摘要：污染源在線監測系統是環保監測與環境預警的信息平台，系統採用先進的無線網路，涵蓋水質監測、煙氣自動監測、空氣質量監測、環境雜訊監測以及視頻監測等多種環境在線監測，充分滿足各級環保部門環境信息建設要求，支持各級環保部門的環境監理與環境監測工作，滿足不同層級用戶的管理需求。
關鍵詞：污染源在線自動監控 實時資料庫 pSpace 地理信息系統GIS 力控eForceCon SD
1．概述
隨著工業化生產的發展，人類賴以生存的環境正遭受前所未有的挑戰，由於我們生產時向空氣中排放的氣態污染物如硫氧化物、氮氧化物使得我們呼吸的空氣日趨污濁；工業污水的大量任意排放，水資源受到嚴重的污染；城市噪音污染日益嚴重等對人類健康和生態環境都帶來了極大的危害。“保護環境，凈化地球”成了一件亟待解決的頭等大事，是關係到子孫後代刻不容緩的大事。
2．污染源在線自動監控系統的設計
2.1．方案設計簡介
污染源在線監測系統是環保監測與環境預警的信息平台。系統採用先進的無線網路，涵蓋水質監測、煙氣自動監測、空氣質量監測、環境雜訊監測以及視頻監測等多種環境在線監測應用;系統以污染源在線監測為基礎，充分貫徹總量管理、總量控制的原則，包含了環境監理信息系統的許多重要功能，充分滿足各級環保部門環境信息網路的建設要求，支持各級環保部門的環境監理與環境監測工作，滿足不同層級用戶的管理需求。
污染源在線自動監控系統從底層向上可分為污染源現場監測站、傳輸網路和環保局中心站3個層次（如上圖所示）。
1） 現場監測站位於各個污染源現場監測點，又可分為現場儀錶、現場通信網路、數據採集傳輸伺服器3個部分。
2） 傳輸網路負責將污染源現場監測站的數據傳輸到環保局中心站。分為基礎傳輸層和應用層兩個層次。
3） 環保局中心站它通過網路傳輸層和現場層相互通訊，交換數據、指令下達，以實現對現場層的集中遠程監控，並且可以通過其軟體介面與視頻系統、GIS系統進行無縫結合。
3．現場監測站
現場通信網路負責將儀錶採集到的數據匯總到數據採集傳輸伺服器。標準RS232/485 電氣介面，支持Modbus 通信協議及非標準通訊協議的開發。數據採集傳輸伺服器負責對實時數據進行匯總、分析、存儲並負責與上位機的數據交換。同時，數據採集傳輸伺服器還可以負責實現本地監控的人機界面功能，是整個系統的中心環節，也是關鍵環節。
4．傳輸網路建設
由於監測點區域分散，分佈範圍廣，而且大多設置在環境較惡劣的地區，本方案採用GPRS無線網路進行無線數據傳輸。污染監測設備將採集到的污染數據和告警信息，通過GPRS網路，及時發送到環保監察部門，可以實現對排污單位或個人的及時管理，大大提高了工作效率，為環境保護提供了嶄新方式。
環保局中心站安裝有北京三維力控科技有限公司的新一代監控組態軟體eForceCon ，“力控”系列軟體利用自主開發的無線通信組件CommBridge通過公網與DTU通信，實現了對現場的無線控制和數據採集，其最大的特點是數據為併發處理、完全透明的解決方案，消除了一般國內組態軟體將GPRS網路綁定虛擬串口以查詢方式訪問造成數據傳輸不穩定的隱患。
5． 環保局中心站
環保局中心站由力控企業級實時資料庫pSpace、關係資料庫、Web伺服器和實現各種查詢、分析功能的客戶端軟體構成。
5.1環保中心實時資料庫pSpace
在環保中心力控實時資料庫pSpace負責彙集來自各現場監測站的實時數據，為客戶端提供實時、可靠、安全的數據，並且給中心的關係資料庫提供有效的數據。力控®企業級實時資料庫pSpace是一個高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性強、跨網路系統的開放式實時資料庫系統，產品為完全的分散式結構，可任意組建應用模式；支持C/S和B/S應用；它可以提供豐富的企業級信息系統客戶端應用和工具；大容量支持企業級應用，內部實現高數據壓縮率，可實現歷史數據的海量存儲，靈活的擴展結構可滿足各種需求，具備廣泛的安全性和可跟蹤性。
5.2客戶端軟體eForceCon SD
客戶端採用力控科技的eForceCon SD，全面監測企業污染物排放狀況，將企業現場的實時畫面傳送到環保局。
◆實時監控管理
實現污染源可視化管理實現了對污染源的全面、實時、網路化的監測體系。只需觀察屏幕上各個企業的圖標樣式或顏色即可了解所有企業各個污染物排放口的設備運行情況；同時還可以通過表格和曲線瀏覽企業污染物排放的詳細監測數據。這使得工作人員在同一個用戶界面即可將所有企業所有排污口的設備運行狀況、污染物排放濃度、流量、排放量等信息盡收眼底。
◆ 強大的報警與預警功能
以聲音、圖標顏色變化、表格中數值的顏色、手機簡訊（向預先設定的手機上發送相應的報警信息）等形式提供多樣化的報警功能。精確地給出具體的超標數值，超標時間，超標排放量、超標排放介質量，為強化監理工作提供了詳實可靠的依據。
◆ 數據的統計與分析
將污染源在線監測數據和報警信息進行全方位多角度的分類匯總與統計分析，充分滿足各種統計要求。以圖標、表格、圖形等豐富多樣的形式實時展現各排污口設備的運行狀況、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展趨勢與動態。從多種角度和層面來統計分析監測數據，提供全面的報表和統計圖表。可以按轄區、按行業種類、按污染物種類等多種分類方式，生成統計分析報表和統計圖表。
◆ 與地理信息系統(GIS)無縫集成
本系統將地理信息系統(GIS) 融入其中,利用GIS 強大的地理信息分析功能,結合環境數學模型,實現基於地理信息基礎上的數據查詢、統計、環境製圖、顯示等功能以及污染源分析、區域環境評價、預警應急、環境決策管理等。
◆ 系統管理
系統管理的主要功能有:用戶帳號的管理、監測元素管理、污染行業管理、監測儀器管理、監測任務管理等等。
本系統為了保障系統數據的安全性，對於用戶的許可權將做細緻的區分，首先用戶按其的行政級別有一個基本的許可權，如市級用戶可以查詢全市污染企業的排污情況，區鎮級用戶可以查詢其轄區範圍內的污染企業的排污情況。在此基礎上，每個用戶又根據其的工作性質得到相應的使用許可權，如只讀許可權將讓用戶只能夠查找信息而不能對資料進行任何的修改，而編輯許可權將讓用戶對其所轄企業的信息有修改等所有的許可權。
6.總結
將自動控制、網路通信、計算機以及GIS 等信息技術引入環境監測領域,採用國內先進監控組態軟體力控eForceCon 、實時資料庫產品力控pSpace建立包括污染源在內的各環境要素在線監測系統,實現重點污染源進行連續實時監測,動態掌握重點污染源企業的排污及超標情況,對加強重點污染企業、流域污染物排放的監督、總量控制、防止重大污染事故的發生, 對提高我國環境監測信息化水平以及環境決策與管理能力等都具有重大意義。
