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来源：环境质量与监测网
环境与发展是当今世界共同关注的重大问题。目前我国经济正处在高速发展期，能源消耗和交通规模的扩大、大型工业区的发展等使污染物排放总量增加，环境污染问题严重，因此环境保护的重要性日益突出。而环境监测是环境保护各项工作的数据来源、污染度量、环境决策与管理的依据及环境执法体系的组成部分，在我国环境管理工作中具有重要作用和地位。
本文介绍几种目前常用的智慧环保软件系统：环境安全防控与应急事故指挥系统，环境与污染源在线监测监控系统，工况在线监测与分析系统，环保移动执法平台，实验室监测业务管理系统，环保综合业务处理平台，污水处理厂中控系统等，并介绍一种常用数据采集传输装置。
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图 智慧环保系统架构
一、环境安全防控与应急事故指挥系统
环境安全防控与应急事故指挥系统，以环境数据中心为依托，采用“平战结合”的建设思路，以应急指挥调度为核心，以二三维一体化的GIS为平台，综合管理存在于废水企业、废气企业、污水处理厂、河流、城市空气等的风险源信息，通过应急资源、GIS空间分析、车辆定位、短信平台等实现环境应急事件的预警、接处警、辅助决策、应急指挥、信息发布，从环境安全的预防、预警、。
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图 系统功能结构
1. 系统功能
（1）环境安全预防：基于二三维一体的GIS地图平台对风险源企业、污水处理厂、环境空气、放射源、，实现环境安全的预防管理功能。
（2）环境安全预警：根据大量的历史数据为各类环境要素建立相应的预警模型，通过自动或人工的方式实现环境要素的异常预警，有效避免环境安全应急事件的发生。
（3）环境应急指挥：发生环境应急事件时，领导能够在地图上迅速定位并了解现场的周边情况、指挥调度现场周围的应急物资、应急车辆等，通过应急车辆视频迅速接入现场画面，通过语音设备远程指挥现场救援，实现应急事件的快速处置。
2. 系统特色
（1）“预防、预警、应急指挥”全过程防控
针对目前环境应急处置系统只注重“应急”而忽视前期的“预防”、“预警”问题，本系统对环境安全的“预防、预警、应急指挥”三个阶段实现了全方位、。
（2）基于二三维一体化的GIS系统
系统基于二三维一体化的GIS平台开发，二三维并重，，，风险源位置，增强了用户的体验。
（3）软硬件系统灵活集成，高效的指挥调度
系统可以集成应急监测车的GPS定位信息，应急监测车的视频数据、单兵系统、企业总排口电动闸门等，使领导能够及时快捷的了解现场情况和下达指令，提高了指挥效率。
（4）灵活定制的成熟系统
本系统具有灵活定制的功能，，系统可以动态增加与删除，易于部署并满足环保单位未来的升级需求。
二、 环境与污染源在线监测监控系统
环境与污染源在线监测监控系统是针对国内环境与污染源在线自动监测业务而开发的控制与管理信息系统，它集环境空气、环境水、废气污染源、废水污染源、污水处理厂、噪声等环境要素自动监测信息的采集、传输和日常处理工作为一体，综合利用自动控制、嵌入式数据采集与传输、分布式计算与数据处理、地理信息系统（GIS）等技术，实现对多级、多种类环境要素质量进行自动连续在线的实时监测与监控，并对监测数据进行深度开发与利用，为节能、降耗、减排、总量控制等环境管理工作提供权威、科学、客观、公正的依据，满足环境管理及相关部门对环境及污染源管理的要求。
系统主要模块包括：数据采集与通讯子系统、SCADA监测监控子系统、数据库子系统、WebGIS地理信息系统、MIS数据管理系统、数据分析与统计报表子系统（图3右）。
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图 环境与污染源自动监测监控系统结构图
1. 系统功能
能同时对多种监测类型进行实时数据监测、统计、查询、分析、处理，并实现实时数据、历史数据、站点信息、报警信息、通讯状态、均值计算、统计报表、系统管理等功能。
（1）实时数据查询：可以根据筛选条件查看自动监测的实时数据，单站详细信息和GIS实时数据。另外，可对具有反控功能的站点进行反控操作。
（2）历史数据查询：将任意站点的历史数据按给定的时间段以列表形式列出查询。
（3）站点信息查询：可以用列表的形式查看各站点的详细信息以及各城市所有的监测点位信息。
