智能大氣環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)操作平臺

安清賢 趙樂 宋薇 曹立強 邢志賢

摘 要：突發(fā)環(huán)境事故后，通過環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測對事故現(xiàn)場進行分析，可以為下一步應(yīng)急措施提供依據(jù)，保障人民群眾的生命安全。通過查閱資料以及進行生物綜合毒性測試建立大氣污染物數(shù)據(jù)庫。將大氣污染物數(shù)據(jù)庫和環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測平臺有機結(jié)合起來，構(gòu)建成智能大氣環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)操作平臺，可大大提高應(yīng)急監(jiān)測效率，提升應(yīng)急監(jiān)測能力。

關(guān)鍵詞：大氣環(huán)境；應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)；智能操作平臺

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.110

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對化工產(chǎn)品種類和數(shù)量的需求都大幅增長，生產(chǎn)、運輸、儲存化工產(chǎn)品的過程中經(jīng)常發(fā)生環(huán)境應(yīng)急事故。在突發(fā)環(huán)境事故后，通過環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測對事故現(xiàn)場進行分析，可以為下一步應(yīng)急措施提供依據(jù)，保障人民群眾的生命安全。現(xiàn)在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測平臺在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域己經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，如現(xiàn)在以無人機為平臺搭載視頻監(jiān)控設(shè)備和環(huán)境監(jiān)測設(shè)備，實現(xiàn)對大氣污染物的監(jiān)控、監(jiān)測、采集功能，大大提高了對環(huán)境應(yīng)急事故現(xiàn)場的監(jiān)測能力。近年來，我國建立了應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)、化學(xué)污染物毒性數(shù)據(jù)庫、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)庫等，編寫了許多環(huán)境應(yīng)急預(yù)案，環(huán)境突發(fā)事件應(yīng)急監(jiān)測手冊等[1]，但是在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測領(lǐng)域內(nèi)還缺乏將信息有機結(jié)合起來的平臺，缺乏能夠自動將大氣污染物的樣品采集、樣品監(jiān)測、樣品分析、污染物毒性、遠程操控、污染物來源和應(yīng)急措施等信息結(jié)合起來的智能軟件平臺，智能大氣環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)操作平臺可以將各種監(jiān)測設(shè)備有機結(jié)合起來，使其協(xié)同工作，實現(xiàn)自動數(shù)據(jù)分析、語音播報等功能地平臺。

1 智能大氣環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)操作平臺構(gòu)建過程

通過查閱相關(guān)資料，對當?shù)爻Ｒ姶髿馕廴疚镞M行篩選，并對常見大氣污染物進行生物綜合毒性測試，建立大氣污染物數(shù)據(jù)庫。通過智能指揮平臺與應(yīng)急監(jiān)測設(shè)備平臺相結(jié)合，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)傳輸、遠程指揮控制和移動智能交互。通過應(yīng)急管理決策功能給決策者提供科學(xué)、系統(tǒng)、及時的決策依據(jù)。將這些功能集中在一起構(gòu)建成智能大氣環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)操作平臺。

2 智能大氣環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)操作平臺

智能大氣環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)操作平臺可安裝在大氣應(yīng)急監(jiān)測車內(nèi)，操作平臺主要包含智能指揮平臺、大氣污染物數(shù)據(jù)庫和應(yīng)急管理決策系統(tǒng)三部分。智能指揮平臺包括實時數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、遠程指揮控制系統(tǒng)和移動智能交互系統(tǒng)系統(tǒng)。大氣污染物數(shù)據(jù)庫包括大氣污染物毒性數(shù)據(jù)庫和大氣污染物基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。通過應(yīng)急環(huán)境監(jiān)測平臺（無人機搭載監(jiān)測設(shè)備、地面監(jiān)測機器人等）對環(huán)境事故突發(fā)現(xiàn)場進行監(jiān)測[2-3]，將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)街悄艽髿猸h(huán)境應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)操作平臺，操作平臺將數(shù)據(jù)進行綜合分析，與自身攜帶的大氣污染物數(shù)據(jù)庫進行匹配，將大氣污染物的理化常數(shù)、生物毒性、污染物來源、現(xiàn)場應(yīng)急監(jiān)測方法、實驗室監(jiān)測方法、環(huán)境標準和應(yīng)急處置方法等信息提供給決策人員，現(xiàn)場決策人員根據(jù)反饋信息做出決策。

