三位一體打造智能環保網

摘 要:本文結合江門市建設5A數字化環境信息管理體系，分析物聯網技術在環境管理體系中的應用，科學落實環境保護部關于環境信息化建設的要求。

關鍵詞:物聯網環境管理應用

中圖分類號:X321文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)08(b)-0028-02

在多年的環境管理工作中，我們開發了大量的應用系統，積累了大量的基礎數據，但這些系統和數據庫的采集、傳輸、加工、存儲和應用比較分散，缺少規范化，功能上局限于簡單的查詢和統計，環境數據尚未全面轉化為可用的信息資源。同時，由于對信息化認識的不足而出現各自為政、封鎖閉塞的現象，導致“信息孤島”、“數據煙囪”不斷出現，成為環境信息共享和充分利用的重要瓶頸。

如何突破環境管理的瓶頸和限制，最大程度保障環境信息實現共享和充分利用，改進目前固有的工作方式和方法，為此，我們提出以5A數字化信息管理體系為基礎，建立一個敏捷、準確、先進、智能的數字化環保管理模式，建設一個能匯總各類污染源和環境要素的監督管理、自動監測能力，對各類投訴、信訪、事故、系統報警等外部信息，覆蓋全區的集智能感知能力、有效報警能力、現場執法與通訊能力、智能分析能力和綜合管理能力于一體的管理平臺，對環保局降低綜合決策和業務管理成本，及時掌握污染物排放現狀，對推動環保戰略目標的實現具有極其重要的意義。

1 環保物聯網5A管理體系概念

物聯網5A體系是一種利用物聯網技術，由感知(Apperceive)、分析(Analyse)、報警(Alarm)、行動(Action)和管理(Administration)五大功能模塊組成的智能管理體系。由于五大模塊的英文單詞都一個字母均是“A”，因此命名為物聯網5A管理體系，圖1。

該體系采用模塊化、開放式設計理念，制定統一的體系標準。遵循該標準，不同廠家、不同技術的不同產品均可接入體系中，成為體系的一個組成部分。

通過建設一個開放性、實用性、先進性，集智能感知能力、智能處理能力和綜合管理能力于一體的新一代網絡化智能環保系統，將數據采集、數據管理、數據分析及數據利用融為一體，做到環境管理體系化、環境監控可視化、環境服務公眾化、環境決策科學化，形成集環境監測中心、執法中心、數據中心、應急指揮中心、綜合業務中心和宣傳演示中心于一體的智慧環保綜合管理系統，最終達到“測得準、傳得快、說得清、管得好”的效果，旨在創新環境管理新模式，推進污染減排、加強環境保護，實現環境與人、經濟乃至整個社會的和諧發展，并可實現“四化”:(1)環境管理體系化。通過建立數據標準，實時采集和交換各應用系統數據，建成統一的數據中心，實現數據的共享和信息的整合;通過對環境管理中的審批、監督、執法、監測、處罰、信訪等核心流程進行規范，建立污染源全生命周期的動態更新體制，綜合分析污染源與環境質量的關聯關系;通過將分散在各個業務系統的流程通過梳理和再造，集成在一起，實現了跨部門業務流轉和環境管理體系化。(2)環境監控可視化。通過污染源在線監控和視頻監控技術實現環境質量、企業排污情況、各主要監控點敏感點狀況、應急事故現場狀況、危險輻射源監控情況的實時動態監控，另外通過圖形化的方式對全局公文流轉、審核、簽批等行政事務的監控，動態跟蹤每一件事情的處理情況。(3)環境服務公眾化。按照陽光政府的要求，構建為企業和公眾提供服務的一站式環保門戶網站，為公眾提供全方位的環境信息，為企業提供一對一的服務門戶和溝通平臺。(4)環境決策科學化。利用專業的數學模型和現有的環境數據，建立基于GIS的環境質量分析和預警平臺，為領導決策提供支持。

該項目的實施將推進環境管理資源的優化整合，構建職責分明、統一高效、監管有力、精耕細作的環境管理責任體系，提高行政執行力和工作效率，提高環保部門環境管理效率和綜合決策能力，建設負責任、有權威、高效率的服務型政府和陽光政府，同時將大大推進環境管理業務的變革。