（4）报警查询: 通过报警浏览器实现对站点报警信息的过滤查询。
（5）通讯状态查询：以列表形式显示各站点通讯状态及统计结果，并对具有反控功能的测量仪器进行显示和反控。
（6）统计报表: 对城市环境空气、河流（湖库）水质分析、废水、废气污染源等进行数据统计报表显示与导出。
（7）系统管理: 提供站点信息维护管理、权限管理和密码管理。
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图 环境自动监控系统
三、 工况在线监测与分析系统
，这种“末端监测”模式无法监测到企业的生产运行状态，也无法发现污染物的偷排、漏排。
工况在线监测与分析系统将企业的污染监测位置前移，变“末端监测”为“全过程监测”，，从而在污染源排放前发现超标问题，可以解决“末端监控”带来的偷排、漏排问题，。
系统分为三个层次，数据采集、数据传输和环保监控中心。
数据采集部署在下层企业端，主要用于企业端工况数据的采集；企业端采集的数据通过网络传输到环保监控中心；环保监控中心接收企业端上传的数据并转存和处理，在环保监控中心通过软件系统对企业工况数据展示、分析处理，。
1. 系统功能
系统以GIS地图作为基础平台，、实时工况数据、企业生产流程组态图。通过工况分析模型分析企业工况数据，当企业工况异常时发出报警信息，分析异常原因和企业污染物偷排的可能性，辅助环保部门远程执法。
（1）工况信息：以GIS地图和列表等来展示各企业的基础信息和实时工况信息。
（2）组态展示:展示各企业的生产工艺流程图（DCS、FGD等），并将工况参数在工艺流程图上实时显示。
（3）报警管理：通过工况分析模型分析企业生产状态，对生产状态异常企业报警。提供短信报警、声音报警等多种报警方式。
（4）工况分析：对企业的生产数据全面分析，判断企业生产和治污系统是否正常。
（5）统计分析：根据用户的实际需求，提供丰富的报表和统计分析功能。
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图 工况在线监测与分析系统
2. 系统特色
（1）异构系统互联：系统底层数据采集端具有良好的扩展性和兼容性，能够接入各种控制过程来获取系统工况数据，保证系统工况数据的顺利采集。
（2）海量高频数据传输：系统接入电厂、污水处理厂等企业，这些企业的生产数据以很高的频率上传。系统具有断点续传功能，以保证这些海量数据的接收。
（3）企业工况生产状态分析：系统根据企业工艺的实际情况，分析企业内各工艺之间的潜在关联和约束关系，在企业工况数据基础上，总结出多个工况分析模型，实现了企业工况状态的分析。
四、 环保移动执法平台
针对目前环保人工执法效率低、责权不明等问题，采用现代化无线通讯、数据库及计算机网络安全等前沿技术，以局域办公网、业务专网、无线通讯网等为依托，以移动终端设备为载体，结合嵌入式应用软件，实现了现场环境执法信息的动态采集和综合应用的现代化执法方式。全面规范了环境行政执法部门的执法流程、推进执法信息电子化；实现了监察执法信息的快速共享、传输、管理；实现完备的环境执法监督体系；提高办案质量、执法水平；完善环保行政权力运行机制；最终实现我省“十二五”环保规划建设目标。环保移动执法平台使环保信息管理由被动型向主动型转变，由粗放型向集约定量型转变，由单一封闭管理向多元开放管理转变，提供了规范的业务管理模式，提高了政府行政效能和环境管理水平。
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图 系统架构图
1. 系统功能
（1）后台支撑系统：它是整个环境移动执法系统的核心支撑，通过该系统实现与前端移动执法终端系统的通讯，实时获取现场的移动执法数据，下达指派任务等，完成二者之间的数据传输同步，并为执法检查前的准备、执法检查中信息的调用和采集以及执法检查后信息的分析汇总提供辅助支持；对系统的用户权限和运行进行管理，确保系统稳定、安全运行。
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图 环保移动执法后台支撑系统
（2）移动执法终端：环保执法终端是系统的表现方式，终端具备嵌入式地理引擎，具备网格地图数据和污染源地图数据存储能力。产品功能以环保执法现场监察需求为出发点，实现了任务接收、数据查询、污染源查询、综合查询、地图查询、现场执法、移动办公、规范查询等多个功能模块。通过终端对现场情况录音、拍照取证，将证据实时传送到中心，大大减少执法过程中产生的纠纷。
