1 背景介绍

1.1 现状分析

随着我国经济及城市化的快速发展，环境保护在城市建设中起着越来越关键的作用。长期以来，对于工业污染源的监督管理、环保执法缺乏有效的监督手段，**标排放和偷排现象时有发生，环境监察工作任务重、难度大、压力更大。

污染源监测信息采集与监控是环境治理的一项重要的基础工作，也是目前采用的主要手段。近些年来，环境污染源监测工作得到了飞速发展，但基于**及企业自身因素等多方面原因，环境治理发展水平不一：

监测水准较低的企业仍然依靠落后的人工检测手段，进行不连续的、随机性强的手工检测作业，不仅工作强度大、自动化程度低、数据完备性差，而且数据利用率低、不能很好地反映实际工况，因此对于环境监察作用甚微；

有监测意识的企业安装传感器、二次仪表、黑匣子等污染物监测设备，但设备仅提供实时显示、查询功能，无法进行数据存储传输工作，且大部分设备运行需要值守，没有实际应用意义；

污染物监测设备自动化程度较高的企业中，大部分未能发挥数据自动传输效应，时效性差，共享能力差，上级环境监察部门不能及时掌握监测数据，无法满足环境监察工作的需要。由于污染源覆盖范围广、数量大、种类多，为了满足管理需要，需要大量的人力、物力，进行现场监察，显然对环境治理工作存在很大难度。

在自动控制技术、数据通讯技术、数据库技术、地理信息技术*发展的今天，如何充分利用这些技术，建立起完善而先进的数字化环境监控体系，是各个城市进行环境监控工作建设的一项重要内容，也是目前城市环境监控的一个重要的发展趋势。为了减轻环境监察人员的工作压力、加大环境治理的监管力度、提高工作效率和管理水平，有效地改善本地区环境状况，开发一套运行稳定、通讯可靠、操作简便、功能完备的污染源在线自动监控系统，以实现环境监控的自动化、网络化、现代化，已成为环境监察工作的当务之急。 

 

1.2 系统简介

智易时代污染源在线自动监测系统通过对**环境监察管理工作的内容及专业技术进行深入的研究与分析，根据国家环境部门发布的《环境信息网络建设规范》（HJ460-2009）、《环境保护应用软件开发管理技术规范》（HJ622-2011）、《污染源在线自动监控监测系统数据传输标准2122005》、《环境污染源自动监控信息传输、交换技术规范》（HJ_T352-2007）等标准协议，以环境监测点位数据传感体系为基础，针对环境现状及不同环境单位需求，运用新的环保理论研究成果和信息技术，建立智能化污染源在线自动监测系统。

本系统基于在线监测、环境应急指挥、移动执法系统之上融合了物联网技术、云技术、3S技术、多网融合等多种技术方案，通过实时采集污染源、环境质量、生态、环境风险等信息，构建*、多层次、全覆盖的生态环境监测网络，推动环境资源高效、精准的传递及海量*中心和统一服务的支撑平台建设，重视资源的整合优化，实现动态应用平台的组建和应用，以更精细动态的方式实现环境管理和决策的智慧，从而构建“感知测量更透彻、互联互通更可靠、智能应用更深入”的智慧环保物联网体系，实现环境保护的智慧化。

本系统优势特点：

1）权限角色控制灵活：可适用于企业级、区（县）级、地市级和省级多级系统。可在不同级别的系统中按照灵活的权限控制实现多级互联网络。

2）技术先进、接口拓展性高：系统中采用的数据通讯协议控制是系统核心技术，对污染源各种类型的监测设备能够良好支持，在配置过同类设备后，后续设备即可按照配置类型一键接入，方便快捷的将设备接入监测网络。

3）逻辑明晰、架构合理：系统在界面设计过程中，力求美观大方，功能组织与布局合理，概念准确、用语规范，管理人员或操作人员易学易用。

4）通讯传输加密、安全性高：系统采用的GPRS通讯技术传输，具有实时在线、**掉线的特征，通讯可靠，运营成本较低，适合于远程数据传输。同时传输过程以及软件系统全部做加密处理，各类型授权由系统管理员掌握。

2 
系统体系

2.1遵循原则

本系统遵照国家、省**、环保主管部门的法令法规，依据环保行业标准和电气技术规范，结合国内外同类监测系统的运行经验，进行系统设计。

统方案设计在确保其技术先进性，尽可能满足今后科技发展和应用需求发展要求的同时，考虑到本系统是实用项目而非理论研究项目，在设备选型、平台设计、实现方法等方面，充分注重系统的成熟性、稳定性、可用性及性能价格比。

