)所組成的一個綜合性的在線自動監(jiān)測系統(tǒng)是建立環(huán)境 監(jiān)測系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。 2. 污染源在線自動監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及開

3、發(fā) 2.1 .方案設(shè)計簡介 污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)是環(huán)保監(jiān)測與環(huán)境預(yù)警的信息平臺。系統(tǒng)采用先進(jìn)的無線網(wǎng)絡(luò)，涵蓋水質(zhì)監(jiān)測、煙 氣自動監(jiān)測、空氣質(zhì)量監(jiān)測、環(huán)境噪聲監(jiān)測以及視頻監(jiān)測等多種環(huán)境在線監(jiān)測應(yīng)用 ；系統(tǒng)以污染源在線監(jiān)測 為基礎(chǔ)，充分貫徹總量管理、總量控制的原則，包含了環(huán)境監(jiān)理信息系統(tǒng)的許多重要功能，充分滿足各級 環(huán)保部門環(huán)境信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)要求，支持各級環(huán)保部門的環(huán)境監(jiān)理與環(huán)境監(jiān)測工作，滿足不同層級用戶的 管理需求。 整個系統(tǒng)充分體現(xiàn)總量控制的原則，為管理提供依據(jù)，為決策提供支持，各種的統(tǒng)計分析報表和圖表上 都能分類匯總得到每種污染物的排放量，根據(jù)污染物的核定排污總量可以直觀的對比分析，跟蹤每種污

4、染 物的排放總量的發(fā)展變化趨勢曲線，得出是否超過核定值的結(jié)論，同時結(jié)合目前企業(yè)的狀況以及歷史同期 數(shù)據(jù)的比對分析，對于排放總量趨勢發(fā)展將要超過核定值的狀況給予預(yù)警，充分體現(xiàn)管理企業(yè)，為企業(yè)服 務(wù)的宗旨。匯總統(tǒng)計區(qū)域內(nèi)所有污染物排放總量，掌握和量化污染物的排放趨勢，為區(qū)域內(nèi)控制污染物排 放總量提供技術(shù)支持，為環(huán)保部門現(xiàn)場執(zhí)法和排污收費(fèi)提供依據(jù)。 2.2污染源在線自動監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo) 基于污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn) ，實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)測站與環(huán)保局中心站的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)傳輸； 環(huán)保局中心站在線動態(tài)增加現(xiàn)場監(jiān)測站的能力； 現(xiàn)場監(jiān)測站的歷史數(shù)據(jù)存儲與上傳能力 環(huán)保局中心站的歷史數(shù)據(jù)召喚與解析、插入存

5、儲能力。此兩種 能力解決了現(xiàn)場斷線后，環(huán)保局中心站的數(shù)據(jù)完整性問題； 環(huán)保局中心站對數(shù)據(jù)存儲的長時間、高精度 （ms級）、多點(diǎn)并發(fā)及壓縮能力等功能要求； 環(huán)保局中心站的B/S體系結(jié)構(gòu)，降低客戶端軟件安裝配置的復(fù)雜度。 2.3系統(tǒng)網(wǎng)拓?fù)鋱D 污染源在線自動監(jiān)控系統(tǒng)從底層向上可分為污染源現(xiàn)場監(jiān)測站、 傳輸網(wǎng)絡(luò)和環(huán)保局中心站 3個層次（如 上圖所示）。 1） 現(xiàn)場監(jiān)測站位于各個污染源現(xiàn)場監(jiān)測點(diǎn)，又可分為現(xiàn)場儀表、現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)采集傳輸服務(wù)器、 無線傳輸終端等組成，主要完成數(shù)據(jù)的采集和處理、 GPRS終端組網(wǎng)，完成數(shù)據(jù)采集、分析、 GPRS網(wǎng)絡(luò) 接入、無線透明傳輸鏈路建立等工作。 2） 傳輸網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)