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图 环保移动执法终端系统
五、 实验室监测业务管理系统
实验室监测业务管理系统按照国家认可实验室的质量体系要求，实现了对各种环境监测专题要素（水、气、声、固废、生态、土壤等）的例行环境监测和委托环境监测业务，涵盖了从合同签订、任务安排、现场采样（监测）、质量控制、样品交接、样品分析、报告编制、报告发放、数据分析、数据上报的全过程计算机协同管理，质量控制手段贯穿体现于整个监测业务流程，是环境监测站业务规范化管理和监测数据共享的协同处理软件平台。
1. 工作流程
样品在实验室监测业务管理系统中的生命周期为：样品登录、样品分配、样品分析、分析结果复核、报告生成、报告发布。该周期以国际标准ISO/IEC 17025:1999或中国国家标准GB/T 15481-2000《检测和校准实验室能力的通用要求》为依据，结合样品在实验室中的实际流程而设计，从而实现样品从登录到报告输出的全过程实时监控。结合环境监测站的业务特点，系统增加了计划任务制定、委托单登记、任务下达、采样任务分配、现场采样信息录入及审核、质量控制等环节，实现了与环境手工监测/检测的各项业务流程的完整结合。
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图 实验室监测业务管理系统工作流程
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图 监测业务处理流程
2. 系统功能
（1）丰富的例行监测流程：支持环境水、环境空气、环境噪声、降水、降尘、硫酸盐化速率、颗粒物等多种常规例行监测，可完成上述监测类型的计划制定、任务下达、采样登记与审核、质量控制与解密、样品分析与三级审核、综合审核与数据上报等功能。
（2）强大的委托监测流程
支持来样检测与委托监测等不同的委托方式，可支持监督性监测、“三同时”验收监测、总量监测、仲裁监测、一般委托性监测、环评监测等监测任务，任务可以同时包含水、气、声等多类监测任务。
（3）贯穿全程的质量控制
质量控制贯穿整个监测业务流程，通过在采样及样品分析环节实施质控措施，提高监/检测数据的正确性、准确性、公正性和有效性。
（4）完善的基础信息维护
涵盖监测项目、分析方法、监测点位、企业信息、城市信息、河流信息、湖库垂线、项目类别、岗位职责、道路信息、功能区划、排污去向等。
（5）全面的查询统计功能
针对监测站业务系统中的各个不同要素综合考虑设计查询功能，所有查询结果均可以导出到excel。
（6）方便的数据上报功能
系统不仅支持本单位用户依据自定义点位及项目导出上报数据，还支持下级单位通过本系统远程上报环境/污染源监测点位的监测信息。
（7）众多大型监测仪器的连接
如何直接采集各种分析仪器的数据是LIMS 技术的关键之一。本系统采用先进的技术完好地解决了这个问题，该技术能够自动采集大型仪器设备生成的检测数据，按预设公式自动计算、自动修约、自动判定。
六、 环保综合业务处理平台
环保综合业务处理系统，旨在建立污染源与环境质量管理系统，强化环境质量的日常监督管理，实现对污染源与环境质量监测数据的可视化、地图化、智能化管理，实现对污染源、环境质量监测数据与空间地理数据的综合利用和管理。结合GIS系统对各类环保数据进行统计、查询、分析，对污染源与环境质量数据进行深度挖掘和利用，通过表格、图形、文档资料等形式予以表现，准确及时地记录和掌握污染源与环境质量情况。系统整合开发建设项目管理、排污许可证管理、排污收费管理等环保局的各个办公业务，统一环境业务信息管理功能，作为一个办公平台将数据发布给相关职能部门。
1. 系统功能
业务应用层系统包括：污染控制处理业务系统、环境影响评价信息管理业务系统、总量控制业务系统，企业环境风险管理业务系统、重金属监测、环境规划管理、自然生态保护业务系统、环保法律法规管理、辐射与危险废弃物监测、环境监察业务系统等。
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图 环保综合业务处理系统
2. 系统特点
（1）采用面向服务对象的设计理念，按不同的网络、功能、职能划分成各种功能组件，各功能组件既可以独立形成系统又可以组成一个综合系统，方便实现从子系统到综合系统，从综合系统到独立系统的升级过渡，保护用户的投资。
