智慧城市背景下的智慧環保建設探索

孫傳國

（中電建生態環境集團有限公司，廣東 深圳 518000）

近年來，雖然我國工業總體實力得到顯著提升，但卻對生態環境造成了嚴重破壞，霧霾、酸雨等自然災害氣候時有出現，引起了社會輿論的廣泛關注。因此在當前時代背景下，環境保護問題不但是城市現代化發展的關鍵所在，也是構建智慧城市的重要環節與主要途徑。目前來看，通過對各項信息化技術的應用，構建起城市智慧環境保護體系，多角度、多層次開展環境治理工作，是改善城市生態環境、建設智慧城市的主要發展途徑。

1 智慧城市與智慧環保體系概述

1.1 智慧城市定義

智慧城市主要指基于各項信息化技術，將城市各項配套系統、服務系統與功能模塊相互打通，開展協同管理，最大程度利用各項城市資源，為城市居民提供多元化的城市服務與動態管理，從根源上解決交通堵塞、人口膨脹、環境惡化等“大城市病”。

1.2 智慧環保體系定義

2009年初，IBM提出了智慧地球的概念，美國將智慧地球上升為國家戰略。智慧地球的核心是以一種更智慧的方法，通過利用新一代信息技術來改變政府、企業和人們相互交互的方式，以便提高交互的明確性、效率、靈活性和響應速度，實現信息基礎架構與基礎設施的完美結合。隨著智慧地球概念的提出，在環保領域中充分利用各種信息通信技術，感知、分析、整合各類環保信息，對各種需求做出智能的響應，使決策更加切合環境發展的需要，智慧環保概念應運而生?？蓪⒅腔郗h保視作為數字環保的發展延伸，主要指通過對各項物聯網技術的靈活應用，將環境感應自動監測器等硬件設備在指定區域、物體中進行配置安裝、自動運行，并借助于計算機網絡與信息化技術構建起智慧環境保護管理體系，借助于對各項環境保護工作的高度整合，以及對各項物聯網與信息化技術的合理應用，精細化、動態化開展環境監測、管理與治理工作。

1.3 城市智慧環保體系主體框架結構

目前來看，我國部分城市與西方發達國家所構建的城市智慧環保體系結構主要由三個主要層次所構成。

底層結構為硬件感應層，由所配置的環境感應自動監測器等硬件設備所共同構成，將城市管理范圍內的環境實時情況進行自動化、全面化監測。

中層結構為網絡傳輸層，借助于該層結構中所搭建的網絡信息系統、基礎數據傳輸系統等附屬子系統，將硬件感應層所上傳的環境監測信息進行匯總分類，并將各類問題上傳至頂層結構中。

頂層結構為系統應用層，主要由附屬電子數據庫、大數據處理系統、信息展示與公布平臺、內部管理操作平臺等共同構成，發揮著綜合分析環境監測數據、制定城市環境管理計劃、采集反饋信息、全局控制城市環境治理工作開展等職能效用。

2 城市智慧環保體系的具體建設策略

2.1 對底層硬件感應層的有效建設策略

首先，對城市智慧環保體系建設順序的明確。在整體體系結構建設過程中，需要從全局角度出發，建設底層硬件感應層，其原理為我國生態環境是一個整體系統，各區域之間生態環境的變化都會引起連鎖反應。若不同城市智慧環保體系中的底層硬件感應層缺乏統一的建設標準，則會導致不同區域之間出現污染源擴散、缺乏開展環境協同治理等問題的出現。因此需要從全局角度看待這一問題、建設與規劃具有全國統一性、規范性的城市智慧環保體系硬件感應層，才能實現將各智慧城市環保體系作為核心要素，構建起全面性跨網環境監測與管理體系的目的，最大程度提高對環境管理資源的利用率。

此外，需要結合不同城市生態環境的實際情況，選擇適當的硬件感應監測設備的安裝配置位置。例如將硬件感應監測設備安裝在現有工業廠房、污水處理廠等污染物大量積聚與產生的區域中，并在此基礎上構建起底層硬件感應層。因此，也需要對GPS技術等進行靈活應用，精確鎖定城市管理區域中各處環境污染源頭。

其次，對現有各項資源進行合理調動。在城市智慧環保體系構建模式中，需要在不同城市現有環境管理資源的基礎上，針對性組建底層硬件感應層，從而在充分保障城市智慧環保體系運行效率的基礎上，有效控制體系建設成本。

第三，構建信息反饋與對外感知系統。近年來，環境保護問題已逐漸成為社會熱門話題，得到了社會各界的廣泛關注。為進一步提高城市智慧環保體系的管理水平及效率，也需要構建信息反饋機制，適當放寬底層硬件感應層的控制權限。例如，城市居民可通過自身移動硬件設備，實時向城市智慧環保體系傳輸各類環境污染問題與監測數據。

