环保在线监控与预警系统平台设计建设可行性方案.docx
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环保在线监控与预警系统平台设计建设可行性方案
环保在线监控与预警系统平台设计建设可行性方案
目录
2、建设目标3
3、建设内容3
4、建设原则3
5、功能需求5
5.1污染源数据库管理5
5.1.1数据管理5
5.1.2数据查询6
5.1.3综合分析6
5.1.4数据传输6
5.1.5总量控制7
5.2数据采集与传输7
5.2.1数据采集7
5.2.2数据传输7
5.2.3数据存储8
5.3数据管理8
5.3.1基本信息管理8
5.3.2实时数据管理8
5.4查询分析8
5.5监控演示9
5.5.1实时监控9
5.5.2数据分析发布9
5.5.3GIS发布9
5.6GIS功能10
5.6.1基本图形操作10
5.6.2专题图管理10
5.6.3统计图表及数据查询10
5.7视频监控10
建设目标
建成一套集成先进信息技术的环境监控与预警平台，实现地表水、大气、噪声以及污染源的实时监测信息基于地理信息系统（GIS）的可视化显示、检索、统计、分析、预警、控制、上传，实现环境污染源的在线监控。
配置在线监测设备接口与视频监控接口，及时、准确、完整地反应水质监测点的实时监控常规项目数据，并将所有数据实时的传递至数据库系统，进行汇总、分析。
提高环保部门的综合反映能力，通过实时的监控、及时超标报警，及时发现排污异常，最大限度地降低污染事故造成的危害。
3、建设内容
环境监控指挥中心污染源在线监测（监控）软件系统主要实现以下内容：
由在线监控系统完成对监控数据的采集、存储、传输，系统能自动遴选、识别有效数据，分类录入数据库；
在污染源数据库数据支撑下，管理系统能结合相关算法对实时数据进行分析、处理，对超标幅度、排污总量进行管理；
通过地理信息系统（GIS）的可视化实现污染源信息的显示、检索、统计、分析、预警、控制、上传；
超标自动报警，超标总量统计、生成处罚报表；
总量控制系统对相关数据进行汇总统计分析，得出总量减排相关结论，以辅助对建设项目审批的分析；
通过在线监测视频接口实现对污染源的排污监控；
建立并录入应急预警数据库、专家数据库、应急预案数据库、历史案例数据库等，并提供相应同类型应急案例比较功能。
4、建设原则
为了确保环境保护局环境监控指挥中心建设有序、高效的运行，在系统建设过程中坚持统一标准，充分利用和整合现有资源、注重效益、实用先进、安全可靠的总体原则。
同时，还应遵循以下具体原则：
4.1先进性原则
采用行业中先进的中间件和数据库产品，保证系统有较长的使用生命周期。
采用信息交换技术，保持信息的一致性，保证信息统一公用的输出格式。
4.2实用性原则
系统的设计必须能切实提高用户的工作效率，改善工作效能，或者通过系统的建设，能为其它系统提供有效的数据支持。
4.3标准化原则
在系统的设计和开发过程中，采用国际通用的标准和协议，保证系统的开放性和通用性，在以后的扩展和升级中在底层不会出现太大的改动，以达到保护前期的投资的目的。
4.4开放性原则
在总体设计中，采用开放式的体系结构，使系统容易扩充，使相对独立的分系统易于进行组合调整。
有适应外界环境变化的能力，即在外界环境改变时，系统可以不作修改或仅作小量修改就能在新环境下运行。
网络选用的通信协议和设备要符合国际标准，将不同应用环境和不同结构优势有机地结合起来。
总之，就是要使网络的硬件环境、通讯环境、软件环境、操作平台之间的相互依赖减至最小，发挥各自优势。
同时，保证网络的互联，为信息的互通和应用创造有利的条件。
4.5兼容性原则
采用统一灵活的数据交换机制保证了平台与其他应用系统之间能轻松的做到松耦合；通过平台封装了各种数据库的细节，保证了应用层基本不作改动即可兼容大多数数据库。
4.6整体性原则
系统设计时必须立足于全局，从高处着眼，不单要考虑本系统的功能，还要考虑本系统与建设单位已建或在建系统的联系；不单要考虑建设单位的总体信息规划，还应考虑建设单位与外部单位的联系。
4.7共享性原则
数据的设计必须考虑多种应用，保证为其它系统提供数据支持的能力。
