1．概述

      隨著工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，人類賴以生存的環(huán)境正遭受前所未有的挑戰(zhàn)，由于我們生產(chǎn)時(shí)向空氣中排放的氣態(tài)污染物如硫氧化物、氮氧化物使得我們呼吸的空氣日趨污濁；工業(yè)污水的大量任意排放，水資源受到嚴(yán)重的污染；城市噪音污染日益嚴(yán)重等對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境都帶來(lái)了極大的危害。“保護(hù)環(huán)境，凈化地球”成了一件亟待解決的頭等大事，是關(guān)系到子孫后代刻不容緩的大事。

      2．污染源在線自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

      2.1．方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

      污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是環(huán)保監(jiān)測(cè)與環(huán)境預(yù)警的信息平臺(tái)。系統(tǒng)采用先進(jìn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，涵蓋水質(zhì)監(jiān)測(cè)、煙氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)、空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)、環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)以及視頻監(jiān)測(cè)等多種環(huán)境在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用;系統(tǒng)以污染源在線監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，充分貫徹總量管理、總量控制的原則，包含了環(huán)境監(jiān)理信息系統(tǒng)的許多重要功能，充分滿足各級(jí)環(huán)保部門環(huán)境信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)要求，支持各級(jí)環(huán)保部門的環(huán)境監(jiān)理與環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，滿足不同層級(jí)用戶的管理需求。

      污染源在線自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)從底層向上可分為污染源現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)站、傳輸網(wǎng)絡(luò)和環(huán)保局中心站3個(gè)層次（如上圖所示）。

      1)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)站位于各個(gè)污染源現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，又可分為現(xiàn)場(chǎng)儀表、現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)采集傳輸服務(wù)器3個(gè)部分。

      2)傳輸網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)將污染源現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)傳輸?shù)江h(huán)保局中心站。分為基礎(chǔ)傳輸層和應(yīng)用層兩個(gè)層次。

      3)環(huán)保局中心站它通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸層和現(xiàn)場(chǎng)層相互通訊，交換數(shù)據(jù)、指令下達(dá)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)層的集中遠(yuǎn)程監(jiān)控，并且可以通過(guò)其軟件接口與視頻系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)縫結(jié)合。

      3．現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)站

      現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)將儀表采集到的數(shù)據(jù)匯總到數(shù)據(jù)采集傳輸服務(wù)器。標(biāo)準(zhǔn)RS232/485電氣接口，支持Modbus通信協(xié)議及非標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議的開發(fā)。數(shù)據(jù)采集傳輸服務(wù)器負(fù)責(zé)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、分析、存儲(chǔ)并負(fù)責(zé)與上位機(jī)的數(shù)據(jù)交換。同時(shí)，數(shù)據(jù)采集傳輸服務(wù)器還可以負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)本地監(jiān)控的人機(jī)界面功能，是整個(gè)系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

      4．傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

      由于監(jiān)測(cè)點(diǎn)區(qū)域分散，分布范圍廣，而且大多設(shè)置在環(huán)境較惡劣的地區(qū)，本方案采用GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。污染監(jiān)測(cè)設(shè)備將采集到的污染數(shù)據(jù)和告警信息，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)發(fā)送到環(huán)保監(jiān)察部門，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)排污單位或個(gè)人的及時(shí)管理，大大提高了工作效率，為環(huán)境保護(hù)提供了嶄新方式。

      環(huán)保局中心站安裝有北京三維力控科技有限公司的新一代監(jiān)控組態(tài)軟件eForceCon，“力控”系列軟件利用自主開發(fā)的無(wú)線通信組件CommBridge通過(guò)公網(wǎng)與DTU通信，實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)線控制和數(shù)據(jù)采集，其最大的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)為并發(fā)處理、完全透明的解決方案，消除了一般國(guó)內(nèi)組態(tài)軟件將GPRS網(wǎng)絡(luò)綁定虛擬串口以查詢方式訪問(wèn)造成數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定的隱患。

      5．環(huán)保局中心站

      環(huán)保局中心站由力控企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)pSpace、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、Web服務(wù)器和實(shí)現(xiàn)各種查詢、分析功能的客戶端軟件構(gòu)成。

      5.1環(huán)保中心實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)pSpace

      在環(huán)保中心力控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)pSpace負(fù)責(zé)匯集來(lái)自各現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為客戶端提供實(shí)時(shí)、可靠、安全的數(shù)據(jù)，并且給中心的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)提供有效的數(shù)據(jù)。力控®企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)pSpace是一個(gè)高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性強(qiáng)、跨網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開放式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，產(chǎn)品為完全的分布式結(jié)構(gòu)，可任意組建應(yīng)用模式；支持C/S和B/S應(yīng)用；它可以提供豐富的企業(yè)級(jí)信息系統(tǒng)客戶端應(yīng)用和工具；大容量支持企業(yè)級(jí)應(yīng)用，內(nèi)部實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)壓縮率，可實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的海量存儲(chǔ)，靈活的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)可滿足各種需求，具備廣泛的安全性和可跟蹤性。

