控污染源在線自動監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案

1．概述

隨著工業(yè)化生產的發(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，水資源受到嚴重的污染；城市噪音污染日益嚴重等對人類健康和生態(tài)環(huán)境都帶來了極大的危害?！氨Ｗo環(huán)境，凈化地球”成了一件亟待解決的頭等大事，是關系到子孫后代刻不容緩的大事。

2．污染源在線自動監(jiān)控系統(tǒng)的設計

2.1．方案設計簡介

污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)是環(huán)保監(jiān)測與環(huán)境預警的信息平臺。系統(tǒng)采用先進的無線網絡，涵蓋水質監(jiān)測、煙氣自動監(jiān)測、空氣質量監(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)測應用;系統(tǒng)以污染源在線監(jiān)測為基礎，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)境信息網絡的建設要求，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。

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場監(jiān)測站、傳輸網絡和環(huán)保局中心站3個層次（如上圖所示）。

1)現場監(jiān)測站位于各個污染源現場監(jiān)測點，又可分為現場儀表、現場通信網絡、數據采集傳輸服務器3個部分。

2)傳輸網絡負責將污染源現場監(jiān)測站的數據傳輸到環(huán)保局中心站。分為基礎傳輸層和應用層兩個層次。

3)環(huán)保局中心站它通過網絡傳輸層和現場層相互通訊，交換數據、指令下達，以實現對現場層的集中遠程監(jiān)控，并且可以通過其軟件接口與視頻系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)進行無縫結合。

3．現場監(jiān)測站

現場通信網絡負責將儀表采集到的數據匯總到數據采集傳輸服務器。標準RS232/485電氣接口，支持Modbus通信協議及非標準通訊協議的開發(fā)。數據采集傳輸服務器負責對實時數據進行匯總、分析、存儲并負責與上位機的數據交換。同時，數據采集傳輸服務器還可以負責實現本地監(jiān)控的人機界面功能，是整個系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，也是關鍵環(huán)節(jié)。

4．傳輸網絡建設

由于監(jiān)測點區(qū)域分散，分布范圍廣，而且大多設置在環(huán)境較惡劣的地區(qū)，本方案采用GPRS無線網絡進行無線數據傳輸。污染監(jiān)測設備將采集到的污染數據和告警信息，通過GPRS網絡，及時發(fā)送到環(huán)保監(jiān)察部門，可以實現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)境保護提供了嶄新方式。

環(huán)保局中心站安裝有北京三維力控科技有限公司的新一代監(jiān)控組態(tài)軟件eForceCon，“力控”系列軟件利用自主開發(fā)的無線通信組件CommBridge通過公網與DTU通信，實現了對現場的無線控制和數據采集，其最大的特點是數據為并發(fā)處理、完全透明的解決方案，消除了一般國內組態(tài)軟件將GPRS網絡綁定虛擬串口以查詢方式訪問造成數據傳輸不穩(wěn)定的隱患。

5．環(huán)保局中心站

環(huán)保局中心站由力控企業(yè)級實時數據庫pSpace、關系數據庫、Web服務器和實現各種查詢、分析功能的客戶端軟件構成。

5.1環(huán)保中心實時數據庫pSpace

在環(huán)保中心力控實時數據庫pSpace負責匯集來自各現場監(jiān)測站的實時數據，為客戶端提供實時、可靠、安全的數據，并且給中心的關系數據庫提供有效的數據。力控®企業(yè)級實時數據庫pSpace是一個高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性強、跨網絡系統(tǒng)的開放式實時數據庫系統(tǒng)，產品為完全的分布式結構，可任意組建應用模式；支持C/S和B/S應用；它可以提供豐富的企業(yè)級信息系統(tǒng)客戶端應用和工具；大容量支持企業(yè)級應用，內部實現高數據壓縮率，可實現歷史數據的海量存儲，靈活的擴展結構可滿足各種需求，具備廣泛的安全性和可跟蹤性。

5.2客戶端軟件eForceConSD

客戶端采用力控科技的eForceConSD，全面監(jiān)測企業(yè)污染物排放狀況，將企業(yè)現場的實時畫面?zhèn)魉偷江h(huán)保局。

◆實時監(jiān)控管理

實現污染源可視化管理實現了對污染源的全面、實時、網絡化的監(jiān)測體系。只需觀察屏幕上各個企業(yè)的圖標樣式或顏色即可了解所有企業(yè)各個污染物排放口的設備運行情況；同時還可以通過表格和曲線瀏覽企業(yè)污染物排放的詳細監(jiān)測數據。這使得工作人員在同一個用戶界面即可將所有企業(yè)所有排污口的設備運行狀況、污染物排放濃度、流量、排放量等信息盡收眼底。

◆強大的報警與預警功能

以聲音、圖標顏色變化、表格中數值的顏色、手機短信（向預先設定的手機上發(fā)送相應的報警信息）等形式提供多樣化的報警功能。精確地給出具體的超標數值，超標時間，超標排放量、超標排放介質量，為強化監(jiān)理工作提供了詳實可靠的依據。

◆數據的統(tǒng)計與分析

將污染源在線監(jiān)測數據和報警信息進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、表格、圖形等豐富多樣的形式實時展現各排污口設備的運行狀況、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)測數據，提供全面的報表和統(tǒng)計圖表。可以按轄區(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。

◆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強大的地理信息分析功能,結合環(huán)境數學模型,實現基于地理信息基礎上的數據查詢、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、預警應急、環(huán)境決策管理等。

◆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)測任務管理等等。

本系統(tǒng)為了保障系統(tǒng)數據的安全性，對于用戶的權限將做細致的區(qū)分，首先用戶按其的行政級別有一個基本的權限，如市級用戶可以查詢全市污染企業(yè)的排污情況，區(qū)鎮(zhèn)級用戶可以查詢其轄區(qū)范圍內的污染企業(yè)的排污情況。在此基礎上，每個用戶又根據其的工作性質得到相應的使用權限，如只讀權限將讓用戶只能夠查找信息而不能對資料進行任何的修改，而編輯權限將讓用戶對其所轄企業(yè)的信息有修改等所有的權限。

6.總結

將自動控制、網絡通信、計算機以及GIS等信息技術引入環(huán)境監(jiān)測領域,采用國內先進監(jiān)控組態(tài)軟件力控eForceCon、實時數據庫產品力控pSpace建立包括污染源在內的各環(huán)境要素在線監(jiān)測系統(tǒng),實現重點污染源進行連續(xù)實時監(jiān)測,動態(tài)掌握重點污染源企業(yè)的排污及超標情況,對加強重點污染企業(yè)、流域污染物排放的監(jiān)督、總量控制、防止重大污染事故的發(fā)生,對提高我國環(huán)境監(jiān)測信息化水平以及環(huán)境決策與管理能力等都具有重大意義