6、將污染源現(xiàn)場監(jiān)測站的數(shù)據(jù)傳輸?shù)江h(huán)保局中心站，屬于傳輸介質(zhì)； 3） 環(huán)保局中心站它通過網(wǎng)絡(luò)傳輸層和現(xiàn)場層相互通訊，交換數(shù)據(jù)、指令下達(dá)，以實現(xiàn)對現(xiàn)場層的集中遠(yuǎn) 程監(jiān)控，并且可以通過其軟件接口與視頻系統(tǒng)、 GIS系統(tǒng)進(jìn)行無縫結(jié)合。 2.4現(xiàn)場監(jiān)測站 現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)將儀表采集到的數(shù)據(jù)匯總到數(shù)據(jù)采集傳輸服務(wù)器。 標(biāo)準(zhǔn)RS232/485 電氣接口，支持 Modbus 通信協(xié)議及非標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議的開發(fā)。數(shù)據(jù)采集傳輸服務(wù)器負(fù)責(zé)對實時數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、分析、存儲 并負(fù)責(zé)與傳輸模塊F2103通訊。 傳輸模塊F2103實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器與環(huán)保局中心站的無線組網(wǎng)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器與環(huán)保局 中心站之間的數(shù)據(jù)交互。 傳

7、輸終端還提供主備數(shù)據(jù)中心和多數(shù)據(jù)中心鏈接方式和多種激活方式、 支持APN組網(wǎng)等功能，是可以做到 數(shù)據(jù)安全可靠的傳輸，同時也是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。 2.5環(huán)保局中心站 環(huán)保局中心站由實時數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、Web服務(wù)器和實現(xiàn)各種查詢、分析功能的客戶端軟件構(gòu)成。 2.5.1環(huán)保中心實時數(shù)據(jù)庫 環(huán)保中心實時數(shù)據(jù)庫負(fù)責(zé)匯集來自各現(xiàn)場監(jiān)測站的實時數(shù)據(jù)， 為客戶端提供實時、 可靠、安全的數(shù)據(jù), 并且給中心的關(guān)系數(shù)據(jù)庫提供有效的數(shù)據(jù)。實時數(shù)據(jù)庫是一個高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性強(qiáng)、 跨網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開放式實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，產(chǎn)品為完全的分布式結(jié)構(gòu)，可任意組建應(yīng)用模式；支持 C/S和B/S 應(yīng)用；它可以提供豐富

8、的企業(yè)級信息系統(tǒng)客戶端應(yīng)用和工具；大容量支持企業(yè)級應(yīng)用，內(nèi)部實現(xiàn)高數(shù)據(jù)壓 縮率，可實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的海量存儲，靈活的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)可滿足各種需求，具備廣泛的安全性和可跟蹤性。 2.5.2客戶端軟件 客戶端全面監(jiān)測企業(yè)污染物排放狀況，將企業(yè)現(xiàn)場的實時畫面?zhèn)魉偷江h(huán)保局。 實時監(jiān)控管理 實現(xiàn)污染源可視化管理實現(xiàn)了對污染源的全面、實時、網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)測體系。只需觀察屏幕上各個企業(yè) 的圖標(biāo)樣式或顏色即可了解所有企業(yè)各個污染物排放口的設(shè)備運(yùn)行情況；同時還可以通過表格和曲線瀏覽 企業(yè)污染物排放的詳細(xì)監(jiān)測數(shù)據(jù)。這使得工作人員在同一個用戶界面即可將所有企業(yè)所有排污口的設(shè)備運(yùn) 行狀況、污染物排放濃度、流量、排放量等信息盡收眼底

9、。 強(qiáng)大的報警與預(yù)警功能 以聲音、圖標(biāo)顏色變化、表格中數(shù)值的顏色、手機(jī)短信（向預(yù)先設(shè)定的手機(jī)上發(fā)送相應(yīng)的報警信息）等 形式提供多樣化的報警功能。精確地給出具體的超標(biāo)數(shù)值，超標(biāo)時間，超標(biāo)排放量、超標(biāo)排放介質(zhì)量，為 強(qiáng)化監(jiān)理工作提供了詳實可靠的依據(jù)。 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析 將污染源在線監(jiān)測數(shù)據(jù)和報警信息進(jìn)行全方位多角度的分類匯總與統(tǒng)計分析，充分滿足各種統(tǒng)計要求。 以圖標(biāo)、表格、圖形等豐富多樣的形式實時展現(xiàn)各排污口設(shè)備的運(yùn)行狀況、污染物排放濃度、流量、排放 量等信息，以及污染物排放口的發(fā)展趨勢與動態(tài)。從多種角度和層面來統(tǒng)計分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，提供全面的報g. -噌事ti.au it STS? 表和統(tǒng)計圖表。可

