惠州市污染源在线监控平台软件方案大学论文.docx

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惠州市污染源在线监控平台软件方案大学论文

惠州市污染源在线监控平台

软件方案

1系统概述

1.1项目背景

为加强惠州市环保局对重点监控企业主要污染物减排的监控能力，构建全市统一联网的污染源自动监控体系，建立污染源自动监控中心，确保监管信息的同步。

结合工作需要，惠州市环保局拟开发污染源在线监控中心平台，并下发地方环保部门统一部署。

目前，全市已安装的污染源自动监控设备与市环保局的联网率不高，市环保局无法看到污染源自动监控设备采集的数据，省环保厅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，这些都与污染减排的监管要求相差甚远，急待全面建设和完善。

通过自动化、信息化等技术手段可以更加科学、准确、实时地掌握污染源的主要污染物排放数据、污染治理设施运行情况等与污染物排放相关的各类信息，及时发现并查处违法排污行为，是监督污染源是否完成污染物减排指标的有效手段。

污染源在线监控中心平台建设内容是建立市级污染源自动监控中心。

将下面各个企业的污染源自动监控设备监测到的污染源污染排放数据及时传送到市级监控中心。

通过自动化、信息化等技术手段可以更加科学、准确、实时地掌握污染源的主要污染物排放数据、污染治理设施运行情况等与污染物排放相关的各类信息，及时发现并查处违法排污行为，是监督污染源是否完成污染物减排指标的有效手段。

同时具备数据查询、数据汇总、统计分析、数据交换的能力。

污染源自动监控系统是通过有线/无线通信技术及环境GIS地理信息实现对全市范围内的污染源的废水废气等的污染状况进行监控，紧密结合国家环境保护总局的管理工作，将污染源管理、排污数据在线监测、排污超标报警、污染治理设备运行状态监测、污染源基础数据管理等有机地结合在一起，实现《国控污染源自动监控能力建设项目》确定的目标，即通过自动化、信息化等技术手段对污染源实施自动监控，建成后可以更加科学、准确、实时地掌握污染源的主要污染物排放数据、污染治理设施运行情况等与污染物排放相关的各类信息，及时发现并查处违法排污行为，实施污染源自动监控将推动环境监管工作更加严密化、规范化，管理更加便捷、高效，环境监管能力将会得到显著增强。

在数据通讯传输方式上采用无线（CDMA/GPRS）方式，通过GPRS实现数据24小时在线，同时将兼容有线（光纤/ADSL）提供给GPRS通讯信号不能覆盖的地区使用，系统充分考虑先进性和实用性，根据不同实际情况在不同的污染源在线监控点选择不同数据传输方式，将现场在线监测仪器采集的排污数据上传到环保局数据服务器。

系统的传输将按照市局统一的数据传输标准设计，实现相关监测数据向上级环保局相应系统的自动上报功能，实现上下级的数据传输。

同时，实施污染源自动监控能够有效提高环境执法效能，实时监控的数据还能为提早发现环境事故、提高环境应急相应时间服务。

1.2用户需求

用户需求为：

本软件必须包含以下子系统，并符合以下要求：

（1）环境基础信息系统平台

软件以环境基础信息系统和环境地理信息系统为基础平台，综合应用3S（GIS、GPS、RS）技术、卫星通讯技术、GPRS/CDMA有线、无线通讯技术、集群技术、CTI等一系列先进的科学技术，集视频、数字、卫星遥感、电讯兼容一体，通过GIS多图层信息，生成外挂式的符号、线型、填充图案或颜色库，在大显示屏幕上展现企业、环境、污染物变化的图像和画面等信息的运行平台。

环境数据中心系统将存储，管理，维护全系统中的数据，通过统一的数据支持平台和各应用子系统进行数据交换，提供各种数据存取，数据查询，报表打印等服务。

（2）环境地理信息系统平台

软件需配备地理信息系统平台，平台采用完全面向对象的技术架构，从地理对象的模型、存储、处理到表现采用面向对象技术，遵循OpenGIS标准。

平台要求具有开放性，可扩展性，易维护性等柔性特征。

而且在不同级别的应用支持中采用兼容的开发接口，最大限度地保证应用系统的易迁移性。

要求系统不仅支持面向Internet的海量访问请求，也能够支持硬件资源很少的嵌入式GIS应用。

（3）环境监测监控信息管理系统

能够对在线安装的水污染物、大气污染物自动监控系统；企业噪声自动监控系统；高空影像视频监控系统；放射性源GPS监视系统；环境空气自动监控系统；地表水源地、地下水源水质自动监测系统获得的监控数据和监控影象实现从采集、传输、处理、计算、分析、输出、共享等全过程的数字化管理。