2 環保物聯網5A管理體系五大組成模塊

2.1 感知模塊

利用物聯網技術，實現數據采集和傳送，解決“測得準”和“傳得快”的問題。包括各種的現場在線監控儀器、數據采集器、傳輸網絡和數據交換設備等。由于感知模塊是具體的監控、數據采集應用子系統，必須建立行之有效的設備管理制度和數據校驗制度。

感知模塊的延伸在于對現有系統和數據的初步挖掘分析，不是被動式的而是主動的。通過感知模塊，按照體系規定的業務數據標準，主動到各應用系統和模塊數據庫中調取所需信息和數據形成信息鏈，綜合成數據報表和圖形圖表，以提供更好、更直接、更有用的信息給環境管理人員。

2.2 分析模塊

主要對從感知模塊收集到的信息進行分析，解決“算得清”的問題。從手段上看，該模塊分為智能分析和人工分析，從功能上看該模塊分為數據分析、行動分析、報警分析。

數據分析:基于數據倉庫、數據挖掘技術，利用鉆取分析、多維分析、專題分析、宏觀分析、趨勢分析等分析方法將感知模塊傳輸來的海量數據進行抽取、篩選、轉換、裝載形成有效圖表為人工分析提供信息。

行動分析:定義相應的行動體系規則，以智能、人工方式觸發行動模塊。

報警分析:定義相應的報警體系規則，自動分析對應數據、觸發報警模塊動作。

2.3 報警模塊

根據分析模塊的結果信息，通過人機界面、手機短息、電子郵件等手段，通知相關人員，是“管得好”的一個重要技術支持。報警模塊是一個綜合性的報警系統，不同種類的報警綜合處理。

根據業務報警的級別進行不同級別的報警，分別對企業環保負責人、企業法人代表、環保監督管理人員、環保局主管領導和局長進行報警。

提供后臺報警設置功能，可以對體系內各類報警功能進行設置，可以對報警的具體動作進行詳細的設置，根據數據大小、時間長短、業務報警級別、通訊暢通等等規定相應的動作。

2.4 行動模塊

[0]實際就是現場執法系統，利用GPS、GIS、3G等技術，為執法人員現場執法提供強有力的技術支持，是實現“管得好”的重要手段。該模塊是為加強環境執法能力建設，創新環境執法手段，提高執法成效而建立的，由移動執法系統和執法調度系統組成。

移動執法系統包括現場快速監測設備、移動辦公設備、現場音像取證設備、GPS定位設備和單兵視頻設備等。現場執法人員通過手機或筆記本電腦可以通過中控平臺查詢到企業相關信息(包括企業基本情況、聯系方式、視頻監控情況和在線監控數據等)、環境質量和群眾投訴舉報信息，現場可以完成檢查筆錄制作、拍照、錄音、攝像等調查取證相關工作，同時可以通過中控平臺反控企業現場儀器。可以將執法過程的有關數據、視頻圖像實時傳回中控平臺，以自覺接受監督。同時可以通過系統查詢相關法律法規，以提高執法質量，

執法調度系統主要將企業超標報警情況、環境質量超標情況、群眾投訴情況和環境應急情況及時通知相關執法人員，并將現場處理情況及時反饋有關單位。調度系統可以通過GPS定位技術掌握執法人員的去向，通知該地區最近的人員進行處理，同時也是保護執法人員的一種手段。

2.5 管理模塊

管理模塊根據環保日常工作的需要，提供不同界面，為網上辦公、網上申報、信息發布、排污費計征、危險廢物管理、放射源管理、排污許可證管理和排污權交易等需要對外的工作提供強有力的技術支持，實現“服務便”，進一步便民、利民，打造服務型政府的形象。使得污染源從產生開始，自動將相關信息轉后續監管部門共享，并且后續的信息自動歸聚到同一污染源，隨時反映污染源的動態管理狀況;同時加強對環境質量數據的管理，并且在污染源排污狀況與環境質量狀況之間建立聯系，從而達到通過對點源的管理改善宏觀環境質量的目標。