2.1.2 扩展性

系统功能的可扩展性，是应用系统方案规划与设计的重要方面，由于环保监测系统，是由多个参数的污染源监测系统组成的复合系统，若在总体方案设计时，没有充分考虑各项功能的扩展需求，在今后各类项目逐步建设过程中，势必造成大量的前期投资浪费，也将较大地影响整个环保工程的整体效益。

本系统方案设计充分考虑到扩充、升级的需要，在软硬件的设计中预留接口，并使用模块化设计，使系统具有方便的容量、技术升级能力，以及系统再整合能力，可以与其他用户系统及职能部门进行接口连接，扩大系统的应用范围。

2.1.3可靠性

污染源监测现场，均为工业生产环境，现场环境恶劣，各类干扰信号较强，为此，系统设计按照工业生产环境电气系统的抗干扰要求进行。

系统监测的对象，包括烟尘、烟气、污水等，均为腐蚀性、耗损性物质，对现场电子设备尤具有很强的破坏性，本系统配置的现场电子设备均可适应抗腐蚀、防尘要求，属工业级产品。

2.1.4 开放性

系统设计遵循开放式原则，能够支持多种硬件设备和网络系统，特别是对未来的各种新型联网模式的兼容，**本次投资的长期有效。同时提供开放式的系统接口，便于支持系统的再整合和二次开发。

2.1.5 可维护性

系统设计中包含完整的维护和故障处理子系统，能够及时报告并处理系统中各个部分存在的问题，并可进行远程维护和更新。

2.1.6 经济性

系统的设计要充分的考虑市场经济原则，既有利于满足用户对服务的需求，又有利于降低系统的投资成本。系统在设备选型过程中主要依据是满足系统要求，具备优良品质的性能价格比优产品，尽量降低成本。

 

 

2.2 系统层级架构

2.3 数据处理概述

主要体现为以下三个层级： 

2.4 开发与运行环境

系统运行时，监测子站通过TCP/IP协议将采集环境数据由3G网络上传至服务器，socket程序负责接收并解析出需要的数据信息，通过中心服务器汇*计并进行分析处理之后，以web形式展现。

2.4.1 开发方法

基于 MVC4三层架构企业级管理系统开发，借助.NET、Javascript、CSS、Html等开发语言对系统各项功能代码进行编写，以实现上述需求分析中提到的各项功能。

2.4.2 开发环境

Window7旗舰版64sp1系统

Visual Studio 2012

Sql Server 2008 R2

2.4.3 部署环境

Window server 2008

Sql server 2008 R2

Internet Information Services （IIS）

2.4.4 开发技术

内部架构要采用分层设计、构件化设计，层与层、构件与构件之间的通信采用标准的Web Service方式实现

采用TCP和UDP协议，通过Socket等通信技术和服务实现。

GIS：MapInfo Map X 5.0

  3 系统建设内容

 3.1 环保信息门户

环境数据统一发布展示平台门户，将各类环境平台和系统内子模块归置集成于此，促进信息交流共享，为各部门各层级提供基础支持。

  3.2 污染源在线监控中心

污染源在线自动监控系统由**监控中心与企业监测中心两大部分组成，实现数据互通共享

  3.2.1 **监控中心

环保监控中心通过通信网络实时采集所有监测现场的各类信息并存贮至中心计算机数据库中。

根据不同需求,对各类信息进行查询、统计、分析、显示、汇总、打印报表等。

对**标参数进行报警，必要时，对产生**标的污染源现场实施远程自动控制等。

根据需要，可在监控中心设置大屏幕设备，用以显示各监测点动态分布的电子地图和实时监测数据，供指挥和宏观决策参考。

接听处理投诉热线电话，电话录音、事件查询、事件处理、政策咨询等

Web信息发布。

  3.2.2 企业监测中心总述

企业监测中心由数据采集与处理、数据通讯、监测设备三部分组成。

企业现场的各种在线监测设备自动对污染物排放口进行实时监测，其监测数据由数据采集器采集到监测中心，经数据处理单元处理后，由通信装置上传至**监测中心。

企业监测中心的数据处理器具有本地存贮功能。当通信网络出现故障时，企业监测中心系统会自动保存数据；并且在通信恢复后，自动将故障期间的全部未上传数据上传至监测中心服务器，从而确保既使出现通信故障也不至出现数据丢失现象，保证了数据的完整性。

