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1、智慧环保综合解决方案技术白皮书智慧环保综合解决方案技术白皮书1 简介“智慧环保”是“数字环保”概念的延伸和拓展，它是借助物联网技术，把感应器和装备嵌入到各种环境监控对象（物体）中，通过超级计算机和云计算将环保领域物联网整合起来，可以实现人类社会与环境业务系统的整合，以更加精细和动态的方式实现环境管理和决策的智慧。2 智慧环保综合解决方案2.1 简介智慧环保综合解决方案是依托环保综合云，整合环保业务、数据、流程和设备，形成以物联网和大数据应用为核心的“智慧环保”解决方案。为政府提供精准的物联监测数据和多元的智慧监管手段，利用多模式环境质量模型以及大数据分析，科学决策污染管控方案，实现对污染源和大

2、环境的的精细化管理；对企业进行污染排放管控监督和环保行为信用评价；满足公众的环境状况知情权、监督权，参与权，提升环境数据在公众服务领域的应用和共享价值。2.2 系统架构“智慧环保”的总体架构包括：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“更全面的互联互通”；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

3、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”。其中中以环境数据中心为依托，由环境质量监控中心、环境预警预报中心及环保应急管理中心共同组成服务层应用。图 21 智慧环保总体解决方案图 22 服务层应用框架2.3 系统特点 基于设备智能化的物联网监控体系通过对采用智能化设备对设备运行状态、污染物排放状况进行全面感知，结合中心端信息化平台实现智能化应用。 基于软件系统支撑平台快速构建应用采用高质、稳定、兼容性强的开发技术，快速构建统一的环

4、境软件系统支撑平台；将各管理业务的个性化业务和数据处理流程插件化，达到将各独立管理业务应用系统融合为一体的目标。 环境数据整合及空间信息共享采用数据交换、数据整合、数据挖掘、数据展示技术，充分整合多源异构数据，建设面向全局的数据中心；同时，提供ARCGIS平台开发空间信息共享服务。3 环境数据中心3.1 环境数据中心管理系统3.1.1 方案概述 环境数据中心管理系统主要完成对污染源自动检测项目采集数据的综合分析利用及展示，并为后续的其他数据利用建立部分模型，实现污染源自动监控数据的集中管理、数据共享和综合分析。 远期以重点污染源数据中心管理系统为基础，以满足政府、社会、公众和各级环境管理工作对

5、环境数据的共享需求为目的，以现有环境数据资源为基础，简历环境数据中心。集成整合来自各种环境业务应用系统中的数据，实现对不同位置、不同格式数据的共享和访问。利用ETL、数据仓库、OLAP等数据处理和加工工具，对数据进行整理、转换、匹配、校验、整合和分析，提高环境数据管理水平，增强环境数据共享服务能力，实现环境数据的共享和综合利用，为环境管理决策提供高质量的综合数据支持。3.1.2 系统构成图 31 环境数据中心管理系统框架3.1.3 方案特点 构建了环保数据的大数据云平台，打通了信息孤岛 深化数据资源的挖掘应用，支持智能化的决策支持3.2 水资源管理综合解决方案3.2.1.1 简介水资源智能化管

6、理系统以标准规范体系、指标评价体系为依托，综合运用网络及信息技术，对行政边界监测、水源地监测、取水口监测、排污口监测、水生态监测、地下水监测、水雨情监测、灌区监测、实验室检测、应急监测等实行信息化管理，实现水资源信息自动感知。通过与软硬件平台结合，建立水资源信息管理系统、水资源业务管理系统、水资源调配决策支持系统、水资源应急指挥支持系统、水资源纳污防控支持系统，并形成对内业务管理和对公众信息发布及业务办理的门户。3.2.1.2 系统架构水资源管理综合信息平台参考物联网总体架构，由下至上包括三层：智能传感层、智能传输层、智能应用层，设计框架如下：图 32 水资源管理解决方案框架 智能传感层智能感

7、知层实现数据采集与感知，通过水质监测站的智能化改造，数据采集传输改造等，实现行政边界监测、水源地监测、取水口监测、排污口监测、水生态监测、地下水监测、水雨情监测、灌区监测、实验室检测、应急监测等信息的采集，为水资源业务管理提供基础数据。 智能传输层：智能传输层把感知到的信息高效、安全、无差错传输，需要传器网与移动通讯网、互联网相融合。 智能终端与管理决策层：智能终端与管理决策层建设使信息化应用系统在统一的应用集成框架基础上实现统一门户，单点登录，充分整合水资源监管各系统（水资源信息管理系统、水资源业务管理系统、水资源调配决策支持系统、水资源应急管理系统、水资源纳污防控支持系统、水资源对内业务管

8、理门户、水资源公众信息发布和业务门户等系统）的数据，使各系统功能协调统一、信息共享互通，从而实现完善的水资源监管体系建设。3.2.1.3 系统特点监管系统平台化，帮助用户快速随需应变，敏捷开发系统功能模块化，对软件功能精细分类和管理服务管理集成化，对功能模块进行可靠装配系统和仪表智能化，最大限度提高效率，降低运维成本4 环境质量监控系统4.1 环境质量监测信息化综合解决方案4.1.1 简介环境质量监测信息化综合解决方案运用环保物联网技术、现代测量技术、自动控制技术、计算机技术、GIS技术实现环境监测数据及子站运行状态数据的统一测量、采集、传输、管理、分析、应用、远程反控等功能，从而及时、准确地