4.8安全性原则
系统安全可靠运行是整个系统建设的基础。
鉴于环保信息的重要性，网络系统有较高的可靠性。
另外，确保系统的正确性、数据传输的正确性，防止异常情况的发生。
4.9保密性原则
通过建立一套完整、合理的认证体系，对登陆的用户进行身份认证，确保身份的真实性。
在敏感信息的传送中采用加密技术，防止重要信息的泄漏。
同时，对重要操作要进行日志记录，并可对这些操作日志进行审计。
4.10可靠性原则
在平台的具体实施过程中，采用的设计方案要保证应用系统多平台、高安全性等方面的要求。
4.11实时性原则
系统的响应速度必须达到一定的标准，延迟必须在一个可接受的时间范围内。
4.12经济性与原则
环保系统的建设，将从经济性着眼，在完成系统目标的基础上，尽量减少重复建设，充分利用现有资源。
4.13可扩展性原则
采用基于组件的技术构造应用软件系统，便于系统裁减，易于挂接现有的应用系统，保护用户以前的软件投资。
采用基于业界分布式计算的工业标准实现，适应涉及面广，业务复杂的分布式应用环境。
4.14可维护性原则
采用简单、直观的图形化界面和多种输入方式，最大程度方便非计算机人员的使用。
提供统一的图形化的维护界面，维护人员通过简单的鼠标操作即可完成对整个系统的配置、管理。
5、功能需求
5.1污染源数据库管理
根据污染源共享数据库生成重点污染源的环境档案，将重点污染源情况整理归档，真正实现“一源一档”管理。
“一源一档”的主要内容包括：
企业及污染源基本情况、日常监察、巡查记录、企业地理位置信息等内容。
5.1.1数据管理
要具备排污数据采集、新建数据库和表、数据导入、导出、外部数据导入、原数据管理、数据查询、统计报表输出、数据校验、数据备份、数据汇总、监控数据自动上传、历史数据调取、时事数据调取能等功能。
5.1.2数据查询
要能够在地图上查询各种分类、分专题的环境信息，查询涉及的内容如下：
Ø企业基础信息查询
Ø按环境管理业务分类查询
✓查看环境监测数据
✓查看污染源监控数据
✓查看排污申报数据
✓查看排污收费数据
✓查看环境统计数据
Ø按污染因子分类查询
✓查看废水污染因子数据
✓查看废气污染因子数据
5.1.3综合分析
包括三部分内容：
✓统计报表
能够根据预先制定的报表模板自动生成统计图表：
柱状图、饼状图和线型图等。
✓OLAP（联机分析）
通过分析，建立多维数据集，灵活动态地生成管理决策所需的各类报表。
✓专题图分析
在地图上，针对污染源的某些指标进行专题图制作，包括单级分布图、柱状图、饼图、单值渲染图等。
5.1.4数据传输
系统软件要兼容主流的传输模块，解决各个业务部门之间和系统之间的数据传输硬件问题。
5.1.5总量控制
系统在环境容量核定的基础上，根据区域环境容量、排污申报年审数据、环境统计数据、环境监测数据、排污收费数据分配区域污染物排放总量和排污单位的污染物允许排放总量，确定区域污染物的总量和剩余污染物总量。
包括水污染物总量控制和大气污染物总量控制，以COD和二氧化硫等为主线。
系统应具有环境容量分析、污染物总量汇总统计、污染物超标报警、总量超标报警、总量削减、总量参数设置等功能。
其功能包括：
✓结合GIS等技术手段，建立流域水环境管理子系统，对流域水污染状况进行综合评价、预测预报和中长期趋势分析；
✓建立以COD为重点的水污染物总量管理系统，及时发布COD总量信息；
✓对已燃煤电厂为重点的二氧化硫污染源进行数据采集和汇总，建立SO2污染源基础数据库建立SO2总量控制管理系统，及时发布SO2总量信息。
5.2数据采集与传输
数据采集和传输包括数据采集管理、数据传输管理、数据存储管理和中心与前端设备的双工通信四部分。
5.2.1数据采集
监控中心需要采集区大气自动监测数据、污染源自动监测数据、空气质量、自动监测数据和视频图像数据。
在线监测系统需要按规范将数据采集传输到监控中心数据库中，监控中心系统功能的实现是基于对监控中心数据库进行操作来实现的。
系统能够对在线监测数据的平滑性、异常值进行自动化的数据预处理，包括：
控制指令下行、终端设备管理、用户权限维护。
5.2.2数据传输
要求实现以下三种传输：
