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)境正面臨挑戰(zhàn),，由于我們生產(chǎn)時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)污水大量排放,，水資源受到嚴(yán)重的污染；城市噪音污染日益嚴(yán)重,，對人類健康和生態(tài)環(huán)境帶來了極大的危害,。“保護環(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．污染源在線自動監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計
2.1．方案設(shè)計簡介
污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)是環(huán)保監(jiān)測與環(huán)境預(yù)警的信息平臺。系統(tǒng)采用先進(jìn)的無線網(wǎng)絡(luò),，涵蓋水質(zhì)監(jiān)測,、煙氣自動監(jiān)測、空氣質(zhì)量監(jiān)測,、環(huán)境噪聲監(jiān)測以及視頻監(jiān)測等多種環(huán)境在線監(jiān)測應(yīng)用;系統(tǒng)以污染源在線監(jiān)測為基礎(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,，充分滿足各級環(huán)保部門環(huán)境信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)要求，支持各級環(huán)保部門的環(huán)境監(jiān)理與環(huán)境監(jiān)測工作,，滿足不同層級用戶的管理需求,。
污染源在線自動監(jiān)控系統(tǒng)從底層向上可分為污染源現(xiàn)場監(jiān)測站、傳輸網(wǎng)絡(luò)和環(huán)保局中心站三個層次（如上圖所示）,。
1)現(xiàn)場監(jiān)測站位于各個污染源現(xiàn)場監(jiān)測點,，又可分為現(xiàn)場儀表,、現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)采集傳輸服務(wù)器三個部分,。
2)傳輸網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)將污染源現(xiàn)場監(jiān)測站的數(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)用層兩個層次。
3)環(huán)保局中心站通過網(wǎng)絡(luò)傳輸層和現(xiàn)場層相互通訊,，交換數(shù)據(jù),、指令下達(dá)，以實現(xiàn)對現(xiàn)場層的集中遠(yuǎn)程監(jiān)控,，并且可以通過其軟件接口與視頻系統(tǒng),、GIS系統(tǒng)進(jìn)行無縫結(jié)合。
3．現(xiàn)場監(jiān)測站
現(xiàn)場通信網(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)對實時數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總,、分析,、存儲并與上位機的數(shù)據(jù)交換。同時,，數(shù)據(jù)采集傳輸服務(wù)器還負(fù)責(zé)實現(xiàn)本地監(jiān)控的人機界面功能,，是整個系統(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)測點區(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無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸,。污染監(jiān)測設(shè)備將采集到的污染數(shù)據(jù)和告警信息，通過GPRS網(wǎng)絡(luò),，及時發(fā)送到環(huán)保監(jiān)察部門,，可以及時管理排污單位或個人，大大提高了工作效率,，為環(huán)境保護提供了新方式,。
環(huán)保局中心站安裝力控監(jiān)控組態(tài)軟件eForceCon ，力控軟件利用自主開發(fā)的無線通信組件CommBridge通過公網(wǎng)與DTU通信,，實現(xiàn)了對現(xiàn)場的無線控制和數(shù)據(jù)采集,，其顯著的特點是數(shù)據(jù)為并發(fā)處理、完全透明的解決方案,，消除了一般國內(nèi)組態(tài)軟件將GPRS網(wǎng)絡(luò)綁定虛擬串口的查詢方式訪問,，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)級實時數(shù)據(jù)庫pSpace,、關(guān)系數(shù)據(jù)庫,、Web服務(wù)器和實現(xiàn)各種查詢,、分析功能的客戶端軟件構(gòu)成。
5.1環(huán)保中心實時數(shù)據(jù)庫pSpace