3.3 污染源监测预警发布平台

预警发布平台采用B/S架构，可针对不同权限设置要求，实现及时预报预警。

3.3.1预警功能

l GIS地理信息平台

系统采用GIS地理信息系统，操作直观、快捷、可根据地图*定位选择需要发布的预警信息终端；

l GPRS无线集群发布

系统充分利用现有移动公共通信网络的资源，采用TCP/UDP网络技术及语音合成技术，可以同时对成千上万个预警信息终端发布预警信息，覆盖范围广、发布速度快；

l 可管理多种类型终端

单个平台可同时管理多种类型终端设备（广播预警语音终端、无线LED电子显示屏、多媒体LCD显示屏）；

l 扩展性强

平台框架预留了多个通讯接口，可对接气象采集数据库实现数据全自动群发，预留有传真机、RSS等模块接口进行数据自动更新与发布；

l 可多部门分类管理

软件平台可根据客户分配多个级别管理员或多个部门操作相应设备，设置简单，操作方便。安全、可靠使用与管理平台资源；

l 系统安全、可靠性强

软件平台采用**强计算机算法进行用户登陆以及使用权限的验证，网络数据传输采用协议+报文头+报文体+结束验证标志位，保证系统运行安全性与可靠性。

3.4 GIS环境专题

 

3.5 应急指挥与移动执法系统

3.5.1应急指挥

 

3.6 总量控制系统

根据国家相关标准以及核算方法实现污染物总量的自动核算和减排项目的自动追踪

 

4 
 解决方案

 4.1 环境信息门户

 

  4.2 **监控中心

  4.2.1 监控中心设备组成

**监控中心设备包括中心数据库服务器、中心管理计算机、打印机、通信装置、操作台及ups电源等。

监测中心可配置大屏幕显示设备，显示各监测点动态分布图等电子地图信息和实时监测数据变化情况。也可根据用户要求添置呼叫中心系统及Web信息发布系统。

  4.2.2 监测中心软件系统

数据通讯系统

数据通讯系统负责整个环保监控网远程数据的接收与指令通讯。其运行的稳定性和数据传输的正确可靠性是整个应用系统的关键。主要功能如下：

l 企业基本信息维护

实现企业基本信息的增加、删除、修改、查询等处理，数据包括：企业编号、企业名称、企业地址、邮政编码、负责人、联系人、联系电话、传真、电子邮件、入网标志、地理位置标注X、地理位置标注Y、地理位置标注标志、备注信息等。

l 污染指标信息维护

实现污染指标信息的增加、删除、修改、查询等处理，数据包括：标准编号、标准类别、类别描述、预警数据值、报警数据值、备注信息等。

l 监测仪信息维护

包括在线监测仪基本信息的增加、删除、修改、查询等处理，数据包括：设备编号、设备名称、生产厂家、运行状态编码及描述、控制命令、通讯协议等信息。

l 数据通信处理

实现与各种在线监测仪间的数据通讯，包括接收数据解析、数据存储、控制命令发送等功能。

l 数据预报警处理

对于接收到的数据，根据企业的类别，对照排放指标标准，系统自动进行判断是否**标，如发现**标数据，在系统主界面中动态显示提示信息，如果在*时间段内没有进行处理，根据设置系统可自动将**标企业的基本信息、**标时间、**标数据以短信方式发送到相关工作人员或主要的手机中。

l 系统日志管理

在系统运行过程中，系统可根据设置自动记录运行状态，通过对通讯日志的分析，可以急时掌握系统运行情况，对于分析系统运行故障，具有重要的意义。因通讯日志数据量大，占用较大的存储资源，系统运行时可根据具体情况设置日志的存储期限，既能起到应有作用，又能节省系统资源。此部分操作主要包括系统日志的查询、打印、清除等。涉及的数据包括：日志记录时间、日志类别、日志类别、日志内容描述等信息。

l 操作员信息维护

为了确保系统的正常运行及系统的安全性，系统共提供了三种操作权限。系统用户：拥有系统的所有功能操作权限；管理用户：拥有部分业务相关的功能操作权限；普通用户：只能进行系统中相关内容的查询操作。此部分操作包括操作人员信息的增加、修改、删除及查询等操作。数据包括：人员编号、名称、操作权限、手机号码及是否接收短信通知等信息。

