智慧环保是借助物联网技术,把感应器和装备嵌入到各种环境监控对象中,通过云计算将环保领域物联网整合起来,进行数据汇集、信息处理、信息共享、决策支持,以更加精细和动态的方式实现智能的环境管理和决策。
智慧环保在支持环保部门提升业务能力中可以在环评质量监测、污染源监控、环境应 急管理、排污收费管理、污染投诉处理平台、环境信息发布门户网站、核与辐射管理等方 面为环保行政部门提供监管手段,提供新鲜的一手数据,提供行政处罚依据,有效提高环 保部门的管理效率,提升环境保护效果,解决人员缺乏与监管任务繁重的矛盾,是利用科 学技术提高管理水平典型应用,可以实现环保移动办公,还可以提供移动执法,移动公文 审批,移动查看污染源监控视频等功能。企业利用物联网技术可以提高企业管理水平,对企业产生的废水、废气、废渣数量可准确掌握,如果生产线各流程产生的三废排量过高,可影响去污设备(净化装置)的处理效果,三废排量过高,去污设备无法完成净化工作时,企业可停止生产,这样可避免因超标排放或不合格排放所面临的环保部门天价罚单。同时,也承担起企业应有的社会责任。
智慧环保可以很好地满足公众对于环境状况的知情权,公众可通过环境信息门户网站了解当前环境的各种监测指标,公众可以通过环境污染举报与投诉处理平台,向环保部门提出投诉与举报,从而帮助环保部门更加有效地管理违规排污企业,保持环境良好。
二、典型需求1.在线监测系统
在线监测的目的:及时发现环境问题,如超排、偷排,对污染源进行有效控制管理; 及时发现污染问题,对环境质量进行有效监督;对放射源进行监控管理,可及时寻回丢失 放射源;获取及时有效的监测数据,使环境管理工作处于主动地位;更好地实现环境管理信息共享,提高环境管理效率,避免资源浪费。
在线监测内容:污水排放在线监测、废气排放在线监测、放射源在线监控、水环境在 线监测、大气环境在线监测、声环境在线监测等。
2.突发环境事件应急
经济的迅速发展和人口的不断增加,我国的环境污染问题日益严重,突发性环境污染事件时有发生。事件的发生直接关系到人民生命安全和国家财产,使生态环境遭受严重破坏。如何能在环境事件发生前对危险化学品、重点污染源进行实时监控,在事件发生时能在第一时间接到报警,并能及时采取有效的应急措施是环境应急最关心的问题,也是环保信息化工作的一大难点。
突发环境事件应急目的:根据生成的应急预案,制定重点管理对象及加强管理措施; 可在日常管理中进行应急演练、培训功能;发生突发环境事件时,可收到及时报警,为事 件的及时处理争取时间;根据提供的事件发生地周边详细的信息,可快速对污染事件产生 直观感性认识;事件发生后可根据系统仿真模拟了解整个事件发生过程及可能的影响;根 据提供的科学分析模拟结果、优化的响应方案等决策支持,提高应对决策科学性、事件处 置及时性,使整个事件损失最小化。
3.环境综合业务处理
需要实现环保部门业务管理自动化,提高工作效率和管理水平;充分利用信息技术的 特点和优势提高信息获取和处理水平;科学整合环保业务资源,实现系统互连、数据信息 共享,加强部门间沟通协作,避免资源浪费。
业务信息资源共享。对不同业务信息化系统进行整合,集行政办公、资源管 理、业务流程信息化于一体,实现环境质量监测信息管理、建设项目审批、排污申报与收 费、生态环境管理等各种环保业务的信息化及资源共享。
4.污染源普查
普查的目的:对普查信息的便捷、高效管理,为环境管理提供翔实、可靠的基础信息, 并方便相应权限的业务部门取用信息;良好的成果展示方式可提供普查信息的快速检索、 查询,准确了解污染源信息,明确管理方向;充分应用普查结果,使相关环境管理有理有 据,提高环境管理的科学性;使报表和业务分析更加有效准确;实现污染源管理相关信息 的共享,加强部门间联系,提高管理效率。
以污染源普查管理及应用需求为导向,通过GIS 系统的强大功能将普查数据与空间信 息相结合对普查结果进行管理和展示;通过对普查数据进行深入分析,引入模型,并结合 用户已有的业务资料,实现污染源普查结果能进一步为环境管理提供决策支持。
5.污染源减排
减排需求:及时了解污染控制对象的排放情况,有效控制偷排、超排现象;综合高效 的管理,可为国家总量控制计划的完成提供一定保证;满足污染源减排管理需求,在各个 流程可实现方便、快捷、高效地进行管理,提高减排效果;丰富的信息集成及高效快捷的 数据分析工具可明确重点管理对象,实施重点监控,提高管理效率;支持一定权限的信息 共享,实现相关管理部门、公众、污染控制对象对相应权限的信息的了解和应用,加强部 门间联系,增强对控制对象的监管力度,提高控制对象自主减排意识。 以污染源减排的需求为导向,对污染源管理的相关信息进行集成,分别从总量控制计 划管理、污染源排放管理、污染源管理、总量核定管理、减排任务分配等角度建立系统模 块实现污染源减排业务的信息化管理。
6.智慧城市规划建设
