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1、环境自动监控管理信息系统技术方案概述1.1 总体规划环保局环境自动监控管理信息系统（以下简称“系统”）作为环境信息应用系统之一，主要建设环保局的环境自动监测监控集成系统、环境数据共享中心、污染源自动监控中心、12369环保投诉举报中心、环境质量自动监控中心和环境突发事故应急指挥中心；完善对重点污染源、环境质量自动监测监控点位的数据采集及信息传输、市污染源自动监控中心以及环境质量自动监测中心与省环保局的信息传输通道；加强环境自动监测监控信息的共享和利用，建立环境自动监测监控信息应用和共享平台，为市政府的政府决策和管理服务，为环保部门环境管理、决策服务，为社会公众服务。该方案是通过有线/无线通信、
2、视频监控的手段及环境GIS地理信息对重点污染源的废水、废气、噪声及大气、水质等的污染状况进行监视，并集成建立在电子地图GIS、有线/无线（PSTN/ADSL/GSM/GPRS）通讯方式和全球卫星定位GPS基础平台上的环保12369调度指挥系统，紧密结合环保局的管理工作，将污染源管理，污染处理设备运行状态、排污收费、环境预测、应急指挥与环境管理OA系统有机地结合在一起。环保局环境自动监测监控中心的核心是建立一整套能自动采集数据、自动传输数据、自动处理及自动分析数据，并能快速反应的数字化环境管理系统。通过建设，环保局环境自动监控中心将实现以下总体规划：n 搭建地理信息系统平台，实现全市污染源静、动
3、态显示，汇总到大型综合数据库中，以便支持其它系统的运行。n 搭建12369环保投诉热线平台，实现全市范围内多种方式的环境投诉，并对市民投诉作出快速响应。n 建立突发污染事件应急指挥处理系统与环境监控的有效连接，实现污染接警立即处理、快速反应。n 将现应用的软件进行有效集成，实现综合信息资源的统一管理及共享。n 在线监测（监控）中心应充分利用环保局硬件和软件设备以及网络环境，在此基础上抓住筹建环保控制中心的核心来实现其主要功能。环境监控指挥信息系统共包括如下子系统，基于统一设计、分布实施的原则，整个系统的实施将分多个阶段完成：1) 环境数据中心系统2) 重点污染源在线监控管理系统3) 环境质量管
4、理系统4) 污染源排放口视频在线监控系统5) 环境GIS地理信息系统6) 12369环保投诉受理系统7) 噪声在线监测系统8) 远程烟尘视频监控系统9) GPS车辆指挥调度系统10) 环境突发事件及核应急响应系统11) 环境决策支持系统12) 检测站业务管理系统13) 环保办公OA系统14) 环境信息综合管理平台环保局环境自动监控管理信息系统整体网络拓扑图见下图：上图简示了环境自动监测监控系统网络结构及环境信息网络与省环境监控中心的关系。环境自动监测监控系统网络是环境信息网络的组成部分。因此，环境自动监测监控信息集成系统的设计应充分了解环境信息网络的纵向上、下接口，横向接口，以及Interne
5、t发布的接口。环保全面信息化建设技术方案1.2 系统整体框架结构及特点该系统的核心是建立一整套能自动采集数据、自动传输数据、自动处理及自动分析数据，并能快速反应的数字化环境管理系统。环保局环境自动监控管理系统的总体结构图如下：1) 系统从下到上依次分为六层，最下层为现场执法处理层，这层包括了现场各种监测设备和通讯模块。2) 倒数第二层为数据通讯层，实现各种现场设备和监控中心通讯的协议转换，转换的标准为省局污染源及环境质量在线自动监控（监测）系统数据传输和接口标准技术规范。3) 倒数第三层为数据库系统层，包括了通讯服务器数据库、监测点业务数据库和地理信息空间数据库。相互配合实现监测点数据的上传、