9、感知环境状况及设备运行状态，服务于区域环境质量评价、环境质量报告发布、预测预警、污染控制评价、污染扩散分析、应急指挥、环境污染治理策略制定等业务。4.1.2 方案架构环境质量监测信息化综合解决方案参照物联网分层，解决方案框架图如下，它包括智能感知层、智能传输层、智能应用层。图 41 环境质量检测信息化架构图 智能感知层智能感知层实现数据采集与感知，通过监测子站的智能化改造，数据采集传输改造等，实现环境监测数据、设备状态数据、现场图像、报警事件等信息的采集，为环境监测业务提供基础数据。 智能传输层智能传输层把感知到的信息高效、安全、无差错传输，需要传感器网与移动通讯网、互联网相融合。 智能应用层

10、智能应用层实现对环境监测子站智能化的控制和管理，包含应用支撑子层及应用服务子层。4.1.3 系统特点 有利于全辖区环境监测数据的统一采集和设备的统一控制； 通过监测子站的智能化改造、站房动力环境监控，实现仪器设备的运行状态监控及站房环境监控，可有效提高仪器设备的正常运转率，降低现场维护量、最终保障环境监测数据的完整和有效； 在采集环境监测数据时，同时实现设备状态数据的采集，对环境监测数据进行状态标识，实现监测数据自动审核，可大大减少人工审核的工作量，提高环境监测数据质量； 系统为用户提供基于GIS的统计、分析、对比、评价等功能，实现环境监测数据的深化应用； 为设备运行管理提供信息化工具，有利于

11、对全辖区仪器设备的统一管理、运营维护，提高运行管理水平。4.2 大气复合污染（灰霾）监测解决方案4.2.1 方案概述近年来我国以灰霾为代表的区域性大气复合物污染问题日益突出，“三区九群”地带能见度大幅下降，年均灰霾污染天数占总天数的30-50%，严重威胁人民群众身体健康，已成为当前迫切需要解决的环境问题。准确监测和预测灰霾等区域性大气复合污染，是当前我国在应对气候变化和满足区域大气复合污染控制等重要国家需求时需要解决的关键科学问题。 本方案可实现灰霾污染24小时连续自动监测、监测数据的自动收集和传输、灰霾污染的预测预警、灰霾污染的特征及机理研究，并为灰霾污染的政府决策提供辅助支持。4.2.2

12、系统构成灰霾监测系统由颗粒物浓度与组分、气象、能见度与大气光学性质监测、大气化学成分等4个模块组成。同步监测能见度、光辐射等气象参数及O3、CO、PM2.5(1.0)、VOCs等空气质量参数。根据客户需求可实现基本站、标准站和超级站等多级配置。图 42 大气复合污染检测系统架构图4.2.3 方案特点全方位的监测因子：多参数协同监测，涵盖灰霾成因、本质、条件、表观，可满足客户对灰霾监测、评价和研究需求； 先进的仪表配置：集成领域内国际顶级水平的厂商监测设备； 专业的系统功能：大气复合污染软件平台，可实现灰霾在线监测、等级自动判定和分析展示；4.3 机动车尾气排放监管系统解决方案4.3.1.1 简

13、介机动车尾气监测解决方案采用现代通讯技术、计算机技术、网络技术、物联网技术等实现机动车排气检测数据的采集、传输、存储、管理，对所有检测站机动车尾气检测的过程进行视频监控，以确保数据采集的规范性与真实性，同时实现环保标志发放管理、新车管理、路检执法、车辆抽检、维修管理、在用车监管及淘汰报废等机动车污染综合管理功能。4.3.1.2 方案架构图 43 机动车尾气排放监管系统架构图 智能感知层智能感知层建设检测站监测、尾气遥感检测及移动路检执法车等监控手段的建设实现机动车尾气监测数据的远程获取。 智能传输层智能传输层把感知到的信息高效、安全、无差错传输，需要传器网与移动通讯网、互联网相融合。 智能应用

14、层智能应用层建设为机动车尾气污染防治的各项措施提供有效平台和载体，实现对高排放车辆的精确管理，保证在用车的达标使用，加速老旧车辆的更新淘汰，减少机动车排放污染，改善大气环境质量。4.3.1.3 系统特点 建立一套“车管所、交警、环保三方”联动管理平台，实现三方数据共享；4.4 水质重金属污染源监测解决方案4.4.1.1 简介质重金属污染源监测系统可以实现饮用水源、河流断面、湖泊等地表水重金属实时监测，判断水质变化趋势及突发事故预警；实现对企业的水质重金属排放状况进行实时监测4.4.1.2 系统架构智能化水质重金属污染源监测系统由监测子系统、采样及预处理子系统、数据采集与处理子系统、监测站房子系

