企业污染源在线监测管理平台的研究与应用

2022-11-15刘杭

中国科技纵横 2022年7期

刘杭

（唐山钢铁集团微尔自动化有限公司，河北唐山 063000）

1.建设背景

目前，国家对各企业的环保要求也越来越高，考核力度也越来越大。污染源在线监测采样间是不允许除维保人员以外的人员进入的，因此企业环保管理人员不能直接看到污染物排放量，仅靠生产部门控制污染物排放已不符合目前严峻的形势，并且环境污染事件具有突发性、紧迫性、危害性等特点，很难确定其发生的时间、位置、原因等，若无提前控制或及时处理或者处理不当很可能给企业造成严重的损失。因此企业内部需建立一套完善的污染源在线监测管理平台，来实现污染源排放量的预警、报警以及管控、考核等一体化管理，彻底解决企业排污超标无人知、无人管、原因不明的现状[1]。

2.平台建设目标

企业污染源在线监测管理平台针对全公司污染源，建设综合管理系统、环境地理信息系统、视频监控分析系统、环保数据分析系统、固定污染源在线监测系统、厂区空气质量监测系统、报表管理系统、环保检查管理系统、环保信息发布系统、环保专题库知识系统、生产主体设备监控系统，利用最新的信息化技术支撑企业污染源在线监测管理平台的高效运行，做到统筹规划、合理安排，实现资源的优化和整合。

污染源在线监测管理平台主要对有组织排放污染源和无组织的排放情况进行全方位监控。完成各类监测数据的自动采集、传输、分析、报警、历史数据查询并将重点监控点位进行视频监控等，实现数字化管理，并利用大数据分析技术实现数据的高效利用，形成高效、便捷、完整的环保管理体系，让企业环保部门及各作业区人员及时掌握污染物的排放情况，为企业环保工作提供有力的数据支撑。

3.总体架构

企业污染源在线监测管理平台在设计上主要由以下五部分组成：

（1）采集层。采集层主要是通过前端数据采集设备、监控设备收集固定污染源、微型空气监测站、治理设施运行数据、主要生产设施运行数据等各种环保实时监测数据，交由后台业务系统收集并进行整理，为平台的业务应用提供基础的数据支持。

（2）数据层。数据层主要包括实时数据和业务应用数据。企业污染源在线监测管理平台的业务数据按功能划分为污染源数据库、环境数据库、环境元数据库。

（3）平台层。平台层主要包括数据同步、数据统计、数据交换、数据分析、数据接口以及实时数据控制平台。

（4）应用支持层。应用支持层包括统一用户管理、视频服务、实时数据服务以及应用数据服务4个模块，各模块对外提供可供访问的服务接口，对内则通过相应的机制形成一体化的基本服务层，为构建在之上运行的各应用系统提供各类通用的功能。

（5）应用层。应用层是由系统管理、基础信息、数据管理、报警管理、环境管理、报表管理、档案管理等多个业务应用组成，共同依托于应用支撑层，对业务应用进行支撑。

4.平台主要应用功能

4.1 综合管理系统

综合管理系统包含系统管理、代码库维护和系统日志管理。此模块只有管理员权限才能访问，是此平台最基础、最核心的一个功能，为企业污染源在线监测管理平台提供稳定的技术支撑。

4.2 环境地理信息系统

环境地理信息系统是将设置好的关键点位、关键数据通过地图的形势直接进行展示，让企业的环保管理工作变的更加直观和便捷。环境地理信息系统利用先进的信息技术、网络技术、GIS技术[2]、通讯技术，实现环境业务和地理信息的可视化、实用化和简洁化，将环境业务资源和地理信息资源进行整合，建立统一的环境信息资源数据库，将地理信息数据与有组织、无组织污染源数据以及设备信息进行无缝衔接。

环境地理信息系统是企业污染源在线监测管理平台的一大亮点，可在首页直接展示，让环保管理人员更方便、更直观地查看重点点位的关键信息、实时数据及超标数据等。

4.3 视频监控分析系统

视频监控分析系统是将新增加的视频监控画面和生产现场原有的视频监控整合后在平台的监控分析页面进行集中展示，能够实现厂区污染物排放情况、治理设施运行情况实时掌握，公司各级领导和环保相关科室、现场环保人员能够随时进行监控。同时，根据企业需求结合林格曼黑度分析模型，针对重点点位烟尘排放情况进行实时自动分析。

4.4 环保数据分析系统

环保数据分析系统是将收集到的全厂污染物排放点、环保治理设施等环保相关数据进行计算，形成设定周期内的最大值、最小值、均值等各类统计分析数据，根据需要可生成折线图、柱状图、饼状图等类型统计图形进行直观的统计数据展示。

环保数据分析系统能够让企业环保管理人员全局掌控本企业的排放量，为统筹污染物的排放量提供有力的数据支撑。

4.5 固定污染源在线监测系统

固定污染源在线监测系统是本平台的核心内容，也是企业最为重视的一项，按照国家监测标准及规范，将公司现有的固定污染源在线监测系统数据进行采集，上传至企业环境在线监测管理平台[3]。固定污染源在线监测系统主要包括污染源信息管理、实时数据、数据历史趋势、报警管理、数据统计等功能模块。