6、存储和可视化显示。4) 业务应用层是安装到各办公人员主机的业务操作系统，实现数据的查询、分析和报表输出。5) 业务应用层以上是事件处理分发层，对于突发性事件系统会及时报警，便于相关人员作出反应处理。6) 最上面一层为决策指挥层，用于领导层对现场数据综合分析后指挥调度。该系统充分利用环保局现有的硬件和软件设备，在此基础上抓住筹建环保指挥中心的核心来实现其主要功能。指挥中心的管理和应用平台系统应具有：涵盖环保局的全部业务内容且具备一定可扩展性；GIS技术与环保局各业务相结合；采用详尽的污染源网络数据库，方便数据的访问、共享和导入；实现各种在线监测、自动监测等数据采集、处理、分析、发布的一体化管理，
7、支持各种数据、报告、图像图形的存储；与国家环保总局、地市环保局的环境数据库格式兼容； 系统特点：（详细说明见后面技术部分）1) 本系统的开发将按照国家软件行业相关标准，并符合国家环保总局及省相关电子政务建设的文件要求和环境信息编码标准。2) 本设计方案将严格遵循省局污染源及环境质量在线自动监控（监测）系统数据传输和接口标准技术规范。3) 可支持多种大型数据库管理系统。可根据用户要求选择后台数据库系统，如果用户已有数据库管理系统将不用购买，减少重复投资。4) 数据库设计能支持海量数据查询，保证全省统一数据库的快速存取。5) 可同时支持有线（光纤/PSTN/ADSL）和无线通讯方式（GSM/GPR
8、S/CDMA），用户可根据当地实际情况选择不同通讯方式或两种方式同时选用，提高了系统的应用面。6) 提供了地图（GIS）操作方式，方便了用户使用，使操作直观简洁。同时可根据企业点的颜色直观了解企业的排污是否超标。7) 系统作为国家环境监控信息系统四级体系的一个重要环节，可实现与上级系统和下级系统（各区县环保局及各种现场监测设备）的有效兼容和数据共享。8) 在考虑系统设计先进性的同时，我们同时也对系统的可维护性，可扩展性作了充分的考虑。完全可以保证对环保局的数据传输和自身系统扩充接口的实现。环保局环境自动监控管理系统扩展结构图：1.3 环保全面信息化管理平台1.3.1 系统整体功能框架所有系统开
9、发利用微软。NET技术，均基于B/S结构实现。环境数据共享中心GIS环境地理信息平台重点污染源在线监控系统空气质量在线监控系统环境噪声在线监控系统12369投诉受理系统地表水在线监控系统污染事故应急处理系统GPS车辆指挥调度系统远程烟尘视频监视系统环保办公OA系统环境决策支持系统环境监测业务系统环保综合信息管理平台环保局环境自动监控管理信息系统是建立在对环境综合信息进行信息化管理的基础上，包含环境自动监测仪器、远程视频监控、数据与图像传输网络、数据处理、分析等应用设施，以及包含或集成环保业务信息系统的综合系统。建成后的环保局环境自动监控管理信息系统将大大提高了环境保护管理部门对各类环境违法事件
10、的快速反应和处置能力。环境综合管理平台、信息发布系统环保办公OA系统、网上环保业务处理系统环保应急响应系统 决策指挥系统视频会议系统大屏幕演示系统视频点播系统信息处理重点污染源在线监控系统、排污口视频监视系统信息汇总上报通信网络1 各类信息采集、分析、判断2 监测数据、图象、电话声音等信息的分类与保存3 信息的显示4 指令的下达监控指挥信息中心通信网络各类信息采集“12369”环保举报热线系统大气、水环境、噪声监测系统远距离烟尘视频监控系统环保GPS卫星定位指挥调度系统环保GIS地理信息系统1.3.2 环保全面信息化整体解决方案 围绕数字环保的部署，构架环境信息网，实现点源监测、监控设备的广泛