随时各级环保部门适时上报污染源监控数据及其相关信息。

（4）监控中心数据处理系统

对传输上来的数据进行处理、分类、统计、分析等，生成相应报告；根据需要对特定时段和参数进行趋势记录，生成各种报表；对监控点信息进行管理，自动录入、存贮、管理、查询及修改监控点信息；

对数据能进行常用格式文件的导出、导入功能；

对监控数据进行管理和存储，以备上级系统使用；将监控数据、监控点信息等进行上报或输出等。

（5）GIS地理信息应用系统

应用GIS系统，显示城市地理位置图、监控点分布图，监控点采集的实数据信息。

系统管理人员对地理信息的画面可以任意搜索、放大、缩小察看，也可以通过指定所观看的地名显示出图像，当地图信息发生变化，可以修改相关地图。

利用GIS的多层次地图显示功能，能够快速实现多窗口之间的地图切换：

城市地图（包括商业、文化娱乐、街道、重点单位、学校、政府驻地平面图。

（6）信息转换查询系统

能够利用静态数据库和动态数据库查询、汇总、处理和输出各种环境监测信息到惠州市污染源在线监控中心平台。

1.3建设目标

本方案依照甲方要求，建设一个全新数据平台，使其具有数据采集，数据加密，高速传输，数据甄别（异常数据分析），数据上报等综合性功能，实现对污染源的有效管理。

建立一套完整的污染源在线监测系统能连续、及时、准确地监测排污口各监测参数及其变化状况；市局监控中心可随时取得各子站的实时监测数据，统计、处理监测数据，可打印输出日、周、月、季、年平均数据以及日、周、月、季、年最大值、最小值等各种监测、统计报告及图表（棒状图、曲线图、多轨迹图、对比图等），并可输入中心数据库或上网。

收集并可长期存储指定的监测数据及各种运行资料、环境资料备检索。

系统具有监测项目超标及子站状态信号显示、报警功能；自动运行，停电保护、来电自动恢复功能；维护检修状态测试，便于例行维修和应急故障处理

1.4设计原则

1、先进性原则

系统建设具有较高的技术起点，充分采用现有高新技术，确保系统投资取得最佳效益，系统完成后，达到国际先进水平。

2、可靠性原则

选用高品质的设备完成系统的架构，不仅可以保证系统稳定、可靠的运行，也可大大减少投运后的维护工作量、并节约二次投入的资金。

3、开放性原则

系统具有灵活的结构和良好的开放性，对信息化管理软件和现场智能设备提供良好的通讯兼容，并与国家环保行业公布的数据协议和格式兼容。

4、安全性原则

在设计中注意软、硬件各环节的安全保密性，做好系统内权限的分级管理，采用最新的网络和控制器安全技术，防止非法用户的越权操作。

5、经济性原则

充分保护用户的现有投资，以设备的高档次、可塑性、可配置性、易于维护性来满足系统所处的复杂环境和各种应用需求；以高质量、高标准的设备构成本系统，大大减少系统运行时的维护及维护费用；能够为将来系统规模扩大和功能扩展提供良好的接口，保护用户的投资；在确保上述各项的前提下，尽量降低系统造价，向用户提供高性价比的设计方案。

1.5系统结构

污染源自动监控系统及污染源基础数据库系统是通过有线/无线通信技术及环境GIS地理信息实现对全市范围内的污染源的废水废气等的污染状况进行监控，紧密结合国家环境保护部的管理工作，将污染源管理、排污数据在线监测、排污超标报警、污染治理设备运行状态监测、污染源基础数据管理等有机地结合在一起，实现《污染源自动监控能力建设项目》确定的目标，即通过自动化、信息化等技术手段对污染源实施自动监控，建成后可以更加科学、准确、实时地掌握污染源的主要污染物排放数据、污染治理设施运行情况等与污染物排放相关的各类信息，及时发现并查处违法排污行为，实施污染源自动监控将推动环境监管工作更加严密化、规范化，管理更加便捷、高效，环境监管能力将会得到显著增强。

