城市環境風險監控預警系統的構建及應用探討

王加軍

摘 要：科學技術的進步為人們日常生產生活帶來極大便利，但也導致城市環境污染更為嚴重，極大威脅著社會穩定和人們的正常生活。現代化高新技術的應用與發展，可形成系統科學的環境風險監控預警系統，使傳統的“被動應對”變為“主動防御”，有效掌握風險的信息及動向，減少環境危害產生的負面影響，保證人民群眾的安定生活。本文就對城市環境風險監控預警系統的構建及應用進行分析和探討。

關鍵詞：城市環境風險；監控預警系統；構建；應用

中圖分類號：X84 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）05-0003-01

隨著城市化進程的加快，人類活動對城市環境系統所產生的影響不斷擴大，繼而引發了城市環境問題，威脅到人類的生存和發展[1]。在數據庫技術、計算機網絡技術和GPS技術等快速發展的背景下，國內外學者開始積極研究相關的環境預警系統，提出城市環境風險監控預警系統的構建架構，以此優化其性能，提高預警的準確性與及時性，保障環境的穩定和人們群眾的健康。

1 城市環境風險監控預警系統的構建

1.1 構建基礎

城市環境風險監控預警系統的構建基礎體現為三個方面：一是環境質量監測系統。在監測環境質量的過程中，通過監測體系的構建，借助傳感器監測的準確、快速和靈敏等特征，基本形成一套可靠性能、高效率、快速傳輸信息的噪聲、大氣、水質實時監控網絡，繼而遠程監控設備實際運行情況，遠程實時傳輸環境質量狀況，全面管理環境質量。通常該系統可分為人工和自動監測，其中人工監測包括交通噪聲、降塵降雨、地表水等監測；自動監測則涵蓋噪聲自動監測站、水站等，及時分析環境質量數據，并將其與污染源的排放數據適當關聯。二是監控指揮中心。該中心配置優異性能和種類齊全的機房系統、安全系統、服務器等[2]。三是污染源業務處理系統。城市構建的環保業務處理系統都會設計基本涵蓋污染源的全生命周期，其涉及應急管理、環境監測、行政處罰等，形成統一的污染源臺賬，實現信息的高效利用。

1.2 構建目標

對于城市環境風險監控預警而言，其是在一定時空范圍內，通過在線監控、監察執法等方式分析評價城市環境對象的實際情況，3S技術分析環境變化，預測未來發展情況，確定這些變化的速度、趨勢和狀況等，繼而預報危害的程度及時空范圍，結合相關警戒信息，增強應急處理和預警能力，為環境監控提供強有力的決策支持。該系統通常以信息技術為基礎，綜合利用物聯網和3S技術等動態監測城市環境對象，在統一的監控預警平臺中集成多源異構數據，綜合監控預警城市風險。一般情況下，城市環境風險監控預警系統的構建目標有：①環境預測模擬：結合異常情況和自動監測數據，利用相應的預測模式來預測周邊環境受體，提供事故管理決策。②基礎信息庫構建：構建城市基礎數據庫，按照不同類型的數據更新周期，開展城市環境風險管理。③環境風險實時預警和監控：以采集數據庫為依據，當指標超過或接近預警線時，根據預警規則提前預警報告，然后分級預警。④智能化采集環境風險：主要是管理和采集日常監管的類別信息，可利用終端采集的方式對環境風險信息自動采集，結合采集的環境風險信息構建審核機制。⑤警情快速處理與流轉：發生異常情況后，在處理人員中快速流轉，并將其報告至相應責任人，以便后續跟蹤處理與預警消除。

2 城市環境風險監控預警系統的關鍵技術和應用實現

2.1 關鍵技術

（1）風險信息采集。風險信息采集可分為人工采集和自動采集兩類，其中自動采集信息的過程如下：以設定的采集頻率為依據，大氣、水質自動化監測儀器采集設備終端運行狀態或相關污染指標數據，通過無線或有線的方式，將其傳輸至預警系統服務器；然后結合監測數據力度，對日均值數據和小時均值加以計算，利用人工審核的形式將這些數據存入審核庫中，自動預警的預警限制[3]。

（2）基于GIS的可視化表達和環境預警模式。環境模型可準確描述各種環境過程和環境問題，有十分明顯的空間特性，如大氣擴散模型、水質模型等，但這些模型較難實現空間數據操作結果。而GIS有空間數據管理和空間分析的優點，可為環境模型提供空間操作規范，通過水和大氣環境的污染機理，將GID和模擬數學模型集成，形成模擬的空間決策模型。可全面準確理解城市環境的實際變化情況，對環境污染變化進行動態監視，采取切實可行的措施來保護環境，促進環境質量的提高。

（3）預警流程。預警的流程包括采集信息、自動預警、人工審核確認等。通過人為方式判斷風險信息，如工作人員在預警系統中直接輸入日常監測和執行中出現的風險信息，然后通知相關領導，進入預警處理階段。若采用自動監測數據，可將實際監測的污染指標數據和預警限值對比，若實際數據滿足預警條件，可利用可視化方式自動提醒人員[4]。通常預警處理能通過短信或平臺提醒等方式提交相關預警等級和信息，相關部門領導可進行后續跟蹤處理報告。

2.2 應用實現

結合上文所述的城市環境風險監控預警系統的構建，環境科學研究院以常州市為例研制應用系統，并取得良好的應用效果，城市環境風險監控預警系統各模塊的應用界面包括以下幾方面：①日常監控預警界面，以各項預警指標信息為基礎，展示預警級別，如果點擊某預警位置，則能對某地所發生的預警信息進行查看。②環境風險預警模塊界面，表示的是環境風險預警處理模式，多是提供自動和人工監測預警的查詢、初報、續報、審核等功能。下圖即高郵市水質污染礦山的模擬示意圖，通過環境風險預警模塊來提供以GIS為基礎的可視化表達與環境預警模擬（圖1）。

3 結語

城市環境的安全直接影響到人們的穩定生活和國家的長治久安，因此政府部門必須要高度重視城市的環境安全問題，科學處理好城市環境和城市經濟發展的關系。經濟的發展往往會污染環境，但不能以犧牲環境為代價，而是要通過科學技術的進步和發展來解決環境問題，通過高新科技來構建城市環境風險監控預警系統，降低城市環境的風險，提高風險信息監控的全面性和風險信息采集的有效性，全流程化處理風險預警，增強警情處理的時效性，實現城市的可持續發展。

參考文獻

[1]范秀娟，吉東旭，鄧文英.城市環境風險監控預警系統的構建與應用研究[J].環境科學與管理，2014，03：8-12.

[2]孫佳，楊紫旭.城市環境風險監控預警系統的構建及應用探討[J].內蒙古科技與經濟，2015，17：49+51.

[3]黃健，楊柳忠，黃金桃，袁媛，張曉亮，劉偉明.城市水環境系統設施監控預警管理信息平臺數據交換研究[J].建設科技，2013，Z1：179-181.

[4]龔岳松，呂文斌，高芳琴，潘崇倫.上海城市水環境系統設施監控預警數據交換標準化設計[J].建設科技，2012，12：76-78.