基于环保设备下互联网平台的设计开发与应用

李汉汉

（广东青创环境检测有限公司，广东 江门 529000）

环保设备虽具有高集成度、自动运行、现场部署的特点，但由于设备厂商通讯形式和型号的差异，以及竞争激烈的行业态势等，造成环保设备缺乏信息化的运维管理手段，加之很多大企业基于自身特点建设的高耦合系统，阻碍了环保设备信息化建设的步伐。面对现阶段环保设备运维管理的瓶颈和监察功能的滞后，利用工业互联网相关技术，搭建服务环保设备的互联网平台，以及依托移动互联网构建的环境监察平台，既可以满足环保设备的数字运维、智能值守的需求，又可以拓展环境执法的业务场景，让环保设备功能更加立体化。

1 基于环保设备下工业互联网平台设计开发方案

1.1 平台设计与开发

该平台的服务对象就是各类环保设备，环境部门进行环保设备的工业互联网平台系统的整体设计和开发，如图1所示。实现途径是利用OPC技术或者通过通讯模块的安装，将环保设备的运行状态和环境数据等相关信息输送到平台服务器；平台的接入层对数据进行接受并解析协议，实施消费后的存储；后端进行数据库的访问并把接口提供给前端；用户访问web系统可以通过主流浏览器，根据各自的功能将整体系统分为前台、中台和后台。

该互联网平台的相关业务功能具体设计如下：

1.1.1 接口管理的统一性

该平台的统一连接管理是指现场设备和平台的实时连接，能够实现采集和反向控制现场设备的运行数据和控制数据。该平台可以兼容不同环保设备，以及可以接入有线、无线等诸多网络连接模式的设备数据，完成不同类型终端设备的快捷而统一的接入，真正实现设备适配的多协议性。相关的配置由变量绑定、变量设置、设备设置等构成，其中最核心是中台Web的变量设置，完成连接的条件就是现场发送的变量代码与变量设置完全符合。

1.1.2 监控管理的实时性

监控管理的实时性就是实时监控各类设备生产状态，包括实时展示设备的运行数据、掌握一体化设备的流量和启闭状况，一旦有异常发生可以及时显示并迅速报警后处理故障，不仅确保环保设备的安全运行也实现了平台自身的高可用性[1]。

1.1.3 数据分析功能

该功能是对设备的运行状况实施健康状况、效率、警报数据、功耗、故障率等相关情况的分析和评价。操作人员利用对数据多维度分析全面了解环保设备的运行状态，对运维方式实施灵活调整。

1.1.4 推送信息

该功能可以对每个用户消息的推送方式进行提醒，包括手机短信、电子邮件、电话语音等。最核心的功能是有效推送突发事件、报警等消息。推送手段的多维性显著提升了平台的健康性和灵活性。

1.1.5 用户管理

根据各类企业用户不同的操作管理需求，提供个性化的角色权限管理、用户注册、用户角色设置、用户登录访问的数据等级，利用菜单权限确定进行目录访问。可以按照登录用户所属角色权限使用本系统，对该用户的查看和操作予以授权。

1.2 平台的应用案例

该平台的设计技术框架可接入2万套环保设备，在该工业互联网平台的开发完成部署后，已经有多家企业的200多台各类环保设备接入了该平台，其中有150多台废气治理设备、60多台污水处理设备，即将接入的污水设备预计300多台。

以南方某医院为例，该互联网平台接入了该医院的5套废水一体化处理设备，通过该平台可直观地展示集成式污水处理设备的工作流程，并且可以对液位流量、各个阀门电机开关状态的监控数据进行实时监测。通过点击可以清晰查看与变量关联的最近的历史数据和变化曲线。

自从接入该环保设备工业互联网平台后，该医院的污水处理设备的管理和运维发生了颠覆性的变化，从原来的多名运维人员缩减为现在的一名；运维方式从过去的人工每天进行各类仪器数据的查看，简化为每天登录系统查看接收系统推送的状态报告；一旦发生异常故障或者超出警戒值时，系统会自动报警并且利用多维方式向相关人员推送，真正实现了现场无人值守的目标，显著降低了设备的运行费用[2]。

2 基于环保设备下移动互联网监察新型平台的开发与应用

2.1 系统架构

环保设备监察移动应用是一种基于环保设备、面对环保行业监察的新型移动应用系统，该系统不单纯是利用一套智能终端App就能够实现的，因为App需要多种原有的设备业务数据系统的对接，方可完成各种设备的查询、采集数据、上传数据等相关操作。这些原有系统包括污染源档案管理系统、污染源在线监控系统、排污许可证系统等，要想与这些系统对接，就要构建一个开放、兼容的软件架构，与原有的环保设备应用实现资源通用、数据共享，达到系统复用和集成的最大化。目前应用最广泛的是Android移动智能操作系统，对Android系统特别支持的硬件种类繁多，并且能够快速更新设备，所以必须构建一个能够跨平台的应用开发框架，以提高整个系统对硬件环境的可用性和适应性。系统架构见图2。

图2 系统构架图

2.2 设计应用

2.2.1 现场监察管理

该移动监察平台可根据环保设备现场监察的类型、流程等，有效管理监察任务以及现场监察过程，并及时向领导汇报监察过程中发现的问题，对解决问题的期限和规定的任务进行跟踪管理。具备权限的用户登录系统后，利用任务下达菜单下达任务，包括任务类型、任务执行人、任务名称、任务的时间期限等。相关领导将任务下达后，监察人员登录该平台就可获悉需要执行的任务。执法人员登录平台后能够在执行任务中看到等待处理的任务信息，可以根据情况实施处理。如果需要，也可以上传相关的录像、录音、照片等文件资料。在执行环保设备监察任务的过程中，发现异常或者违规情况时，可以向系统提交监察状况报告，并做询问笔录、现场监察记录、音频或视频证据信息，还可以实施现场签字和现场打印等。

2.2.2 在线监控管理

该管理功能主要是对专项监察在线监控系统发现的问题，主要涵盖监测数据异常情况监察、监测设备掉线监察等。在线监控系统可以按照人为触发和系统自动触发两种因素发出现场监察任务，监察人员会根据监察任务的紧急程度实施分配调整。

2.2.3 综合查询

综合查询包括企业环保设备信息查询，建设项目信息查询、危险化学品查询、监察记录查询、许可证信息查询，历史监察记录查询、法律法规查询、历史违法记录查询等[3]。

2.2.4 执法地图

平台系统中心使用人员可以利用执法地图检查执法人员的实时位置信息和历史监察任务的执行路径，实现执法地图空间和时间上的统一。对执法人员定位和任务情况掌握可以利用终端GPS完成。可以在地图上显示人员。用户在地图上选择相关的人员，就可以查看当前的任务情况。通过任务执行的时间、执行人、类型、违规状况等进行监察记录的查询。在地图上，通过监察对象位置信息查看任务开始后执法人员空间移动的轨迹。

3 结语

本文根据现阶段环保设备的现场需求，依托互联网技术设计开发了一种服务于环保设备和环保行业的互联网平台，大大提升了环保设备信息化的程度和运行效率。同时，另一套新型环境监察移动执法系统已运行一年多，目前该系统的设计与开发已经上升到2.0版。随着环保设备的不断更新和环保工作信息化进程的不断加快，移动环境监察执法新要求的提出，该平台将结合新的应用需求进行相应的完善，以推动环保监察工作的整体创新。