物聯網在危險廢物監管信息化建設中的應用

朱 靜，吳晨波，潘澤滿

（1.湖北省固體廢物與化學品污染防治中心，武漢 430072；2.湖北新寶科技有限責任公司，武漢 430000）

物聯網在危險廢物監管信息化建設中的應用

朱 靜1，吳晨波1，潘澤滿2

（1.湖北省固體廢物與化學品污染防治中心，武漢 430072；2.湖北新寶科技有限責任公司，武漢 430000）

基于物聯網的概念，在湖北省危險廢物監管物聯網系統武漢城市圈一體化危險廢物監管物聯網體系項目的統一構架下，通過對危險廢物監管物聯網系統的探索與實踐，實現對危險廢物源頭的監管、對轉移的全過程監管、對危險廢物申報和審批的監管以及建立危險廢物應急預警機制，以提高湖北省危險廢物管理能力建設，實現固體廢物管理由傳統人工管理方式向現代化智能管理方式的跨越發展。

物聯網；危險廢物；監督管理

隨著我國經濟的快速發展，危險廢物的產生量也快速增加，危險廢物污染防治工作已成為環境保護工作的重要組成部分。但目前國內的危險廢物總量不清，非法轉移等問題突出，對其產生、貯存、轉移、處置等監管工作壓力較大。2011年，中國工程院發布《物聯網發展戰略規劃》［1］，指出環境保護是物聯網技術的典型應用領域，危險廢物全程動態監管能充分體現出物聯網技術的應用特色和優勢。湖北省構建危險廢物監管物聯網系統，是適應新形勢下申報登記、轉移聯單、經營許可證等各項固體廢物和危險廢物管理制度及日常監督檢查等環境管理工作的必然要求。

1　危險廢物監管物聯網系統基本架構

集成射頻識別（RFID，Radio Frequency Identification）技術、全球定位系統（GPS，Global Positioning System）、視頻圖像、無線通信等物聯網技術［2］，湖北省危險廢物監管物聯網系統對危險廢物產生、收集、交易、運輸、貯存、處置行為進行實時監控，對危險廢物產生、處置過程的動態數據進行統計分析，實現固體廢物的標簽化管理、電子聯單管理、視頻實時監控和工況在線監測等信息管理，為固體廢物處理過程的全程化監管提供技術保障，實現對危險廢物全程可溯源化監控。通過建設省、市減排數據傳輸與交換平臺，完成與污染源在線監控系統的數據對接，實現數據實時傳輸，并搭建減排信息共享服務平臺，實現信息共享。危險廢物監管物聯網系統基本架構分為感知層、網絡層和應用層，整個系統的總體設計框架如圖1。

圖1　湖北省危險廢物監管物聯網系統總體設計框架圖

2　系統軟件功能模塊設計

系統軟件平臺的建設采用基于開放式軟件體系框架，按照標準化、結構化、層次化、平臺化、模塊化的思路設計應用系統。本文就系統軟件功能模塊的10個子系統進行闡述［3］。

2.1危險廢物產生單位管理系統

系統建立危險廢物產生單位檔案庫，對危險廢物的產生單位信息、產生環節、工藝以及去向進行信息采集和管理，建立危險廢物管理臺帳。對重點危險廢物產生單位建立視頻監控系統，實現對危險廢物貯存情況進行實時視頻監控。同時還包括危險廢物產生單位基本信息申報管理，如申報、轉移計劃申報等（見圖2）。部門。同時，處置單位須負責轉移計劃申請表的打印，由申請單位負責將紙質申請表交給環保審批部門，環保部門在系統中完成審批。要求和環保部固體廢物管理信息系統進行接口銜接。3）轉移計劃查詢。轉移計劃的詳細信息應可以進行綜合的查詢，查詢內容包括：危險廢物產生涉及的主要工藝、產品；產生的危險廢物種類、物理化學性質、有害成分；危險廢物的去向、處理處置方式；危險廢物計劃轉移數量、轉移期限、包裝和運輸方式；危險廢物產生單位、運輸單位和接收單位的有關信息。

圖2　危險廢物產生單位管理系統模塊

（1）基礎信息管理系統軟件

危險廢物產生單位管理包括：產生單位的基本情況管理、產生固廢的情況，對危險廢物產生單位的分級管理，建立重點源名單。

（2）在線申報管理系統軟件

由危險廢物產生單位申報企業的基本情況、地理信息、產生危險廢物的種類、工藝流程、應急預案、管理制度等，并可上載相關文檔及圖片。基本信息申報經過審核后進入危險廢物產生單位檔案庫，管理方便。