      5.2客戶端軟件eForceConSD

      客戶端采用力控科技的eForceConSD，全面監(jiān)測(cè)企業(yè)污染物排放狀況，將企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)畫面?zhèn)魉偷江h(huán)保局。

      ◆實(shí)時(shí)監(jiān)控管理

      實(shí)現(xiàn)污染源可視化管理實(shí)現(xiàn)了對(duì)污染源的全面、實(shí)時(shí)、網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)測(cè)體系。只需觀察屏幕上各個(gè)企業(yè)的圖標(biāo)樣式或顏色即可了解所有企業(yè)各個(gè)污染物排放口的設(shè)備運(yùn)行情況；同時(shí)還可以通過(guò)表格和曲線瀏覽企業(yè)污染物排放的詳細(xì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。這使得工作人員在同一個(gè)用戶界面即可將所有企業(yè)所有排污口的設(shè)備運(yùn)行狀況、污染物排放濃度、流量、排放量等信息盡收眼底。

      ◆強(qiáng)大的報(bào)警與預(yù)警功能

      以聲音、圖標(biāo)顏色變化、表格中數(shù)值的顏色、手機(jī)短信（向預(yù)先設(shè)定的手機(jī)上發(fā)送相應(yīng)的報(bào)警信息）等形式提供多樣化的報(bào)警功能。精確地給出具體的超標(biāo)數(shù)值，超標(biāo)時(shí)間，超標(biāo)排放量、超標(biāo)排放介質(zhì)量，為強(qiáng)化監(jiān)理工作提供了詳實(shí)可靠的依據(jù)。

      ◆數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析

      將污染源在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和報(bào)警信息進(jìn)行全方位多角度的分類匯總與統(tǒng)計(jì)分析，充分滿足各種統(tǒng)計(jì)要求。以圖標(biāo)、表格、圖形等豐富多樣的形式實(shí)時(shí)展現(xiàn)各排污口設(shè)備的運(yùn)行狀況、污染物排放濃度、流量、排放量等信息，以及污染物排放口的發(fā)展趨勢(shì)與動(dòng)態(tài)。從多種角度和層面來(lái)統(tǒng)計(jì)分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，提供全面的報(bào)表和統(tǒng)計(jì)圖表?？梢园摧爡^(qū)、按行業(yè)種類、按污染物種類等多種分類方式，生成統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表和統(tǒng)計(jì)圖表。

      ◆與地理信息系統(tǒng)(GIS)無(wú)縫集成

      本系統(tǒng)將地理信息系統(tǒng)(GIS)融入其中,利用GIS強(qiáng)大的地理信息分析功能,結(jié)合環(huán)境數(shù)學(xué)模型,實(shí)現(xiàn)基于地理信息基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)、環(huán)境制圖、顯示等功能以及污染源分析、區(qū)域環(huán)境評(píng)價(jià)、預(yù)警應(yīng)急、環(huán)境決策管理等。

      ◆系統(tǒng)管理

      系統(tǒng)管理的主要功能有:用戶帳號(hào)的管理、監(jiān)測(cè)元素管理、污染行業(yè)管理、監(jiān)測(cè)儀器管理、監(jiān)測(cè)任務(wù)管理等等。

      本系統(tǒng)為了保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性，對(duì)于用戶的權(quán)限將做細(xì)致的區(qū)分，首先用戶按其的行政級(jí)別有一個(gè)基本的權(quán)限，如市級(jí)用戶可以查詢?nèi)形廴酒髽I(yè)的排污情況，區(qū)鎮(zhèn)級(jí)用戶可以查詢其轄區(qū)范圍內(nèi)的污染企業(yè)的排污情況。在此基礎(chǔ)上，每個(gè)用戶又根據(jù)其的工作性質(zhì)得到相應(yīng)的使用權(quán)限，如只讀權(quán)限將讓用戶只能夠查找信息而不能對(duì)資料進(jìn)行任何的修改，而編輯權(quán)限將讓用戶對(duì)其所轄企業(yè)的信息有修改等所有的權(quán)限。

      6.總結(jié)

      將自動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)通信、計(jì)算機(jī)以及GIS等信息技術(shù)引入環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)監(jiān)控組態(tài)軟件力控eForceCon、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品力控pSpace建立包括污染源在內(nèi)的各環(huán)境要素在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)污染源進(jìn)行連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),動(dòng)態(tài)掌握重點(diǎn)污染源企業(yè)的排污及超標(biāo)情況,對(duì)加強(qiáng)重點(diǎn)污染企業(yè)、流域污染物排放的監(jiān)督、總量控制、防止重大污染事故的發(fā)生,對(duì)提高我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)信息化水平以及環(huán)境決策與管理能力等都具有重大意義