2.1 智能指揮平臺

智能指揮平臺是遠程指揮自動監(jiān)測設(shè)備進入現(xiàn)場開展應(yīng)急監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸、人機互動的中樞指揮控制系統(tǒng)。通過智能化環(huán)境監(jiān)測設(shè)備開展現(xiàn)場監(jiān)測，以大氣污染物數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)支撐，以無線通訊方式與各子系統(tǒng)保持聯(lián)絡(luò)的平臺。

（1）實時數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。實時數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是智能大氣環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)操作平臺中獲取現(xiàn)場信息的主要途徑，應(yīng)急環(huán)境監(jiān)測平臺可以搭載不同環(huán)境監(jiān)測模塊來收集事故現(xiàn)場的影像資料、對有毒有害氣體進行采集和監(jiān)測，并將處理后的信息數(shù)據(jù)實時傳送給智能大氣環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)操作平臺，通過平臺分析主要污染物種類、濃度和地理位置，并通過平臺中的大氣污染物數(shù)據(jù)庫進行檢索，將大氣污染物的各種信息提供給遠程指揮控制系統(tǒng)和移動智能交互系統(tǒng)并存入大氣污染物數(shù)據(jù)庫，為采取應(yīng)急措施提供數(shù)據(jù)支持。

（2）遠程指揮控制系統(tǒng)。遠程指揮控制系統(tǒng)是現(xiàn)場指揮人員根據(jù)現(xiàn)場獲取的視頻資料及操作平臺提供的數(shù)據(jù)進行遠程操控，包括設(shè)定自動監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測路線、監(jiān)測頻次、采樣地點等，例如設(shè)置無人機的飛行時間、高度和區(qū)域。

（3）移動智能交互系統(tǒng)。移動智能交互系統(tǒng)是通過移動終端裝載的APP來實現(xiàn)人機交互，可以更加便捷的完成操作人員和自動監(jiān)測設(shè)備之間地信息溝通和控制。

2.2 大氣污染物數(shù)據(jù)庫

大氣污染物數(shù)據(jù)庫包括大氣污染物基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和大氣污染物毒性數(shù)據(jù)庫，為智能指揮平臺提供數(shù)據(jù)支持。通過查閱當?shù)叵嚓P(guān)資料篩選出當?shù)卮髿馕廴疚铮瑢F(xiàn)有的大氣污染物基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入其中，并開展生物毒性實驗（發(fā)光菌曝氣法、植物幼苗暴露法、昆蟲暴露法和大鼠或小鼠吸入法）見表1構(gòu)建大氣污染物數(shù)據(jù)庫其內(nèi)容包括污染物的理化常數(shù)、生物毒性、排污行業(yè)、現(xiàn)場應(yīng)急監(jiān)測方法、實驗室監(jiān)測方法、環(huán)境標準和應(yīng)急處置方法。

2.3 應(yīng)急管理決策系統(tǒng)

應(yīng)急管理決策系統(tǒng)根據(jù)最終監(jiān)測結(jié)果和數(shù)據(jù)庫信息進行數(shù)據(jù)集成、風險研判，將最終分析結(jié)果及應(yīng)急處理方案通過顯示或語音播報等方式提供給現(xiàn)場決策人員，為現(xiàn)場決策人員決策提供依據(jù)。

3 結(jié)語

智能大氣環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)操作平臺可以使環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測更加智能化、自動化，大大提高了環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測的效率，更保護了一線監(jiān)測人員的生命安全，對于環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測具有重要意義，同時也具有很高的社會效益。

參考文獻：

[1]楊樹平，路鳳祎，張肖晗等.多維智能大氣污染物應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)建[J].河北環(huán)境科學(xué)，2017（03）：17-19.

[2]錢義先，高曉東，梁偉等.多光譜大面陣彩色CCD數(shù)字航測相機設(shè)計[J].光子報，2008，37（12）：2473-2477.

[3]甘緒桐，張厚武，何勇，鄭九鋒.一種智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J/OL].計算機技術(shù)與發(fā)展，2018（07）：1-9.

基金項目：多維智能大氣環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)研究項目（17213904D）資助

作者簡介：安清賢（1987-），男，河北新樂人，本科，助理工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測方面工作。