（3）轉移計劃申報管理系統軟件

1）轉移計劃的申報。危險廢物產生單位登錄系統，填寫完成“危險廢物轉移管理計劃申請表”的廢物移出單位信息、轉移廢物信息、廢物運輸單位及接收單位信息，提交至環保部門審核。申報提交后，申請表根據權限分別流轉到相應的區縣、市、省級固廢工作人員平臺，等待審核，企業可查詢轉移計劃審核狀態。2）轉移計劃的審批。具有危險廢物經營許可證的處置單位同意接受危險廢物產生單位的危險廢物后，根據相關單位提供的申請表內容，負責錄入轉移計劃申請表，在系統中根據轉移的類別（市內、跨市、跨省）提交至相關

（4）視頻監控系統

在重點危險廢物產生單位建立視頻監控系統，對危險廢物堆放、處置等環節進行24小時實時視頻監控。

（5）RFID管理系統

在重點危險廢物產生單位的出入卡口安裝RFID感應設備，對出入場的運輸車輛及電子關鎖、容器電子標簽進行關聯綁定查詢和驗證。

2.2危險廢物處置經營單位管理系統

對湖北全省的危險廢物處置單位的處置工藝、設施、污染防治設施和處置行為過程建立電子管理檔案。對處置利用單位建立視頻監控系統，對危險廢物處置過程實時監控；并對部分有焚燒爐的單位建立工況在線監控系統。危險廢物處置經營單位管理系統模塊見圖3。

圖3　危險廢物處置經營單位管理系統模塊

（1）基礎信息管理系統軟件

處置經營單位管理主要包括經營單位的基本信息、運輸車輛等信息。維護管理危險廢物收集、貯存、許可證單位的數據信息，包括危險廢物許可證單位的基本信息、危險廢物經營許可證、危險廢物收集、貯存、處置能力等。

（2）經營許可證審批管理系統軟件

湖北省內的危險廢物許可證信息由許可證審批部門錄入和修改，其中危險廢物收集經營許可證由設區市級環保部門代為錄入。環保部門和處理處置單位可查看其相關許可證信息。經營許可證管理要求和湖北省環保廳政務網信息系統進行接口銜接。

（3）視頻數據采集監控系統

在危險廢物處置經營單位建立視頻監控系統，對危險廢物的貯存和處置過程等環節進行24小時全天候、無死角的實時視頻監控。

（4）RFID管理數據采集系統

危險廢物處置經營單位規范出入口建設，安裝RFID感應設備，對出入的運輸車輛及電子關鎖、容器電子標簽進行關聯綁定查詢和驗證。

（5）危險廢物處理裝置工況在線數據采集系統

采集焚燒裝置工況、醫廢高溫蒸氣滅菌裝置工況、危險廢物穩定化處置設施工況以及危險廢物固化裝置工況等數據。

2.3危險廢物轉移管理系統

危險廢物轉移管理系統包括電子聯單管理、車輛管理等內容。

電子聯單管理包括危險廢物的市內轉移、跨市轉移和跨省轉移三部分內容。危險廢物的轉移管理依托電子聯單來實現，市內轉移、跨市轉移的電子聯單采用PDA終端系統進行統一發放管理。跨省轉移的電子聯單通過基于互聯網的B/S系統來進行統一管理。

運輸車輛管理包括運輸車輛的GPS定位管理、視頻監控管理（車載攝像與電子關鎖聯動，當電子關鎖打開時記錄下開鎖人員圖片）、運輸車輛RFID管理等。危險廢物轉移車輛信息采集如圖4。

圖4　危險廢物轉移車輛信息采集

（1）電子聯單管理軟件

電子聯單管理包括跨省轉移和省內轉移兩類情況：1）網上申請電子聯單、復核、確認的形式，適于跨省轉移；2）通過移動終端生成電子聯單，網上確認的形式，適于市內轉移和跨市轉移。

（2）運輸車輛GPS終端及視頻設備

在轉移單位運輸車輛上安裝GPS車載電腦、車載顯示屏、車載攝像機等設備，省市固廢管理中心的管理人員和車輛所屬企業均能同時進行實時狀態監控和視頻監控。

（3）運輸車輛RFID終端設備及電子標簽

在轉移單位運輸車輛上安裝車輛RFID標簽、貨物容器RFID標簽、電子關鎖和車載RFID讀寫設備等設備，省市固廢管理中心的管理人員和車輛所屬企業均能對車輛和貨物的狀態進行實時狀態監控，車輛上的貨物和電子關鎖發生異常時，系統可自動報警。