11、接入，达到环境监察监测自动化、信息化和现代化的目的。 l 通过本系统的建设和推广应用，达到控制环境污染总量的目的。 l 通过本系统，可以把环境问题说清楚，说准确，说及时。 l 通过本系统可以了解某地区、某城市的环境污染总量（即环境现状），并且通过统计可以计算出月、年污染速度，再通过环境容量（环境自静能力）的测定，可以为某地区、某城市的环境治理力度和强度提供决策依据。跨世纪的环境监察管理需要提高科学含量，本系统有助于环境监察管理要的科学化和精细化。 l 本系统的实施降低了企业的负担（较之于过去），减少了总资源的占用。 l 本系统可以促进环境监察管理的变革，由传统方式向信息化方式转变，实现与国际接
12、轨。 l 本系统可以达到约束企业排污行为的目的，从而降低污染总量。 l 本系统可以为环境执法提供客观、准确的依据。 l 本系统可以大大减轻各级环境监察部门的劳动强度，提高他们的工作效率。 l 本系统的使用可以大大提高环境监察的信息化水平。 l 本系统的使用可以确保国家环境监控信息系统的支、干统一和标准，同时叶端是放开的。由于本系统网络构架的合理性、科学性和合乎中国环境监察的实际，以及系统定位正确和为各现场机厂家所接受。使得系统得以在统一的领导下实现由点到片、汇片成面的逐步、有序滚雪球持续发展的目的，并最终形成系统的规模。 系统的架构模型（41 模型）： 上图是41模型的具体体现。在局域网和广域
13、网的两个支撑下，部署一个环保信息化平台。环保信息化平台完成数字环保中最关键的一个环节：数据的收集、整理、融合。平台一方面完成对现场部署的不同地域的、不同性质的监测点的数据集成和设备反控；另一反面对数字环保中各种不同的数据完成整理、融合，以一个统一的接口，给应用提供服务，使环保局的数据畅通，消灭信息孤岛。 五个中心是我们目前对环保局具体业务的分类认识。它在不同的时期，根据经济发展水平，可以有不同的分化。 下图是环保局业务的具体体现，每一个环保局，根据具体的情况，可以部署多个业务应用。 业务处室的工作在办公自动化系统的协调下，统一进行。下图是我们对环保局整个信息化系统的一个总结。1.4 建立环境本
14、底基础数据库通过环保全面信息化的建设，逐步完成环境本底数据的管理工作，实现环境本底数据的录入、自动导入、日常维护、统计查询等功能，包括城市环境本底数据，污染源、空气质量、地表水、固体废物本底数据，核环境数据等。方便相关基础数据的查询和管理。1.5 项目实施内容概述环保局环境自动监控管理系统是通过有线/无线通信、环境GIS地理信息对重点污染源的废水、废气及大气、地表水等的污染状况进行监视，并集成建立在电子地图GIS、无线（GPRS/CDMA）通讯方式和全球卫星定位GPS基础平台上的环保12369调度指挥系统，紧密结合环保局的管理工作，将污染源管理，污染处理设备运行状态、排污收费、环境预测、应急指
15、挥与环境管理OA系统有机地结合在一起。本方案的设计主要结合环保局日常业务工作，充分利用现有软硬件资源，监测数据采用GPRS传输模式，基于GIS环境地理信息系统操作平台、以远程视频监控和污染源在线监测等为主要监控手段。系统建设完成之后真正能够体现信息服务、业务管理、执政为民、环境应急、以及为决策提供支持的环保信息化系统。1.5.1 环保数据中心全市环境数据中心是整个系统的基础，由环境质量数据库、重点污染源数据库、环境管理信息数据库、应急反应信息数据库等子数据库组成。结合环境信息的特点，支持海量数据存储、动态远程数据维护，支持包括GIS应用在内的多种环境管理应用，管理和发布的对象包括数据库、表、视