10、以按轄區(qū)、按行業(yè)種類、按污染物種類等多種分類方式， 生成統(tǒng)計分析報表和統(tǒng)計圖表。 用表一地氣掉成境續(xù)瞪調(diào)小時平均值日報表 * 排放源名孫t _ f?幟fijs（號： EH耐日期1： aott-i; it iFifl 與地理信息系統(tǒng)（GIS）無縫集成 本系統(tǒng)將地理信息系統(tǒng)（GIS）融入其中，利用GIS強(qiáng)大的地理信息分析功能，結(jié)合環(huán)境數(shù)學(xué)模型，實現(xiàn)基 于地理信息基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計、環(huán)境制圖、顯示等功能以及污染源分析、區(qū)域環(huán)境評價、預(yù)警應(yīng)急、 環(huán)境決策管理 系統(tǒng)管理 系統(tǒng)管理的主要功能有：用戶帳號的管理、監(jiān)測元素管理、污染行業(yè)管理、監(jiān)測儀器管理、監(jiān)測任務(wù)管理 等等。 本系統(tǒng)為了保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全

11、性， 對于用戶的權(quán)限將做細(xì)致的區(qū)分， 首先用戶按其的行政級別有一個 基本的權(quán)限，如市級用戶可以查詢?nèi)形廴酒髽I(yè)的排污情況，區(qū)鎮(zhèn)級用戶可以查詢其轄區(qū)范圍內(nèi)的污染企 業(yè)的排污情況。在此基礎(chǔ)上，每個用戶又根據(jù)其的工作性質(zhì)得到相應(yīng)的使用權(quán)限，如只讀權(quán)限將讓用戶只 能夠查找信息而不能對資料進(jìn)行任何的修改，而編輯權(quán)限將讓用戶對其所轄企業(yè)的信息有修改等所有的權(quán) 限。 2.6傳輸網(wǎng)絡(luò) 依據(jù)不同傳輸網(wǎng)絡(luò)，基礎(chǔ)傳輸層可有兩類實現(xiàn)方式： 一類是基于 TCP/IP 協(xié)議的，如通用無線分組業(yè)務(wù)( General Packet Radio Service 縮寫GPRS)、非 對稱數(shù)字用戶環(huán)路 (Asymmetrical

12、Digital Subscriber Loop 縮寫ADSL )等。另一類是基于非 TCP/IP 協(xié) 議的，如：公共電話交換網(wǎng)( Public switched telephone network 縮寫PSTN)、短消息數(shù)據(jù)通訊等。 由于監(jiān)測點(diǎn)區(qū)域分散，分布范圍廣，而且大多設(shè)置在環(huán)境較惡劣的地區(qū)，本方案采用 GPRS無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn) 行無線數(shù)據(jù)傳輸、采用廈門四信公司 F2103 GPRS IP Modem 作為無線組網(wǎng)設(shè)備。 污染監(jiān)測設(shè)備將采集到 的污染數(shù)據(jù)和告警信息，通過 RS232發(fā)送到IP MODEM,IP MODEM 通過GPRS網(wǎng)絡(luò)，及時發(fā)送到環(huán)保 監(jiān)察部門，可以實現(xiàn)對排污單位或個人的及時管理，大大提高了工作效率，為環(huán)境保護(hù)提供了嶄新方式。 3. 總結(jié) 將自動控制、網(wǎng)絡(luò)通信、計算機(jī)以及GIS等信息技術(shù)引入環(huán)境