3 體系特點

環保物聯網5A管理體系特點可以歸納為統一框架、統一數據中心、統一視頻中心、統一門戶、環境管理一體化。

3.1 統一框架

平臺采用一體化應用開發與集成框架式建設，將來所有的應用系統都建立在此基礎框架之上，相互之間通過基礎框架所提供的接口實現協同運作。也就是說，今后巴南區環保管理系統可以實現統一身份和資源管理、統一認證、統一內容管理、統一的界面入口、個性化界面、一致的用戶體驗、流程和內容定制。

3.2 統一數據中心

以環境數據的數據標準體系、安全標準、存儲標準和傳輸標準為基礎，通過對環境管理對象的研究來抽象數據對象，建立滿足環境管理要求、標準規范的環保空間和業務一體化的數據中心。建立一個統一的數據交換標準，不同廠家的系統，可以通過這個統一的數據交換標準，實現與統一數據中心的數據交換。這樣，系統就能夠兼容環保局已經存在的不同廠家系統，他們在一個統一的平臺下展現出來。

3.3 統一視頻中心

把不同廠家的視頻數據通過視頻系統集成標準集成到一個平臺上，實現視頻數據的標準化，有利于視頻數據的共享、統一展示。也就是說，建立一個統一的流媒體數據中心，收集各個廠家設備的視頻數據，并通過一個統一的標準接口發布出去。

3.4 統一門戶

平臺用戶在日常工作中，只需要通過一個統一的界面，一個統一的用戶身份，就能夠通過門戶實現應急業務的管理。普通市民也可以通過環保局網站了解政務公開信息、工作動態和日常管理工作信息。就像飛機的駕駛窗，用戶在一個頁面上能夠看到大部分自己想看到的內容。而且，不同的用戶在自己的門戶上看到的內容不一樣，門戶功能遵守“個人-角色-責任-門戶”的原則，實現門戶的個性化。

3.5 環境管理一體化

在統一框架、統一數據中心、統一視頻中心、統一門戶的基礎上，圍繞環保局實際業務需要展開業務應用系統的開發。包括環境數據中心系統，綜合業務辦公與信息發布系統，污染源在線監控系統，環境污染事故應急指揮系統，視頻監控系統，放射源監控管理系統，環境監察移動執法PDA系統，地理信息系統等。這些不同的應用可能來源于不同的廠家，但是它們在統一的標準規范下，緊密的連接起來，實現整個體系的統一化。

4 環保物聯網5A管理體系標準

環保5A數字化信息管理中包括的標準規范主要有:數據交換規范、視頻集成規范、身份認證協議等。

數據交換規范:主要是規范了各個應用系統與數據中心的數據交換規則，保證各個應用系統的業務數據能準確實時地上傳到數據中心，同時應用系統也能夠從數據平臺獲取需要的數據。數據交換接口采用標準的XML協議實現數據交換，統一通過WebService實現功能。

視頻集成規范:主要是為了規范視頻監控系統與視頻數據中心的集成，保證自動監控數據的統一展示，為視頻系統的建設和集成提供統一的技術標準，實現自動監控視頻數據的信息共享，為環境保護管理和決策提供信息服務。視頻數據中心與視頻系統的建設和部署都需要遵循本規范所提要求，以使視頻系統可以集成到中心平臺中，各級的用戶都可以從中心平臺中查看到視頻數據。

視頻數據由現場的視頻監控設備采集，編碼，通過網絡傳送到視頻數據中心，視頻數據中心負責收集、存儲、分發，并遵循規范與其他平臺軟件集成。各個子系統通過集成在軟件中的視頻控件，查看實時視頻和歷史錄像。

身份認證協議:各個應用系統通過身份認證協議，與5A系統進行身份認證，統一的認證才能保證整個體系的安全。通過統一的認證，用戶在5A體系下，只要登陸一次，就可以任意切換到另一個應用系統，而不需要再次登陸，實現單點登陸的功能。

5 結語

通過環保物聯網5A環保管理體系建設，環保部門將可以建設一個覆蓋全區的集智能感知能力、有效報警能力、現場執法與通訊能力、智能分析能力和綜合管理能力于一體的管理平臺，從而達到較好的環境效益、經濟效益、社會效益，為物聯網技術在環境管理體系中的應用樹立了一個典范。