16、图、报表，以及文档、视频、图片等多媒体资源，主要实现对数据的维护、校验、备份/恢复、交换以及数据发布的设置功能。具有良好的可扩展性以及支持文本、图片、视频等多媒体格式，支持远程异地备份、动态备份，支持数据导入导出、元数据管理、数据校验、数据查询与发布以及日志管理等数据库常规功能。1.5.2 环境地理信息GIS平台GIS系统作为全市环境监控预警指挥系统的平台，支持网络化应用，与全市环境数据库关联，结合空间属性数据，在满足数据查询、图形和报表输出等基本应用之上，支持动态发布，从宏观到微观，直观、准确、全面反映环境质量状况，为科学管理提供强有力的决策支持，实现环境质量预测、灾难预警和环境决策支持等功
17、能。环境地理信息系统采用B/S操作方式，主要功能是利用地理空间信息（行政区1：50000的电子地图）、环境要素（如污染源点位、数据）及其他专题数据、模型数据等，制作各类专题图，并把专题图保存到空间数据库中。主要专题图包括常规监测（包括水、气、声、尘等等）、污染源监测、环境统计、在线监测、污水处理厂、自然保护区、城市基本信息等各类专题图。并对其进行后处理、图上相关实时表现、查询、分析、数据统计、打印输出等功能。实现各类专题图的制作管理，实现地理数据与环境信息的衔接。环境地理信息系统（GIS）,是基于WEB的方式进行操作，通过登录名和密码根据所拥有的权限，就可以在本局的局域网或INTERNET上进
18、行相应的操作，如迅速的查询污染源位置和基本情况，而且可以全面地反映出污染源和污染物排放的分布情况，进而为环境决策提供依据。系统的主要功能是通过地理信息系统将环保局的各项环境业务数据和实际的地理信息结合起来。同时完成各类专题图的制作管理，实现地理数据与环境业务数据信息的衔接，实现分析、对比、报警等高级查询。为环保局的管理工作提供高效、直观、方便的信息系统。系统主要的功能模块有：基础地图信息管理、图形的显示模块、数据采集模块、专题图的分类和管理模块、综合分析模块和综合输出系统。1.5.3 污染源在线监控管理子系统污染源在线监控系统采用B/S操作方式，基于GIS面向市重点污染源在线监控系统，及时掌控
19、各重点污染源污染物排放及污染处理设施运行情况。管理人员可即时调整信息采集、传送频率与其他参数，在前端监控设备支持的前提下，实现对其进行远程控制和操作，发送远程采样等指令。以GIS系统为平台，联动污染投诉举报系统、灾害事故申报、全球定位系统（GPS）和流动应急监理监测车，准确评估污染程度，预测污染影响范围和走向，制定应急解决方案，辅助管理部门科学执法、严格执法，减少灾害损失、降低污染影响。系统主要完成重点污染源在线监控中心的基本功能，全天候在线监控重点污染源企业污染物排放情况及污染处理设施运行情况，包括污染源自动监控及污染源报警，主要实现污染源远程监测、现场数据采集、自动判断是否超标、超标报警等
20、功能。在数据通讯传输方式上采用无线（CDMA/GPRS）方式，通过GPRS实现数据24小时在线，同时将兼容有线（PSTN/ADSL）提供给GPRS通讯信号不能覆盖的地区使用，系统充分考虑先进性和实用性，根据不同实际情况在不同的污染源在线监控点选择不同数据传输方式，将现场在线监测仪器采集的排污数据上传到环保局数据服务器。系统的传输将按照省统一的数据传输标准设计，实现相关监测数据向省环保局相应系统的自动上报功能，实现上下级的数据传输。同时要实现与环保局现有排污收费软件的无缝结合，实现在线监测数据可以自动导入到排污收费软件中，为准确地计算排污收费提供便利。1.5.4 污染源排放口视频在线监控系统1.