2.4危險廢物應急管理系統軟件

應急管理系統主要包括應急準備、應急預案、應急響應、應急處置、應急指揮、現場實時評估。為加強突發環境事件應急體系建設，提高應對環境突發事件、事故和災害的能力，建立以信息技術、通信技術和GIS技術相結合的應急響應系統。

（1）應急預防管理軟件

應急預防管理包括風險源管理、危化品數據庫、固體廢物特性數據庫。風險源管理主要是對于可能產生環境風險的事故源進行識別，對危險源、危險品空間屬性信息的增加、修改、刪除。

（2）應急準備管理軟件

應急準備管理包括應急預案庫管理、應急事故案例庫管理、應急物資庫管理、應急專家庫管理。應急預案是針對可能發生的突發公共事件及其影響和后果嚴重程度，為應急預防、準備、響應和恢復的各個方面所預先做出的詳細安排，是開展即時、有序和有效事故應急救援工作的行動指南。

（3）應急指揮管理系統

應急指揮管理要求通過GIS平臺查詢事故發生點有關危險產生單位、危險處置單位情況，可及時調度有關各相關處置單位的應急處置物資及設施、設備，并且就近進行處理。

建立移動視頻監控系統，方便應急時使用。同時要求與移動應急車的聯動，可在移動應急車調用所有相關系統數據。

（4）應急總結與評估管理軟件

應急總結與評估管理包括事故總結管理、應急能力評估管理。對事故發生發展全過程，按照預先規定的模板生成報告，便于事后總結。要對應急隊伍、應急設備、應急機制等，會同專家、上級主管進行應急能力考核、應急過程評價、應急預案評估等評估管理。

2.5電子廢物拆解處置單位監管系統

電子廢物拆解處置單位監管系統可使各級環保部門實時掌握承擔廢棄電器電子產品拆解企業的廢棄電器電子產品回收、貯存、拆解和拆解產物的貯存、處置、庫存等數據及其動態狀況，并完成采集數據的定時自動統計分析，提供規范、精細化的準確監督管理。庫存廢舊家電拆解單位通過系統按日將拆解的數量、類別等信息填報，按季申報補貼，在網站上公示，并接受公眾的監督。

2.6數據統計分析系統軟件

對危險廢物產生單位、處置單位、危險廢物轉移情況等信息按照區域、行業等進行分門別類的統計。例如按照月、季度、年、自定義等方式統計廢物的處置量、收取量。

2.7智能分析與自動勾稽系統軟件

建立詳細基礎信息數據，根據政策法規，在系統中配置參數和閥值。系統根據設定的值對業務數據進行自動分析和檢測，將不合格的數據自動勾稽出來，產生各類報表分析數據。同時可建立信息的推送模塊，將分析結果自動上報相關部門。

2.8監控中心綜合管理系統軟件

監控中心綜合管理系統主要包括結合環境地理信息系統，在電子地圖上將危險廢物的轉移信息與空間地理信息相關聯，進行危險廢物管理的地理信息展示。提供了在可視化的地圖界面上進行產廢單位、處置單位和車輛的定位監控及報警處理。將所有危險廢物產生單位、危險廢物經營處置單位、運輸車輛的軌跡及路線管理在地圖上進行標示，并可以查詢每個單位的基本信息和車輛信息。

2.9數據處理平臺軟件

建立集中的數據處理中心對系統數據進行統一處理，確保數據的標準化、規范化。

2.10基礎軟硬件支撐系統

該系統主要為監控中心機房提供系統運行所需的軟硬件設備。

3　系統服務對象及實現的功能

3.1系統服務對象

系統服務對象包括：省內各級環境管理部門，環境監測、環境信息、環境科研等相關單位，省內相關產廢單位、處置單位、家電拆解單位，與湖北省環境保護部門有合作的相關機構以及關心湖北省環境保護事業的社會公眾。