15、统、排放口建设子系统等组成。系统可监测六价铬、总铬、铅、镉、汞、砷、氰化物、铜、锌、镍及其他重金属因子。4.4.1.3 系统特点 电化学法分析仪每次测量时电极同步镀膜，保证电极检测灵敏度 使用无试剂残留的流体切换器件-多通道选向阀 使用微定量注射泵输送试剂和样品，不接触试剂，使用寿命长，计量精度高 低消耗试剂的分析仪，每次测量试剂消耗量少于3ml 采用嵌入式操作系统，主机运行稳定性和可靠性高4.5 固体废物监管解决方案4.5.1.1 简介固体废物监管解决方案基于先进的物联网技术，利用RFID、GPS、GIS、GPRS和视频监控等技术手段实现固体废物从产生、申报、审批、运输、处理、销毁全生命周期

16、监管，可以有效的、实时的、可视的监管固体废物，同时系统具有很好的通用性和可扩展性，为固体废物管理的可持续发展提供了可靠保障。4.5.1.2 系统架构固体废物综合监管系统由五大平台构成，分别为数据共享平台、业务管理平台、综合监控平台、决策支持平台和信息发布平台。图 44 固体废物综合监管系统功能框图 数据共享平台数据共享平台包括固体废物数据中心和固体废物地理信息平台两个子系统，对固体废物业务数据和空间数据进行管理。 业务管理平台业务管理平台包括固体废物产生源管理系统、危险废物经营许可证管理系统、危险废物转移管理系统、危险废物出口核准管理系统、废物进口业务管理系统等子系统，对固体废物日常申报审批进

17、行管理。 综合监控平台综合监控平台包括固体废物产生源RFID管理系统、运输车辆RFID电子锁系统、危险废物运输GPS监控系统、危险废物集中处置监控系统、危险废物视频监控系统和固体废物监控中心可视化平台等子系统，实现对固体废物产生、暂时贮存、收集、运输和处置的综合监管。 决策支持平台决策支持平台包括危险废物事故应急系统和固体废物数据分析系统两个子系统，实现危险废物事故应急和固体废物数据综合分析的决策支持。 信息发布平台信息发布平台包括固体废物移动办公系统、固体废物综合信息发布平台和固体废物交易平台，实现固体废物信息的综合发布以及固体废物交易管理。4.5.1.3 系统特点 基于物联网先进技术； 集

18、RFID、GPS、GIS、GPRS和视频监控等先进技术于一体； 对固体废物从产生、贮存、收集、运输和处置的全生命周期实时监管； 对固体废物从业务管理、综合监控、决策支持到信息发布的全面管理； 固体废物业务数据的高度共享。 5 环境预警预报系统5.1 大气环境预警预报系统解决方案5.1.1.1 简介大气环境质量预警预报系统解决方案基于B/S、J2EE、Oracle、WebGIS等系统架构和技术平台，可集成中科院大气所的NAQPMS模型、美国EPA的CMAQ模式、CAMx或STEM模式等数值预报模型模式构建的空气质量数值预报运算模型系统，建立空气质量预报运算、会商、发布、演示的可视化平台，并基于空

19、气质量模型模拟预测服务于环保业务管理和空气污染综合防治决策。该解决方案实现了大气环境质量现状的客观化评价，变化趋势的科学化预警预报，同时为大气环境信息及时发布、环境风险的预先防范、环境调控决策的模拟分析提供了科学工具。5.1.1.2 方案架构大气环境预警预报系统总体架构由硬件支撑、数据资源、模式系统和应用系统四大模块组成。图 51 大气环境预警预报系统架构图5.1.1.3 系统特点 多模式预报集成，更准确的预报服务； 多手段发布途径，更有效的预警防范； 全过程污染追踪，更精准的业务管理； 自由化情景模拟，更科学的决策评估。6 环保应急管理系统6.1 环境应急管理系统6.1.1 方案概述非常态管

20、理与常态管理相结合，是环境应急管理发展的必然要求。突发环境事件的不确定性决定了非常态管理的必然性。但当前严峻的环境形势和复杂的事故对环境 应急提出了更高的要求，这使我们必须更加强调常态管理的必然性。天维尔环境应急管理系统融合了IT、通讯、数据库、人工智能等多项先进技术，对重点风险源 数据进行数据采集、系统自动识别与分析，对重点风险源进行分类、分级和评价。在此基础上，系统将地理信息数据、风险源点数据、污染扩散模型与应急管理流程 充分结合起来，将环境应急管理工作流程化、标准化、系统化，为各级用户提供便于管理和使用的环境应急管理系统同时该系统的建立也为在线监测、监管监察、行 政管理指引方向。6.1.2 系统构成图 61 环境应急管理平台系统6.1.3 方案特点 系统高度的时效性、便捷和科学准确，完全满足对突发事故预防、响应、处置和后期评价的工作要求。 多网络融合功能，为应急提供实用的通讯网络保障。 整合应急数据资源，多部门联动协调的可视化。 系统结合模型分析技术，科学的计算出污染造成的污染物扩散范围和强度分布。 实用性与先进性相结合，用户界面友好，人机交互性强。