21、5.5 环境质量管理系统环境质量管理系统采用B/S操作方式，基于GIS以市控断面水质自动监测站和市大气自动监测站为基础，结合市环保局水、气环境监测网，针对环境监测部门的管理需求，实时监控全市水环境质量和空气质量状况，发布空气质量日报。该系统包括大气自动监控管理子系统和地表水在线监控管理子系统。大气自动监控管理子系统采用CDMA/GPRS的通讯方式采集各大气监测站数据，它是环保局对监测站数据采集、监测、分析和管理的工具。建立系统的目的是为了增强环保监察部门对大气污染的监控力度，能够随时了解全市大气污染情况，并且在某项污染因子浓度超标时能够提示出来，以及对污染情况进行统计分析，为环境污染决策提供依
22、据，供领导决策分析。地表水在线监控管理子系统是以在线自动分析仪器为核心，运用现代传感器技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和GPRSCDMA通讯网络组成一个综合性的在线自动监测体系。它包括：采样系统、预处理系统、监测仪器系统、PLC控制系统、数据采集、处理与传输子系统及远程数据管理中心和监测站房等构成。系统能连续、及时、准确地监测地表水、河流、湖、渠断点的水质及其变化状况，中心控制室可随时取得各断面监测子站的实时监测数据，统计、处理监测数据。1.5.6 12369环保投诉受理系统采用先进的语音板卡技术实现。12369环保热线智能受理系统平台系统需求分为受理系统
23、平台、信息处理平台、联网平台等部分。其中受理平台完成自动语音举报服务、人工受理举报服务和联网服务等功能；信息处理系统包括信息管理和数据分析应用部分。该系统是以现有市环保局“12369”环保热线为基础，并连接各个县（市）环保部门的12369热线的全市应急联动网络，实现了24小时举报受理和突发事件的应急指挥，实行与环境监控中心的连接。组成了环保举报和突发事件的应急网络，形成了真正意义的以快速反应、应急处置为目的的调度指挥中心。12369环保热线智能受理系统平台系统分为受理系统平台、信息处理平台、联网平台等部分。其中受理平台完成自动语音举报服务、人工受理举报服务和联网服务等功能；信息处理系统包括投诉
24、信息管理和数据分析应用部分。同时可以由用户自己定义语音业务流程，方便以后整个系统的扩充。1.5.7 GPS车辆指挥系统GPS车辆卫星定位系统以GIS为核心，综合利用GIS、GPS和计算机通信网络技术，实现环保监理部门快速执法。当指挥中心通过远程图像监控系统发现污染事故或者市民通过“12369”投诉热线进行举报时， 指挥中心值班人员能够迅速调动离事故点最近的12369巡逻车进行取证和执法。同时，环境保护部门在外出处理污染事故时，可以保证与中心进行实时的联系，中心可以随时对巡逻车进行监控和指挥。1.5.8 远程烟尘视频在线监控系统本系统实现环保局对市区各烟气监测点周围的企业烟气排放情况进行实时图像
25、监测，随时了解市区烟气排放情况，避免空气污染事故发生。由于使用远程图像监控技术，可将现场清晰的活动图像通过远程传输到环保局监控中心，利用普通计算机或便携式电脑，使远端实时图像尽现眼前，从而实现随时监视市区各个区域烟气排放情况，该系统优点在于实现远距离的监控，通过环保局监控中心监视屏幕便可实时观察到城区污染源烟气排放图像，监控到是现场图像可通过计算机网络使其能够到达各科室的计算机上，从而与各信息管理系统融合在一起，更好的为管理服务，提高管理水平和效率。1.5.9 环境本底调查数据库管理平台通过本系统，逐步完成环境本底数据的管理工作，实现环境本底数据的录入、自动导入、日常维护、统计查询等功能，包括
26、城市环境本底数据，污染源、空气质量、地表水、固体废物本底数据，核环境数据等。方便相关基础数据的查询和管理。1.5.10 环境突发事故及核应急响应系统应急响应管理系统结合12369呼叫中心，采用关键数据与地理信息集成处理模式，面对突发性环境污染事故，能够迅速、准确地获取相关污染源详细资料，判断污染物种类、污染源浓度，污染范围及其可能的危害，同时为控制污染蔓延，制定紧急处理措施和救援方案提供正确的信息和依据。系统采用B/S操作方式，主要应对突发污染事故，提供地图及数据的即时查询。从功能需求上分为基础数据功能、地理信息功能两大类；相关数据以前期准备的基础数据为主，针对具体污染源和具体污染危险品进行有针对的检索和查询，提供相应处理方式等辅助信息；地理信息根据污染事件地点，展示附近地区的地理位置及地貌信息，提供数据查询的地图表示功能。1.5.11 监测站业务管理系统环境监测信息管理系统实现环境各要素监测从委托、市场分析、数据录入、审核、查询、产生监测数据报表、文档以及信息发布和实验室内部管理等过程的无纸化，提高环境监测人员的工作效率。