4.5.1 污染源信息管理

污染源信息管理模块是维护各个监测区域、排放口、监测因子的信息。

4.5.2 实时数据

实时数据是由污染源前端采集设备将现场在线设备上的数据实时传输到平台的污染物监测数据。可根据污染源所属厂区、作业区、监测点名称、监测因子名称等进行数据查询，显示页面可按作业区多个监测点多个监测因子显示，也可按单个监测因子多个作业区、监测点显示。

4.5.3 数据历史趋势

历史趋势查询可按厂区、作业区、监测点根据设定的时间段查询各个监测因子的历史趋势，数据以折线图的形式展现在页面上，点击折线上的某一点可显示对应的监测因子信息和监测数据，如图1所示。

4.5.4 报警管理

数据报警包括数据缺失报警、数据超限报警、数据超标报警、排放量报警等，可按厂区、作业区、监测点位及监测因子查询报警记录和报警信息。报警提示可在地图上显示，也可弹窗提示，并且可设置报警级别，按照报警级别提示不同的弹窗。

4.5.5 数据统计

数据统计功能也是环保部门监管环保运行情况的一个重要模块，其中包括《污染源分钟均值报表》《污染源小时均值日报表》《污染源小时均值月报表》《污染源小时均值年报表》等。

报表可根据用户需要导出为Eхcel或Word文档。

固定污染源在线监测系统所有的数据均来自于现场前端采集设备将固定污染源在线监测系统数据采集至实时数据库，实时数据库将实时数据发送至平台进行展示及数据分析[4]。

固定污染源在线监测系统也是各厂区、各作业区主要使用的一个模块，根据需要赋予所属区域权限一个用户即可显示所负责厂区或作业区的污染源点位信息，既节省了人力又节省了物力，使得污染源点位信息、数据能够集中展示，便于环保负责人员查看、管理，若多个点位同时超标，能够及时做出决策，防止超标不能及时处理的现象发生。

4.6 厂区空气质量监测系统

依据国家标准，结合空气质量新标准监测能力建设要求，遵照环境空气质量监测点位布设技术规范对污染源监控部位、空气质量评价点位、空气质量对照点和空气质量背景点等不同功能的环境大气质量监测点设置微型空气监测站，进行环境大气质量监测，把数据采集、统计分析、地图展示集于一体，实时发布监测数据及空气质量指数。

微型空气监测站所采集到的空气质量数据直接发送到环保局平台，企业环保管理人员不能监测到这些数据，因此，厂区空气质量监测系统所采集的空气质量数据能够让企业环保管理人员及时了解厂区的空气质量，若超标，能够更快地做出决策，使企业免受考核。

4.7 环保检查管理系统

环保检查管理系统是企业对各厂、作业区的环保设施进行检查的信息化系统，根据平台的报警提示或报表情况，环保部门进行现场检查，并生成需整改的问题下发到各厂，整改后提交整改结果进行反馈。

环保检查管理系统能够让企业出现的环保问题从出现、现场检查、整改到复查形成一个闭环管理，能够快速、有效地解决所出现的环保问题。

4.8 环保信息发布系统

为满足《环境保护部信息公开目录》和《污染源环境监管信息公开目录》中涉及污染源信息等方面的信息发布要求，也为保证发布信息的权威性、安全性、准确性和及时性，同时满足社会公众的知情权，将环保信息通过厂区大屏发布，大屏所展示的内容可通过平台的环保信息发布系统页面进行设置。

将环保对外信息显示屏内容的编辑功能纳入企业污染源在线监测管理平台中，便于企业环保部门设置大屏所显示的内容，无需到大屏安装现场进行操作，让发布信息的工作更加便捷。

4.9 环保法律法规、环保知识专题库系统

（1）环保法律法规库。环保法律法规库内容包括国家环保法律法规、省环保法律法规、市环保法律法规、环保政策性引导文件等。

（2）环保设施设计规范库。环保设施设计规范库内容包括脱硫环保设施设计规范、除尘环保设施设计规范、废水环保设施设计规范、环保信息化建设文档等。

（3）环保设施维护保养手册库。环保设施维护保养手册库内容包括脱硫环保设施维护保养手册、除尘环保设施维护保养手册、在线设备维护保养手册、视频监控设备维护保养手册等。

（4）培训。将培训视频、资料及培训记录等进行分类展示，方便环保维护人员及管理人员随时调阅、学习。

环保法律法规、环保知识专题库系统是企业环保相关人员学习环保知识和环保法律法规的一个重要途径，此系统可向所有用户开放，便于企业内部环保相关人员的学习。

4.10 生产主体设备监控系统

生产主体设备监控系统是通过OPC的采集方式将生产主体工艺设备运行数据进行采集，将采集到的实时数据展示到工艺流程图中进行监控。若有环保数据或环保治理设施出现异常，可与本平台污染治理设施工况管理系统以及固定污染源在线监测系统所采集到的数据相结合，下发到各厂或作业区，及时分析异常原因，迅速处理问题，从而避免因数据异常或超标而造成政府环保部门的考核[5]。

生产主体设备监控系统不仅给企业环保管理人员提供异常信息，也为各作业区生产操作岗位提供数据支撑，能够更快速地查找环保数据异常原因，让环保工作更加细致[6]。