✓数据实时传输
✓数据定时传输
✓数据请求传输
5.2.3数据存储
鉴于监测监控的频度和数据量比较大，要对数据定期进行备份。
5.3数据管理
5.3.1基本信息管理
能够对在线监测系统的基本信息进行管理维护，包括增删改查环境质量和污染源在线监测的基本信息，对每个监测点和污染源企业设置相应的监测管理员。
5.3.2实时数据管理
包括查看监测实时数据、监控所有监控点的设备运行状况、监控污染治理设施运行情况以及对监测数据进行监控。
对监测项目的超标上下限进行设置后，当监测数据的值超出了这个限值范围时，系统自动报警，并能够在监控中心大屏幕的GIS地图上显著标识污染源位置，并通知有关人员。
5.4查询分析
能够实现以下查询分析功能：
1、历史监测数据查询
用户可按权限对历史监测数据进行各种分类查询，以列表和统计图两种形式显示监测项目的历史数据；
2、日月年均统计
统计计算日、月、年监测数据均值，以列表和统计图两种形式展示统计结果，并提供一系列报表、图表来展示统计结果；
3、同期数据对比
以列表和对比图两种形式展示历史同期的监测数据日、月、年均值。
4、监测报表
依据环保部及中国监测总站的有关规定格式要求，自动统计生成各种报表。
5、超标报表
当超标报警发出后，自动记录超排流量、排放总量、超标范围和时间，根据既定算法生成罚款报表。
6、数据决策分析
包括风玫瑰图分析和污染玫瑰图分析。
5.5监控演示
监控演示主要包括在大屏幕上显示实时监测数据、历史监测数据，并可以结合电子地图在大屏幕上展示监测点位分布、查看监测数据、应急数据等相关数据。
使领导能够及时了解监测情况，进行必要的监控指挥。
大屏幕将定时刷新并轮流显示以下内容：
5.5.1实时监控
包括以下内容：
✓实时数据展示；
✓监测设备运行情况监控；
✓污染源治理设施运行监控；
✓数据超标报警；
5.5.2数据分析发布
将加工分析后的监测数据统计图表，直观地显示在大屏幕系统上。
5.5.3GIS发布
将基于GIS的系统将监测地图发布到大屏幕上，可以利用GPS定位、视频系统和GIS地理信息技术相结合，对车辆、人员、物资等进行监控和调度。
使领导能及时从地图上获得监测点分布和最新监测数据情况。
5.6GIS功能
5.6.1基本图形操作
基本图形操作模块的数据基础是空间数据及其属性数据，能够实现数据浏览、查询。
基本图形操作的功能包括放大、缩小、漫游、平移、还原显示、前后图、保存、量算、鹰眼、分层浏览、地图查询、地图定位、缓冲区分析等功能。
图层管理：
添加、打开、保存图形的等图形管理；点、线、面等查询检索；图、文（含表格）的制作、保存、打印输出。
编辑图层，对污染源监测点、线、面源，能够方便的在地理信息系统上添加、编辑、删除。
结合环境业务制作单值灰度渲染、多值对比柱状、多值对比饼状等不同专题图，并对其编辑、浏览和分类管理。
5.6.2专题图管理
制作环境功能区专题地图，主要有水环境功能区、空气质量功能区、重点污染源分布专题图、重点危险化学品生产企业分布专题图、视频监控专题图、环境监测断点等专题图。
5.6.3统计图表及数据查询
包括从数据查地图和从地图查数据，真正实现环境业务数据与空间地理信息关联查询。
对各项环保业务应用的信息进行统计和图表分析并可直接输出环保专题统计地图、环保专题信息查询表格、环保专题统计分析图表，为环境决策提供依据。
5.7视频监控
鼠标点选事件位置时，即可显示事发位置附近视频分布点，并可点选查看其中任何一台视频输出的视频信号以及通过可视化的操作窗口实现对其云台的远程控制。
同时，可对各监控点的视频信号进行数字录像并保存，当有需要时可以进行图像调用和回放。
✓多路视频监控：
能同时选择和切换多路视频信号，并在大屏幕上显示。
✓视频设备控制：
能通过可视化的操作窗口实现远程监控设备云台的控制，能控制视频设备旋转和变焦。
✓视频录像管理：
可对各监控点的视频信号进行数字录像并保存，并可根据需要进行影像调用和回放。
✓视频发布：
把环境监控指挥中心接收到的视频信号通过流媒体服务器进行发布。
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