3.2系統實現的功能

（1）系統數據標準化

通過建立統一的數據標準，實時采集和交換各個應用系統的數據，實現數據共享和信息整合。

（2）業務流程規范化

對危險廢物產生、轉移、處置利用等管理環節中的工作流程、管理流程、監督執法流程、考核流程等核心流程進行規范，建立危險廢物全生命周期的動態管理機制。

（3）業務管理一體化

將分散在危險廢物全生命周期內的各個業務流程進行統一梳理和再造，實現跨部門的流轉。

（4）監控可視化

通過在線監測和數字視頻監控技術，實現對危險廢物全生命周期內的實時動態監管。

（5）辦公綜合移動化

實現公文流轉、審核、簽批等行政事務的流程化處理；實現公務流程與業務流程的無縫銜接。

（6）考核評估動態化

通過業務流程梳理和再造，在流程上建立考核節點，建立考核體系和考核內容，建立動態的、實時的、公平的考核體系。

（7）公共服務公眾化

為企業和社會公眾提供危險廢物管理的相關信息，接受社會大眾的監督和檢查。

（8）管理決策科學化

通過數字視頻監控體系、信息處理體系以及GIS系統和預警平臺，為決策者提供依據和支持。

4　系統建設實施的效益

環保物聯網系統開創了環保應用支撐平臺模式，實現了業務的高度整合［4］。建設實施能夠規范危險廢物管理、防治環境風險、促進和諧社會構建，其預期效益包括：

（1）經濟效益方面

系統建設能夠促進危險廢物資源化利用，帶動危險廢物利用處置行業的快速發展，直接為湖北省經濟發展做出貢獻；提高了管理效率，降低了行政成本；能夠防范環境風險，提高應急能力，有助于保障人民群眾的財產安全。

（2）社會效益方面

系統建設通過危險廢物環境風險防范，保障了環境安全，降低了群體性事件發生的風險，促進了和諧社會的構建，符合湖北省生態省建設和武漢城市圈“兩型社會”的發展目標；通過項目實施，體現了公共財政為社會服務的屬性，并可為拉動內需提供動力。

（3）環境效益方面

貫徹落實“兩高”司法解釋關于依法懲治環境污染犯罪的要求，保持對固體廢物環境污染犯罪行為的高壓態勢，充分利用危險廢物監管物聯網系統的有效證據，加強對環境違法行為的發現、處理力度，嚴厲懲處危險廢物監管領域中環境污染犯罪活動。通過規范管理，降低危險廢物直接排放到環境中的風險，有助于降低環境污染程度，改善環境質量，嚴格執法監管。拓展危險廢物監管系統的功能，著力推進固體廢物管理信息的公開，推進建立危險廢物轉移信息公開制度和非法轉移舉報制度，遏制危險廢物非法轉移、傾倒、處置的行為，切實消除危害人民群眾身體健康的環境隱患。實現湖北省固體廢物管理全部事項網上辦理，推進固體廢物管理信息公開。

5　結語

湖北省危險廢物監管物聯網系統可實現危險廢物申報登記、網上審批、電子聯單、數據勾稽功能，運用視頻監控、空間定位、電子標簽數據掃描手持終端等信息技術手段，集中應用于危險廢物的產生、收集、貯存、轉移、處置等全過程，企業和管理部門用戶可通過湖北省固體廢物管理網進入系統，進行相應的功能應用。危險廢物聯網動態監管系統利用物聯網技術對危險廢物產生、貯存、轉移、處置利用等全過程進行實時監管、預測預警，確保危險廢物安全。同時，能有效對危險廢物的轉運過程進行監督，防止危險廢物在運輸途中被丟棄而對環境造成污染，為危險廢物處置過程的科學管理提供有力的技術支撐。

［1］ 羅三寶，杜斌，孫鵬程，等.基于物聯網技術的環保能力建設研究［J］.中國環境管理，2014（3）：49-52.

［2］ 王堅，崔勇，李述賢，等.基于生命周期管理的危險廢物物流信息管理系統研究［J］.科級創新導報，2013（33）：3-6.

［3］ 武漢城市圈環保一體化危險廢物監管物聯網系統系統建設方案［R］.湖北省工程咨詢公司，2013.

［4］ 張樹禮，郝軍，張巍.環保物聯網技術及應用研究［J］.中國環境管理，2012 （4）： 24-28.

Application of Internet of Things Technology in the Construction of Hazardous Wastes Supervision Information

ZHU Jing1， WU Chen-bo1， PAN Ze-man2
（1. Hubei Solid Waste and Chemical Pollution Prevention Center， Wuhan 430072；2. Hubei Xinbao Technology Co.， LTD， Wuhan 430000， China）

Based on the concept of internet of things， under the united framework of internet of things system project of Wuhan city circle integrated hazardous wastes supervision in Hubei internet of things system of hazardous wastes supervision，and in accordance with exploration and practice on internet of things system of hazardous wastes supervision， the supervision of hazardous waste sources， the whole course of supervision of transfer， the declare and examination and approval supervision of hazardous wastes are realized and the emergency response mechanism is set up.

internet of things； hazardous wastes； supervision and management

X327

A

1006-5377（2016）09-0056-05