城市环境信息系统在线监控网络构建

王国君

（平凉市生态环境局华亭分局，甘肃 平凉 744100）

纵观近代历史，环境污染问题大多由人类文明发展引起，为积极响应国家对改善环境资源的要求和举措，充分运用现代信息技术手段，建设环境管理信息平台，发挥大数据与“互联网加功能”作用。在可持续发展理念引领下，深入推进普及城市环境在线监控系统已成为我国各个城市环境管理的大势所趋。

1 城市环境信息在线监控系统的组成

1.1 构建基础

城市环境信息在线监控由三大部分组成：首先是环境质量检测系统。借助传感器监测准确、快速、灵敏的特点，建立一套性能可靠的大气、水质实时监测网络，基本实现远程监控与实时传输数据，实现环境质量综合管理。企业端通过采样器采样，后经分析仪分析数据，传输到数采仪，数采仪采集的数据传输到机房服务器，通过交换机解析后分别传送至监控平台与市生态环境局；其次是监控指挥中心[1]，配备平台、机房、数据采集以及存储服务器等设施；最后是污染源业务处理系统，通过视频监控系统与环境监测系统的对接以及图像与数据的叠加和关联，可以直观地进行参照比对，提升污染源精细化管理水平。

1.2 设立目的

监控中心的设立目的具体如下：①环境预测模拟：在数据异常、超标的情况下，由监控中心联合各相关部门查明原因，解决问题，确保设备正常运行，同时企业接收到数据并进行标记；②信息数据库建设：收集城区各类污染物数据的同时建立完善基础信息数据库，防范环境风险；③环境风险实时预警与监测：结合数据库进行包括数据掉线处理、数据缺失处理、数据异常超标处理等操作，依照规则按层次进行预警；④环境风险智能采集：采集包括企业前端情况、对自动监测数据进行统计与分析，结合实际情况建立审查机制；⑤报警信息处理和循环：一旦发现污染情况，及时进行问题排查，并通知企业相关责任人处理后续情况[2]。

2 华亭市环境信息在线监控网络结构

2.1 系统结构

华亭市环境信息监控中心是平凉市生态环境局直接领导，在华亭市市委、市政府的大力支持下，重点实施的环保能力建设项目，旨在通过对城市辖区内重点污染源等环境信息进行全天候自动监测，从而有效避免污染事故发生[3]。从系统结构上看，环境预警监测信息必须采用国家、省、州、县级市（区）、监测点（或企业）的多级递阶结构，每一层都可以基于局域网构建自己独立的子系统，并通过通信网络实现各层之间的数据、管理信息和控制指令的流动，系统结构见图1。

图1 环境信息系统结构图

2.2 环境信息监控中心

华亭市环境信息监控中心的其中一个至关重要的功能是针对突发污染事故进行第一时间的响应与处理。当污染数据超出标准值或是发生污染事故时，监控中心将会第一时间响应警报，相关人员可以根据监控提供地址进行定位，同时反馈给上级部门。上级指挥部门根据相关数据进行科学决策。在专家系统和模型库的支持下，通过远程控制实时给出指令、设置警戒范围和指挥救援。此过程可在收到报告后半小时内完成，反应迅速。

2.3 网络拓扑结构

早期的环境在线监控系统由于技术的局限性，采用公用电话网作为数据通讯的媒介，只能实现点对点通讯，难以实现类似于国际互联网的大规模并发通信，电话线传输方式由于通讯费用的高昂，不允许系统实现真正意义上的连续在线监控，同时企业的排放进行监控加大监控人员工作强度。这几年我国的信息化水平随着5G技术的发展有了很大提高，环境动态在线监控系统借用网络来进行数据实时通讯不再遥远。

我国的污染源的分布特点是点多面广，对带宽的要求并不高，因而环境在线监控系统的下端主体网络可以借助光纤网络，同时结合监控企业的现实情况，部分监测点还可以借助其他通讯手段实现联网通讯。相较原来的电话传输方式，网络数据传输优势如下：一是优化监测数据传输流程，更大程度地发挥在线监控系统的作用；二是改下端点对点传输为一点对多点传输方式，确保数据及时传输；三是改上端监控点对点方式为一点对多点同时监控，实现了污染源的集中监控和管理功能[4]。

2.4 数据库管理

华亭市环境监控中心对企业排放实施动态监控，主要分为污染物排放数据的在线监测及排污口和治污设施的视频监控。接入企业19家，视频点位97个，排污口24个（包括废水排口12个，废气排口12 个）。在数据监测方面，一般废水排口主要监控COD、氨氮、pH、流量四项污染因子，污水处理厂在原有基础上增加总磷、总氮等污染因子；视频监测上，针对重点污染源监控企业，利用球机、枪机对重点监控点位进行监控，防止企业违规操作，偷排漏排。数据传入各个上端点后，根据需要对数据进行处理。平凉市生态环境局华亭分局可通过信息中心的SQLSERVER数据库查看实时和历史数据，同时生成月报表、年报表以及变化趋势图。利用现有的数据中心软件，局域网中的每个工作站都是监控系统的远程终端，这不仅便于操作，而且降低了开发成本，既实现了资源共享，又提高了办公网络系统的运行效率。

2.5 机房动环系统的应用

机房整体由配电、UPS、蓄电池、温湿度、普通空调、漏水、烟感、消防、门禁、视频、服务器等构成，机房动环系统确保监控中心机房设备的稳定运行，提升机房设备运行的稳定性。机房动环系统的应用意义如下：①实时监控、及时进行故障预警；②分析与查询数据，为智能化管理提供有力支撑；③集中维护，提高通信管理效率。

3 结语

华亭在线监测网络已正式建成并运行良好。监控中心通过对大量动态环境监测信息的分析，能够对城市环境条件的变化做出动态、及时地响应，为华亭市的环保工作带来了极大的便利，极大地提高了华亭市的环保效率。