其中污染源自动监控系统主要用于实现全天候在线监控污染源企业污染物排放情况及污染治理设施运行情况，包括污染源自动监控及污染源报警，实现污染源远程监测、现场数据采集、自动判断是否超标、超标报警等功能。

该系统与地理信息子系统相结合，将信息系统中与空间因素相关的信息能够以电子地图的形式表现出来，把污染源的信息展现在电子地图中，实现实时、直观、动态、可视化的环境监控。

根据污染源的地理位置、所在流域、污染物的排放去向等环保信息可以快速检索出相关污染源，对于出现污染事故的快速排查和分析具有很强的现实意义。

污染源基础数据库系统主要完成污染源基本信息录入与维护，实现污染源排污申报，以及自动监控业务数据导入，为污染源自动监控系统、重点企业公众监督与现场执法管理系统、排污收费系统等相关污染源业务系统提供基础数据。

系统功能结构图如下：

污染源自动监控的核心是建立一整套能自动采集数据、自动传输数据、自动处理及自动分析数据，并能快速反应的数字化环境管理系统。

污染源自动监控核心软件系统实现以下主要功能：

●搭建全市的地理信息系统平台GIS，实现全市污染源静、动态管理，并将数据汇总到污染源基础数据库中，以便支持其它业务系统的数据共享。

●实现对污染源基本信息、排污申报相关基础信息、审核后排污监控数据信息的管理，实现数据的无缝集成和数据共享；

●实现现场排污数据的通讯传输平台和监控中心的数据交换共享平台，实现环保部门各级之间的数据互联互通和共享。

●建立全市的突发污染事件应急指挥处理系统与污染源自动监控的有效连接，实现远程实时监控、超标报警，并实现接警立即处理、快速反应。

对污染源实施远程自动监控及对污染源数据进行管理是做好环境应急处理处置的前提。

污染源自动监控系统不仅包含监控中心应用软件，也有下端数据传输设备及在线分析仪器。

由于系统建设的最终目的是要形成一个全市范围内大型的监控网络系统，内容涉及各级环保部门和污染源现场监控仪器、数据传输、数据整理、加工应用等方面。

监控中心是指市环保局通过通信传输线路与自动监控设备连接用于对污染源实施自动监控的软件和硬件系统，硬件主要包括服务器、数据采集仪、显示与交互系统、监控网络基础环境、网络安全系统等，软件有服务器操作系统与数据库软件、污染源基础数据库、污染源自动监控应用系统、数据传输与备份系统、网络安全系统等。

污染源自动监控中心示意图如下：

另外，本软件系统实现全市范围内污染源的排污在线监测及超标报警功能，我们在实现对污染源直接在线监测的同时，也将实现与市环保局相应环保业务系统的数据传输和交换功能，保证现场数据的有效收集，确保本系统的正常、有效运行。

系统提供污染源自动监控系统的标准接口开发，并完成以污染源在线自动监控、报警设备为基础；采用当前先进的数据通讯传输手段把排污现场的排污状况、排污数据实时地传输到市环保局相关管理部门的应急监控指挥中心，并对数据进行保存、整理、分析，当排污现场发生异常时系统会自动将报警信息上传至环境监控中心；同时合理、高效的利用计算机强大的运算、处理能力，立体的、直观的以多种方式把排污现场排污情况呈现给环保工作管理人员，实现数据采集工作的自动化，达到无人值守，从而让管理人员的工作从繁琐、重复的污染采样、记录中脱离出来，集中精力进行分析、统筹等管理工作，从而提高工作效率、改进工作方法，提高环保管理水平。

作为污染源自动监控中心的核心软件，污染源自动监控系统和基础数据库系统实现污染源排污数据的采集及数据处理。

整个污染源数据采集、传输及监控中心业务平台逻辑图如下：

其中：

1）系统从下到上依次分为六层，最下层为现场执法处理层，这层包括了现场各种监测设备和通讯模块。

2）