2.2 對中層網絡傳輸層的有效建設策略

在城市智慧環保體系整體框架結構中，網絡傳輸層是其中的核心樞紐，發揮著將硬件感知設備監測數據向上傳輸，將頂層結構所制定、下達各項控制指令向下傳輸的重要應用職責。在一定程度上講，中層網絡傳輸層結構的組建合理性，直接影響到整體城市智慧環保體系的管理水平、運行效率。

（1）整合現有資源。中層網絡傳輸層的組建成本較高，需要構建配套的網絡信息系統、地理信息系統以及基礎數據傳輸系統等系統。因此需要在城市現有網絡傳輸資源的基礎上（如寬帶網絡、通信樞紐等），對各項配套子系統進行構建，以控制城市智慧環保體系的建設成本。

（2）在合理范圍內，最大程度提高中層網絡傳輸層的覆蓋面積。在生態環境治理工作中，任何環境污染問題的出現都會引起連鎖反應。因此，唯有開展全面性的環境管理工作，才能做到對各類生態環境污染問題的有效規避。因此不但需要在城市管理轄區內的任何區域中配置安裝足量的硬件感知監測設備，也需要同時將中層網絡傳輸層的覆蓋范圍進行擴大，確保將各類硬件設備的監測信息進行實時、穩定傳輸。具體來講，則是在城市管理轄區內的任何區域（包含人煙稀少區域、無人區等）覆蓋環保網絡傳輸體系。

（3）針對性開發對外開放的網絡傳輸軟件。為最大程度提高城市智慧環保體系的管理水平與運行效率，不但需要適當開放底層硬件感知層的對外權限，也需要開發配套的對外網絡傳輸軟件。城市市民可基于這一對外環保網絡傳輸軟件與自身配置的硬件移動設備，將所發現的環境污染等問題以可視化圖像、視頻的形式進行傳輸，并保障智慧環保體系得到來自城市市民的實時監督。

（4）構建配套的網絡傳輸安全防護體系。在各項硬件感知設備所傳輸監測數據以及下達各項管理指令中，都包含著我國地理環境、地質結構、生態環境實時情況等具有高度保密性的數據信息，如若被不法分子獲取，極有可能對國家安全造成嚴重損害。因此也需要在中層網絡傳輸層中構建配套的信息安全防護體系。

2.3 對頂層系統應用層的有效建設策略

在頂層系統應用層結構中，主要由大數據處理系統、綜合信息發布平臺、辦公處理、決策支持與智慧環境展示平臺五部分構成，該結構層的運行原理與主要職責為將所監測、傳輸的環境實時情況在云平臺之上進行全面展示，并在此基礎上組建附屬的電子信息數據庫，對各項環境監測信息、所下達環境管理指令與制定計劃進行匯總保存，并對環境的實時情況開展自動化數據分析工作。在檢測到環境異常問題與生態環境污染問題時，系統進行自動報警，隨后管理人員采取相應問題解決策略。

（1）組建獨立數據中心。由于城市智慧環保體系中各項數據與下達指令都具有較高程度的潛在價值與保密需求，因此，需要重點組建獨立運行的電子數據管理庫，對各項環境監測數據、指令信息與計劃進行自動保護、分析，并對不同相關部門與管理人員放開適當程度的查閱權限。

（2）組建統一的環境管理平臺，以實現不同部門機構之間開展生態環境協同治理工作。例如在該平臺中增設數據庫在線查閱功能、在線數據傳輸與溝通功能、各項管理指令自動下達功能等。而在各類企業辦理與環境相關的審批業務時，也需要借助于該環境管理平臺的對外開放端口進行提交審批報告、下達批復指令。

（3）構建信息分級保密機制。在城市智慧環保體系運行過程中，不同數據信息的保密需求與潛在價值均有所不同。為在充分保障信息保密需求的基礎上，最大程度提高城市智慧環保體系的運行效率，也需要構建信息分析保密機制。針對不同信息數據的保密需求進行分級保密，此外根據不同部門機構、人員的工作崗位與行政級別，賦予其一定的管理權限與數據查閱權限。同時，也需要構建風險識別機制，定期對數據安全系數進行分析，并提前針對性制定各項保密措施。

3 結語

對智慧環保體系的建設是發展智慧城市的主要途徑與必由之路。智慧環保能夠充分利用各種信息技術，包括GIS技術、云計算、大數據技術等，對城市生態信息數據深入分析和研究，對城市生態系統發展變化趨勢進行科學預測，制定出有效的城市生態政策。因此，應采取正確的智慧環保體系建設措施，構建起直觀化、清晰化的體系框架結構，實現由我國“數字環?！毕颉爸腔郗h?！钡霓D變，為智慧城市的建設奠定良好基礎，從根源上解決環境惡化這一“大城市病”。