控污染源在线自动监控系统的解决方案

1．概述

随着工业化生产的发展，人类赖以生存的环境正遭受前所未有的挑战，由于我们生产时向空气中排放的气态污染物如硫氧化物、氮氧化物使得我们呼吸的空气日趋污浊；工业污水的大量任意排放，水资源受到严重的污染；城市噪音污染日益严重等对人类健康和生态环境都带来了极大的危害。“保护环境，净化地球”成了一件亟待解决的头等大事，是关系到子孙后代刻不容缓的大事。

2．污染源在线自动监控系统的设计

2.1．方案设计简介

污染源在线监测系统是环保监测与环境预警的信息平台。系统采用先进的无线网络，涵盖水质监测、烟气自动监测、空气质量监测、环境噪声监测以及视频监测等多种环境在线监测应用;系统以污染源在线监测为基础，充分贯彻总量管理、总量控制的原则，包含了环境监理信息系统的许多重要功能，充分满足各级环保部门环境信息网络的建设要求，支持各级环保部门的环境监理与环境监测工作，满足不同层级用户的管理需求。

污染源在线自动监控系统从底层向上可分为污染源现场监测站、传输网络和环保局中心站3个层次（如上图所示）。

1)现场监测站位于各个污染源现场监测点，又可分为现场仪表、现场通信网络、数据采集传输服务器3个部分。

2)传输网络负责将污染源现场监测站的数据传输到环保局中心站。分为基础传输层和应用层两个层次。

3)环保局中心站它通过网络传输层和现场层相互通讯，交换数据、指令下达，以实现对现场层的集中远程监控，并且可以通过其软件接口与视频系统、GIS系统进行无缝结合。

3．现场监测站

现场通信网络负责将仪表采集到的数据汇总到数据采集传输服务器。标准RS232/485电气接口，支持Modbus通信协议及非标准通讯协议的开发。数据采集传输服务器负责对实时数据进行汇总、分析、存储并负责与上位机的数据交换。同时，数据采集传输服务器还可以负责实现本地监控的人机界面功能，是整个系统的中心环节，也是关键环节。

4．传输网络建设

由于监测点区域分散，分布范围广，而且大多设置在环境较恶劣的地区，本方案采用GPRS无线网络进行无线数据传输。污染监测设备将采集到的污染数据和告警信息，通过GPRS网络，及时发送到环保监察部门，可以实现对排污单位或个人的及时管理，大大提高了工作效率，为环境保护提供了崭新方式。

环保局中心站安装有北京三维力控科技有限公司的新一代监控组态软件eForceCon，“力控”系列软件利用自主开发的无线通信组件CommBridge通过公网与DTU通信，实现了对现场的无线控制和数据采集，其最大的特点是数据为并发处理、完全透明的解决方案，消除了一般国内组态软件将GPRS网络绑定虚拟串口以查询方式访问造成数据传输不稳定的隐患。

5．环保局中心站

环保局中心站由力控企业级实时数据库pSpace、关系数据库、Web服务器和实现各种查询、分析功能的客户端软件构成。

5.1环保中心实时数据库pSpace

在环保中心力控实时数据库pSpace负责汇集来自各现场监测站的实时数据，为客户端提供实时、可靠、安全的数据，并且给中心的关系数据库提供有效的数据。力控®企业级实时数据库pSpace是一个高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性强、跨网络系统的开放式实时数据库系统，产品为完全的分布式结构，可任意组建应用模式；支持C/S和B/S应用；它可以提供丰富的企业级信息系统客户端应用和工具；大容量支持企业级应用，内部实现高数据压缩率，可实现历史数据的海量存储，灵活的扩展结构可满足各种需求，具备广泛的安全性和可跟踪性。

5.2客户端软件eForceConSD

客户端采用力控科技的eForceConSD，全面监测企业污染物排放状况，将企业现场的实时画面传送到环保局。

◆实时监控管理

实现污染源可视化管理实现了对污染源的全面、实时、网络化的监测体系。只需观察屏幕上各个企业的图标样式或颜色即可了解所有企业各个污染物排放口的设备运行情况；同时还可以通过表格和曲线浏览企业污染物排放的详细监测数据。这使得工作人员在同一个用户界面即可将所有企业所有排污口的设备运行状况、污染物排放浓度、流量、排放量等信息尽收眼底。

◆强大的报警与预警功能

以声音、图标颜色变化、表格中数值的颜色、手机短信（向预先设定的手机上发送相应的报警信息）等形式提供多样化的报警功能。精确地给出具体的超标数值，超标时间，超标排放量、超标排放介质量，为强化监理工作提供了详实可靠的依据。

◆数据的统计与分析

将污染源在线监测数据和报警信息进行全方位多角度的分类汇总与统计分析，充分满足各种统计要求。以图标、表格、图形等丰富多样的形式实时展现各排污口设备的运行状况、污染物排放浓度、流量、排放量等信息，以及污染物排放口的发展趋势与动态。从多种角度和层面来统计分析监测数据，提供全面的报表和统计图表。可以按辖区、按行业种类、按污染物种类等多种分类方式，生成统计分析报表和统计图表。

◆与地理信息系统(GIS)无缝集成

本系统将地理信息系统(GIS)融入其中,利用GIS强大的地理信息分析功能,结合环境数学模型,实现基于地理信息基础上的数据查询、统计、环境制图、显示等功能以及污染源分析、区域环境评价、预警应急、环境决策管理等。

◆系统管理

系统管理的主要功能有:用户帐号的管理、监测元素管理、污染行业管理、监测仪器管理、监测任务管理等等。

本系统为了保障系统数据的安全性，对于用户的权限将做细致的区分，首先用户按其的行政级别有一个基本的权限，如市级用户可以查询全市污染企业的排污情况，区镇级用户可以查询其辖区范围内的污染企业的排污情况。在此基础上，每个用户又根据其的工作性质得到相应的使用权限，如只读权限将让用户只能够查找信息而不能对资料进行任何的修改，而编辑权限将让用户对其所辖企业的信息有修改等所有的权限。

6.总结

将自动控制、网络通信、计算机以及GIS等信息技术引入环境监测领域,采用国内先进监控组态软件力控eForceCon、实时数据库产品力控pSpace建立包括污染源在内的各环境要素在线监测系统,实现重点污染源进行连续实时监测,动态掌握重点污染源企业的排污及超标情况,对加强重点污染企业、流域污染物排放的监督、总量控制、防止重大污染事故的发生,对提高我国环境监测信息化水平以及环境决策与管理能力等都具有重大意义