在環(huán)保中心力控實時數(shù)據(jù)庫pSpace負(fù)責(zé)匯集來自各現(xiàn)場監(jiān)測站的實時數(shù)據(jù),，為客戶端提供實時,、可靠、安全的數(shù)據(jù),，并且給中心的關(guān)系數(shù)據(jù)庫提供有效的數(shù)據(jù),。力控企業(yè)級實時數(shù)據(jù)庫pSpace是一個高性能、高速度,、高吞吐能力,、可靠性強、跨網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開放式實時數(shù)據(jù)庫系統(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)級信息系統(tǒng)客戶端應(yīng)用和工具,；大容量支持企業(yè)級應(yīng)用,，內(nèi)部實現(xiàn)高數(shù)據(jù)壓縮率,，可實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的大量存儲，靈活的擴展結(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eForceCon
客戶端采用力控監(jiān)控組態(tài)軟件eForceCon，全面監(jiān)測企業(yè)污染物排放狀況,，將企業(yè)現(xiàn)場的實時畫面?zhèn)魉偷江h(huán)保局,。
◆實時監(jiān)控管理
污染源可視化管理實現(xiàn)了對污染源的全面、實時,、網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)測體系,。只需觀察屏幕上各個企業(yè)的圖標(biāo)樣式或顏色，即可了解所有企業(yè)各個污染物排放口的設(shè)備運行情況,；同時還可以通過表格和曲線瀏覽企業(yè)污染物排放的詳細(xì)監(jiān)測數(shù)據(jù),。這使得工作人員在同一個用戶界面即可將所有企業(yè)排污口的設(shè)備運行狀況、污染物排放濃度,、流量,、排放量等信息盡收眼底。
◆強大的報警與預(yù)警功能
以聲音,、圖標(biāo)顏色變化,、表格中數(shù)值的顏色、手機短信（向預(yù)先設(shè)定的手機上發(fā)送相應(yīng)的報警信息）等形式提供多樣化的報警功能,。精確地給出具體的超標(biāo)數(shù)值,、超標(biāo)時間,、超標(biāo)排放量、超標(biāo)排放介質(zhì)量,，為強化監(jiān)理工作提供了詳實可靠的依據(jù),。
◆數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析
將污染源在線監(jiān)測數(shù)據(jù)和報警信息進(jìn)行全方位多角度的分類匯總與統(tǒng)計分析，充分滿足各種統(tǒng)計要求,。以圖標(biāo),、表格、圖形等豐富多樣的形式,，實時展現(xiàn)各排污口設(shè)備的運行狀況,、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)展趨勢與動態(tài)。從多種角度和層面來統(tǒng)計分析監(jiān)測數(shù)據(jù),，提供全面的報表和統(tǒng)計圖表,。可以按轄區(qū),、行業(yè)種類,、污染物種類等多種分類方式，生成統(tǒng)計分析報表和統(tǒng)計圖表,。
◆與地理信息系統(tǒng)(GIS)無縫集成
本系統(tǒng)將地理信息系統(tǒng)(GIS) 融入其中,利用GIS 強大的地理信息分析功能,結(jié)合環(huán)境數(shù)學(xué)模型,實現(xiàn)基于地理信息基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)查詢,、統(tǒng)計、環(huán)境制圖,、顯示等功能以及污染源分析,、區(qū)域環(huán)境評價、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:用戶帳號管理、監(jiān)測元素管理,、污染行業(yè)管理,、監(jiān)測儀器管理、監(jiān)測任務(wù)管理等等,。
本系統(tǒng)為了保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性,，對于用戶的權(quán)限將做細(xì)致的區(qū)分，首先用戶按其行政級別有一個基本的權(quán)限,，如市級用戶可以查詢?nèi)形廴酒髽I(yè)的排污情況,，區(qū)鎮(zhèn)級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，每個用戶又根據(jù)其工作性質(zhì)得到相應(yīng)的使用權(quán)限,，如只讀權(quán)限使用戶能夠查找信息而不能對資料進(jìn)行任何修改,，而編輯權(quán)限使用戶對其所轄企業(yè)的信息有修改等所有的權(quán)限。
6.總結(jié)
將自動控制,、網(wǎng)絡(luò)通信,、計算機以及GIS等信息技術(shù)引入環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域,采用國內(nèi)力控監(jiān)控組態(tài)軟件eForceCon 、力控實時數(shù)據(jù)庫pSpace建立包括污染源在內(nèi)的各環(huán)境要素在線監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)重點污染源連續(xù)實時監(jiān)測,動態(tài)掌握重點污染源企業(yè)的排污及超標(biāo)情況,加強對重點污染企業(yè),、流域污染物排放的監(jiān)督和總量控制,，防止重大污染事故的發(fā)生, 提高我國環(huán)境監(jiān)測信息化水平以及環(huán)境決策與管理能力等都具有重大意義。
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