l 数据库维护

因为系统是一个实时数据采集系统，每天产生大量的数据，数据库中的数据量**过一定限值时，将会影响的数据库系统的性能和程序的运行速度。另外，在系统运行过程中，由于各种原因，很可能造成系统异常，甚至崩溃，为确保数据安全，必须采用相应的容错措施。该部分操作主要实现数据库的人工备份或定期备份，数据库异常后的数据恢复，确信无用历史数据的删除等操作。

l 系统运行参数维护

主要实现对系统的运行环境、初始状态、网络运行参数、数据库连接参数等直接影响通讯子系统正常运行的信息进行维护。

   4.2.3 数据处理系统

此系统主要实现所有数据信息的查询、打印、统计、分析等功能，具体如下所述。

l 企业基本信息查询

l 污染指标信息查询

l 监测仪信息查询

l 系统日志查询

l 操作员信息查询

l 监测数据查询

*企业的当日监测数据查询、打印；

*企业的*时间段监测数据查询、打印。

l 监测数据对比分析

同一企业历史数据对比分析、打印；

同类企业数据对比分析、打印。

l 相关报表打印

*企业的监测明细数据打印、打印（含大值、小值、平均值和排放量）；

*企业的日监测数据打印、打印（含大值、小值、平均值和排放量）；

*企业的月监测数据打印、打印（含大值、小值、平均值和排放量）；

*企业的年监测数据打印、打印（含大值、小值、平均值和排放量）。

l **标数据查询

当日**标企业信息查询、打印；

*时间段内**标企业信息查询、打印；

*时间段内某企业**标记录查询、打印；

*时间段内**标企业信息统计、打印。

l GIS功能

地图基本功能：缩放、平移、测距、鹰眼图、图层设置等；

地图中企业的添加、删除、位置变动；

地图中限定区域内的企业查询与统计；

地图中企业信息的查询、监测数据查询（含曲线方式）、**标记录查询等。

l 大屏幕投影显示

可将GIS信息处理功能、数据查询分析功能以更加直观的方式显示在大屏幕投影仪上。

   4.2.4 权限控制

用于**各层级对监测数据进行宏观的统计类信息的查询，包括*企业或所有企业按日、月、年监测数据的统计查询、**标情况查询、排放量的查询及企业排污排名等查询。

   4.3 企业监测中心

   4.3.1 企业中心设备

工控计算机

A．必须为工控型计算机。

B．配置为计算机标准配置，根据企业现场需要可加装多串口采集卡。

现场控制柜

为适应监测现场恶劣环境，在监测现场，本系统设计生产**的现场控制柜。现场控制柜采用金属外壳加工，工艺结构设计合理，防水、防锈、结实耐用。

稳压电源

由于企业大型用电设备多，*造成现场供电需求大、尖峰干扰多，所以现场应安装稳压电源，以保证中心设备的用电需要。

无线传输设备

为保证数据传输的稳定性，该系统采用工业级无线MODEM 。

  4.3.2 企业监测软件及其功能

l 数据采集

l 企业基本信息设置

l 监测对象基本信息及通讯参数等设置

l 系统通讯参数设置

l 监测数据采集处理

l 监测数据通讯处理

l 查询、打印处理模块

  4.3.3 污染物监测设备-COD在线监测仪

COD在线自动监测仪采用国标方法检测具有如下技术特点：

a 符合国家标准GB11914-89，与手动分析具有很好的相关性。

b 智能故障自诊断功能，仪器管理和维护十分方便。

c 具有抗氯干扰功能，可分析含CL^-10000mg/L以下的废水。

d 量程大，可直接检测COD10000mg/L以下的污水，且仪器可根据水质情况自动调整量程。

e 监测仪的测量范围广，可广泛用在污染源和地表水的测量。

f 每天可测定24组以上数据，并可显示、打印测定值。

g 开放式的接口设计，具有网络功能，兼容性强，可实现数据共享及远程控制。

监测仪技术参数：

  4.3.4 污水流量计

污水流量计功能特点：

a 记时功能（年、月、日、时、分、秒）。

b 瞬时流量功能（Ｑ）。

c 累积流量功能（ＴＱ）。

d 停电记时功能（Ｔ）。

e 可按需要设定采样比例，调解采样量。

f 可同时采集两个不同深度的水样。

g 可同时采集两个加不同保护剂（加酸性或碱性保护剂）的水样。

