长期以来,对于工业污染源的监督管理、环保执法缺乏有效的监督手段,超标排放和偷排现象时有发生,环境监察工作任务重、难度大、压力更大。
污染源监测信息采集与监控是环境治理的一项重要的基础工作,也是目前采用的主要手段。
在自动控制技术、数据通讯技术、数据库技术、地理信息技术迅速发展的今天,如何充分利用这些技术,建立起完善而先进的数字化环境监控体系,是各个城市进行环境监控工作建设的一项重要内容,也是目前城市环境监控的一个重要的发展趋势。目前,部分环保局对排污企业的污染监控尚未实现在线实时管理。为了减轻环境监察人员的工作压力、加大环境治理的监管力度、提高工作效率和管理水平,有效地改善本地区环境状况,开发一套运行稳定、通讯可靠、操作简便、功能完备的污染源在线自动监控系统,以实现环境监控的自动化、网络化、现代化,已成为环境监察工作的当务之急,该项目的建设具有紧迫性和现实性,其核心是建立一套自动采集数据、自动传输数据、自动处理及自动分析数据,并能快速反应的市级数字化环境管理系统。
近年来,我国的环境保护工作取得重要进展,但是环境形势依然严峻,我国的污染源监控信息化建设不仅起点低,覆盖面小,而且整体水平不高。已安装的污染源自动监控设备与环保部门的联网率不高,地方环保部门无法看到污染源自动监控设备采集的数据,国家环保部等上级环保部门无法看到下级环保部门对已监控企业污染物排放的情况。以在线自动分析仪器为核心,以移动通讯为传输媒介,运用现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、信息技术以及相关的监控分析软件和通迅网络所组成的一个综合性的在线自动监测系统是建立环境监测系统的重要发展方向。
污染源在线监测系统是环保监测与环境预警的信息平台。系统采用先进的无线网络,涵盖水质监测、烟气自动监测、空气质量监测、环境噪声监测以及视频监测等多种环境在线监测应用;系统以污染源在线监测为基础,充分贯彻总量管理、总量控制的原则,包含了环境监理信息系统的许多重要功能,充分满足各级环保部门环境信息网络的建设要求,支持各级环保部门的环境监理与环境监测工作,满足不同层级用户的管理需求。
整个系统充分体现总量控制的原则,为管理提供依据,为决策提供支持,各种的统计分析报表和图表上都能分类汇总得到每种污染物的排放量,根据污染物的核定排污总量可以直观的对比分析,跟踪每种污染物的排放总量的发展变化趋势曲线,得出是否超过核定值的结论,同时结合目前企业的状况以及历史同期数据的比对分析,对于排放总量趋势发展将要超过核定值的状况给予预警,充分体现管理企业,为企业服务的宗旨。汇总统计区域内所有污染物排放总量,掌握和量化污染物的排放趋势,为区域内控制污染物排放总量提供技术支持,为环保部门现场执法和排污收费提供依据。
污染源在线自动监控系统建设目标
★ 基于污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准 ,实现现场监测站与环保局中心站的标准数据传输;
★ 环保局中心站在线动态增加现场监测站的能力;
★ 现场监测站的历史数据存储与上传能力环保局中心站的历史数据召唤与解析、插入存储能力。此两种能力解决了现场断线后,环保局中心站的数据完整性问题;
★ 环保局中心站对数据存储的长时间、高精度(ms级)、多点并发及压缩能力等功能要求;
★ 环保局中心站的B/S体系结构,降低客户端软件安装配置的复杂度。
系统网关系图
污染源在线自动监控系统从底层向上可分为污染源现场监测站、传输网络和环保局中心站3 个层次。
1) 现场监测站位于各个污染源现场监测点,又可分为现场仪表、现场通信网络、数据采集传输服务器、无线传输终端等组成,主要完成数据的采集和处理、GPRS终端组网,完成数据采集、分析、GPRS网络接入、无线透明传输链路建立等工作。
2) 传输网络负责将污染源现场监测站的数据传输到环保局中心站,属于传输介质;
3) 环保局中心站它通过网络传输层和现场层相互通讯,交换数据、指令下达,以实现对现场层的集中远程监控,并且可以通过其软件接口与视频系统、GIS系统进行无缝结合。
现场监测站
现场通信网络负责将仪表采集到的数据汇总到数据采集传输服务器。标准RS232/485 电气接口,支持Modbus 通信协议及非标准通讯协议的开发。数据采集传输服务器负责对实时数据进行汇总、分析、存储并负责与传输模块F2103通讯。
传输模块F2103实现数据采集服务器与环保局中心站的无线组网,从而实现数据采集服务器与环保局中心站之间的数据交互。
传输终端还提供主备数据中心和多数据中心链接方式和多种激活方式、支持APN组网等功能,是可以做到数据安全可靠的传输,同时也是整个系统的关键部分。
环保局中心站
环保局中心站由实时数据库、关系数据库、Web服务器和实现各种查询、分析功能的客户端软件构成。
环保中心实时数据库负责汇集来自各现场监测站的实时数据,为客户端提供实时、可靠、安全的数据,并且给中心的关系数据库提供有效的数据。实时数据库是一个高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性强、跨网络系统的开放式实时数据库系统,产品为完全的分布式结构,可任意组建应用模式;支持C/S和B/S应用;它可以提供丰富的企业级信息系统客户端应用和工具;大容量支持企业级应用,内部实现高数据压缩率,可实现历史数据的海量存储,灵活的扩展结构可满足各种需求,具备广泛的安全性和可跟踪性。