（2）良好的扩充性和可维护性，实现在快速搭建总体框架的基础上分业务、分任务，逐渐充实整个系统，使系统具备可持续升级的功能。
（3）高度集成，提供统一环境业务信息管理功能，作为一个办公平台将数据发布给相关职能部门查看。
（4）全方位覆盖，管理系统还将整合开发建设项目管理、排污许可证管理、排污收费管理等环保局的各个办公业务。
（5）强大的统计功能，完善的分析能力，并可实现多样化查询。
（6）应用系统的界面友好，充分考虑录入人员的特点，数据处理工作简单、方便、快捷，业务流程清晰，系统数据维护方便，备份及数据恢复快速简单。
七、 工业过程控制系统
工业过程控制系统是将工业过程控制与信息化管理系统紧密结合的管控一体化的新一代集散型控制系统。主要应用于石油、化工、冶金、煤矿、机械制造等领域中的过程自动化及管理。
工业过程控制系统由系统软件和系统集成组成，以实现过程自动化为主要目的，同时实现企业经营管理信息化，通过将控制、调度、管理、经营、决策等功能综合集成于一体，使系统功能变得更为强大、有用。其中系统软件主要包括：企业过程监控管理、污水处理厂中控系统、企业能源管理系统、热网/换热站监控管理系统、企业信息管理系统和地理信息系统；系统集成包括：上位机组合软件编程，PLC控制与编程，仪表、变送器、变频器，PLC控制柜、各类控制箱，数据采集与通讯设备和现场施工集成。本文主要以污水处理厂中控系统为例详细介绍。
污水处理厂中控系统主要是对格栅渠、格栅间、提升井、预处理池、沉淀池、过滤池、中水提升池、生物池、中水池和设备间及污泥脱水间、加药间等设施的自动监控。其生产工艺流程图如下所示：
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图 生产工艺流程图
为了保证整个水处理过程中的安全可靠和生产的连续性，提高自动化生产水平，污水处理厂采用以可编程控制器（PLC）为主的集中和分散相结合的计算机控制系统。，若干个PLC控制站，PLC控制站采集各工艺段数据，并进行分散控制，，。
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图 控制站
1. 功能及应用
（1）实时监控：通过监控软件及现场的PLC对全厂各个生产过程、各种仪表、设备、设施等进行精确、有序的监测和控制，采集它们的各种工艺参数、电气参数、设备数据和状态，控制它们的运行，使它们能稳定、有序、可靠的工作。
（2）历史趋势曲线：建立各种数据库，保存工艺参数、电气参数、电气设备运行数据、控制数据、故障信息，自动生成历史数据库，并可生成历史趋势曲线和报表，为生产管理、事故分析、工艺控制优化等提供了可靠的依据。
（3）三维GIS：系统支持在厂区的三维地图上来管理厂区内的各个设备，用户可以点击该设备或站房进入该站点的自控界面，地图管理可以按照厂区区划、自控设备进行分类，同时支持对地图的放大、缩小、漫游操作。
（4）参数设置和反控：在操作站上可以设定各个工艺参数、控制参数，并可对设备进行控制（如开/停机泵、开/关阀门、设定设备运行频率等）。
（5）系统报警：对于设备异常、故障或工艺、水质参数超限等，能通过工作站上的画面图形闪烁和声音发出警告，提醒值班人员进行处理。
（6）WEB发布：系统支持WEB发布功能，可将污水处理厂监控中心的数据通过WEB发布的形式，发布到监控中心。
（7）统计分析：为了更好地支持领导的决策，系统能够提供审核后的各种类型的统计分析报表。
八、 数据采集传输装置
数据采集传输装置是一种嵌入式、可编程控制、单点多发的数据采集与传输装置，应用于环境监测监控、工业控制系统的通用嵌入式设备。它是完全按照工业级标准设计和生产的新一代工业级智能终端产品，完全符合国家HJ477-2009标准，具有极高的可靠性与安全性，可通过数字信号接口/模拟信号接口与任意一种或多种在线监测设备连接，是一种集数据采集、预处理、数据传输为一体的数据采集传输装置，具有方便、快捷、实时、永远在线等特点，大大降低了维护成本，使现场应用变得异常方便，轻松实现环保局对下辖监测点的“三遥”（遥控、遥测、遥信）功能。
主要用于环境自动监测监控领域（如大气、水质、污染源自动监测站）、石油、化工、冶金、电力/热网、机械等多种行业，实现对监测数据的实时采集、监测、监控等，也用于工业级的数据采集与控制、安全生产监测、机房动力监测、油井监测、电力监测等。
表 数采仪主要功能
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