h 具有*特的被测污水倒流控制功能，可基本上清除因暴雨或潮汐等原因产生的流量计量误差。

  i 运行稳定，使用寿命长。

j 安装方便，操作简单。

监测仪技术参数：

技术参数	单位	参数值
		400型    800型    1600型
堰高	mm	400       500      700
流量范围	m3/h	0-400    0-800   0-1600
流量计量精度	级	2.5
功率	W	30
电源电压	V	220（+10% ～ -15%）
电源频率	Hz	50
采样流量	ml/h	0～250
采样开始时间	h	可后延0～24
采样时段	h	＜48
采样精度	级	2.5
环境温度	oC	-20～55
环境湿度	%	＜90

  4.3.5 烟气在线监测仪

该监测仪主要用于对工业锅炉、电厂锅炉、工业窑炉等污染源烟道气中烟尘、SO₂、NO_X、等浓度进行动态连续监测，同时提供烟气流速、O₂、压力、温度、湿度等参数，自动记录污染源的排放总量和排放时间。

烟气在线监测仪主要特点：

a 自动化程度高，技术良好。系统采用从采样探头开始的全系统校准及在线

自动、手动进行标定。

b 具有故障自我诊断功能，及自动校准功能.

c 维护周期长，维护量小。

d 成本低,适用范围广，使用寿命长，适合中国国情。

烟气在线监测仪主要技术参数

A  SO2  NOX  测量单元

2 测量成份：SO₂、NO_X

2 测量范围：0～14000 mg/Nm³

2 环境温度：0～50℃

2 环境湿度：<90%

2 线性误差：≤±5%

2 零点漂移：≤±2.5%FS(24h)

2 跨度漂移：≤±2.5%FS(24h)

2 输出信号：4～20 mA

B 氧量分析仪

2 量程：0～25%

2 分析方法：氧化锆

2 误差：±2%

2 输出信号：4～20mA

C 测尘仪

2 量程： 0～20000 mg/Nm³

2 分析方法：不透明度

2 响应时间：＜10s

2 零点漂移：±2％ FS(24h)

2 量程漂移：±5％ FS(24h)

2 线性：±1％ FS

2 输出信号：4～20mA

2 结构：铝合金壳体全密封型

2 用电量：0.05KVA       

2 环境温度限制：-20～45℃

2 仪器对空气要求：无

D 流速测试仪

2 量程：0～40m/s

2 精密度：≤3%

2 分辨率：0.1m/s

2 响应时间：≤1min

2 分析方法：靶式流量计

2 输出信号：4～20mA

2 用电量：1W

2 环境温度：-20～45℃

2 仪器对空气要求：无

E 压力变送器

2 量程：-5KPa～+5Kpa

2 精密度：±3%

2 分析方法：差压变送器 

2 输出信号：4～20mA

2 仪器对空气要求：无

F 温度变送器

2 量程：0～300℃

2 分析方法：铂电阻

2 误差：±2%

2 输出信号：4～20mA

仪器对空气要求：无

  4.3.6 数据采集器

Hmhb-SC型数据采集器用于各种在线检测设备现场，通过不同的接口对检测设备的模拟信号、数字信号、开关量进行采集，以获得检测设备的监测数据及工作状态，并可自动或根据相关命令将采集后的监测数据上传至*的监控中心。采集器具有数据存储、远程通讯的功能。各设备连接端口及远程通讯端口参数设置灵活、方便，可以本地或远程维护。设备兼容性强，可以连接不同厂家、不同类型、不同通讯协议的在线监测设备。能够广泛应用于环保、水利等行业。

技术特点：

1、 设备接口：

8路模拟量输入：兼容 4-20mA 、 0-20mA 、 0-5V 、 1 － 5V 信号

8路数字量输入：RS232/ RS485 可切换

8路开关量输入：输入信号 12-24 V

8路开关量输出：驱动能力为 AC250V/ 3A

1路远程通讯接口：GPRS/CDMA、PSTN可选择。同监控中心连接，上传监测数据。

2、 内部处理器：

运行系统程序，具有本地数据存储功能，可存储3个月以上数据。在远程通讯中断的情况下，记录并存储采集数据，通讯恢复后，断点续传，以保证上传数据的连续性。

http://zwinsoft.cn.b2b168.com