通过智慧的一体化城市规划和建设方法,实现规划和建设的一体化和动态化管理。加 强对经济信息、地理、人口、文化等综合信息的收集,提升对这些数据分析、统计、集成、 互联,以及系统化、结构化和智能化的能力,为城市管理者和企业运营者们提供洞察的支 持,从而确保其做出更适应城市发展的规划决策。
7.智慧水务处理
通过对整个城市水务(包括水库、河流、水源、蓄水池、供水/污水管网、污水处理厂、 堤坝、海港等)部署信息采集和视频监控设备,并建设统一通讯网络进行监控信息的传递, 将实时的水务监控信息能够及时反映在城市水务三维仿真分析系统上或者水务综合业务 系统,使得水务管理者可以根据综合信息进行日常水务管理工作。二是建设水务综合业务 管理系统。水务综合管理系统由水土保持管理模块、水资源管理模块、供水管理模块、排 水管理模块、污水管理模块、水政执法模块、三防信息管理模块、财务模块、工程建设与 运行管理模块、涉水管网GIS 系统等共同组成,结合监控网络收集的信息和三维仿真系统 的动态展示,实现水务工作的日常监管和执行流程控制
三、典型参考模型智慧环保的总体思路是“融合网络、共享资源、集成业务、异构用户、智慧服务”, 通过统一虚拟终端、云计算环境、数据挖掘与分析平台、信息应用服务管理等技术有效融 合环保信息数据, 高度共享环保信息资源,大幅度提升环保信息化系统一体化水平,突出环 保智慧服务中心的共同性;通过泛在化、超强感知的环境监测系统以及高度强化的网络与 信息安全,落实“拟人化、智慧化”服务为中心的新一现代环保信息服务。 “智慧环保”的总体参考架构如图11-1 所示。
总体参考架构包括:感知层、传输层、智慧层和服务层。
感知层:利用任何可以随时随地感知、测量、捕获和传递信息的设备、系统或流程, 实现对环境质量、污染源、生态、辐射等环境因素的“更透彻的感知”。
传输层:利用环保专网、运营商网络,结合3G、卫星通讯等技术,将个人电子设备、 组织和政府信息系统中存储的环境信息进行交互和共享,实现“更全面的互连互通”。
智慧层:以云计算、虚拟化和高性能计算等技术手段,整合和分析海量的跨地域、跨 行业的环境信息,实现海量存储、实时处理、深度挖掘和模型分析,实现“更深入的智能 化”。
服务层:利用云服务模式,建立面向对象的业务应用系统和信息服务门户,为环境质 量、污染防治、生态保护、辐射管理等业务提供“更智慧的决策”。
四、SOA应用分析SOA是智慧环保系统建设重要支撑。在“智慧环保”总体参考架构中,感知层与传输层是基础,智慧层和服务层是核心。智慧层包括云计算基础设施与智慧应用支撑平台,云计算基础设施则是以SOA 的思想通过服务对上进行支撑。智慧应用支撑平台中提供大量的基础服务,如物联网基础数据服务、物联网信息接入服务、共享信息交换服务、空间基础信息服务等,这些基础服务的提供都体现了SOA 的架构思想,再者智慧支撑平台需要对众多的服务、数据进行整合,为服务层的应用系统提供支持,其中SOA 技术得到广泛应用 ,比如共享信息的交换就会用XML、WebService、REST 等技术,而大量服务的整合也需要诸如ESB 等SOA 基础设施的支持。而在服务层,各应用系统对智慧应用支撑平台所提供的各种基础资源的调用也会用SOA 相关技术,以及各应用系统之间的协同也会广泛使用SOA 技术。
同时还可以利用SOA 技术,将现在的与环境保护相关的虚拟为环保信息资源提供者对其进行有效的数据采集和智慧能分析,从而充分利用已有的信息系统资源,快速提升环 保管理的智能决策水平。
五、发展愿景智慧环保的发展,有助于环保部门高效监测环境、监控污染源,有助于提高环境管理 效率和科学决策水平,有助于保障环境安全、生态,为人们创建美好的生活环境,提高人 们的生活质量,构建环境和谐的社会。
国家高度重视环保产业发展,2011 年12月15日,国务院发布了《国家环境保护“十二五”规划》,对“十二五”环境保护工作进行全面部署。规划提出,要积极探索代价小、 效益好、排放低、可持续的环保新道路。重点突出了二氧化硫和氮氧化物减排、改善水环 境质量、大气污染物综合控制等方面工作。优先实施城镇生活污水处理、污泥处理、工业 水污染防治、畜禽养殖污染防治,电力行业脱硫脱硝、钢铁烧结机脱硫脱硝、其他非电力重点行业脱硫、水泥行业与工业锅炉脱硝8 项环保重点工程,开展一批环境基础调查与试点示范,投资需求约1.5万亿元。总体来看,“十二五”全社会环保投资需求约3.4万亿元。 IDC Government Insights 节能环保系列研究中总结了节能环保相关的十二五规划,并对其内容、影响和IT 机会做了一个简单归纳。从中可以看出,政府主管部门的十二五规划不但带动了节能、环保产业的发展,还大大拉动了节能环保相关的IT 需求。
除此之外,十二五规划中还明确提出要通过推动信息化来改造升级传统产业,另外相 关部门还制定《电子信息应用技术导向目录》来积极引导传统企业在环保方面的信息化建 设。可见,十二五规划对节能环保产业的促进必然会带来行业IT支出的增长。