環(huán)境監(jiān)測(cè)綜合管理系統(tǒng)在鋼鐵企業(yè)的研發(fā)與應(yīng)用

袁偉

摘 要：環(huán)境監(jiān)測(cè)綜合管理系統(tǒng)主要是針對(duì)鋼鐵企業(yè)內(nèi)部環(huán)境管理需求開(kāi)發(fā)的，使用方便，操作簡(jiǎn)單。系統(tǒng)突破了環(huán)境管理時(shí)間和地域上的限制，最大程度為企業(yè)提供了實(shí)時(shí)的、客觀的、真實(shí)的環(huán)境監(jiān)測(cè)信息和環(huán)保管理信息。包括“環(huán)境在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、傳輸、存儲(chǔ)”，“遠(yuǎn)程可視化、多形式直觀展示”，“超標(biāo)報(bào)警、超限預(yù)警和數(shù)據(jù)異常報(bào)警”，“數(shù)據(jù)分析和報(bào)表統(tǒng)計(jì)”以及“信息發(fā)布”等技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：污染；鋼鐵企業(yè)；環(huán)境監(jiān)測(cè)；管理

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）05-0003-02

0 前言

近年來(lái)，企業(yè)環(huán)保問(wèn)題成為了重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，我國(guó)在大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，環(huán)境污染對(duì)人類的生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞，鋼鐵企業(yè)是耗能大戶，也是污染大戶，急需一套適合鋼鐵企業(yè)的環(huán)境監(jiān)測(cè)綜合管理系統(tǒng)對(duì)污染源進(jìn)行有效管理和控制。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)建立的建設(shè)環(huán)保綜合監(jiān)管系統(tǒng)，一方面，提升了鋼鐵企業(yè)的綜合環(huán)保信息服務(wù)水平，及時(shí)監(jiān)測(cè)并發(fā)布各類環(huán)保信息，從日常的環(huán)保信息管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、規(guī)范化，另一方面，系統(tǒng)對(duì)突發(fā)事件的監(jiān)控，科學(xué)、高效應(yīng)變突發(fā)事件，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，形成綜合信息系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)架構(gòu)及功能

本系統(tǒng)從切實(shí)滿足鋼鐵企業(yè)環(huán)保管理實(shí)際需求出發(fā)，整合在線監(jiān)控、視頻監(jiān)控等多種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，基于向下逐級(jí)落實(shí)、向上層層監(jiān)管的管理理念和大數(shù)據(jù)的分析方法，通過(guò)環(huán)境在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、傳輸、存儲(chǔ)技術(shù)提供海量數(shù)據(jù)；通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)、可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程、直觀查看；通過(guò)層級(jí)關(guān)聯(lián)和權(quán)限控制確保環(huán)保事件的及時(shí)報(bào)警和精準(zhǔn)定位，追溯事件的處理流程；進(jìn)一步，利用大屏信息發(fā)布，發(fā)揮公眾監(jiān)督作用。通過(guò)以上功能的耦合應(yīng)用，避免企業(yè)環(huán)保事件發(fā)生，提供管理決策支持依據(jù)，減少企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失，實(shí)現(xiàn)環(huán)保與效益同步共贏。

1.1 技術(shù)方案

系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，分層架構(gòu)、所有接口都支持WebService標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，緩存數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)發(fā)框架為SpringMVC，開(kāi)發(fā)語(yǔ)言為Java。提供可視化的表單定制工具，實(shí)現(xiàn)各類表單自定義，并實(shí)現(xiàn)用戶、權(quán)限統(tǒng)一管理，一站式登錄，具備較強(qiáng)的系統(tǒng)安全性和災(zāi)難恢復(fù)能力。系統(tǒng)還具有靈活的擴(kuò)展性和良好的可移植性，充分考慮了今后的橫向和縱向的平滑擴(kuò)張能力。

1.2 系統(tǒng)整體架構(gòu)

環(huán)境監(jiān)測(cè)綜合管理系統(tǒng)是對(duì)企業(yè)污染源排放進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析、預(yù)警和管理的一體化環(huán)保信息監(jiān)管系統(tǒng)，其總體結(jié)構(gòu)是按照分層思想來(lái)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的，這種結(jié)構(gòu)不僅能較好地實(shí)現(xiàn)建設(shè)任務(wù)的分解，以便整個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)任務(wù)能夠在明確接口定義的基礎(chǔ)上進(jìn)行并行建設(shè)，縮短整體建設(shè)周期，還能在接口保持不變的前提下保證系統(tǒng)對(duì)各層基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展具有良好的適應(yīng)性，并能較好地體現(xiàn)以數(shù)據(jù)獲取和整合為核心的理念。具體來(lái)說(shuō)，環(huán)境在線監(jiān)控管理系統(tǒng)以污染源在線數(shù)據(jù)、工況數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)等的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和關(guān)系數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用純B/S構(gòu)架，及以企業(yè)環(huán)境監(jiān)控中心為核心的樹(shù)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備從生產(chǎn)控制系統(tǒng)中采集各種數(shù)據(jù)，通過(guò)有線或無(wú)線傳輸?shù)狡髽I(yè)監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)庫(kù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

1.3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

1.3.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)主要有3種展現(xiàn)和管理形式：

（1）展示鋼鐵企業(yè)污染源實(shí)時(shí)趨勢(shì)和歷史趨勢(shì)；（2）對(duì)企業(yè)污染源治理過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理；（3）對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示狀態(tài)進(jìn)行管理。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分為正常數(shù)據(jù)、超標(biāo)報(bào)警數(shù)據(jù)及異常數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)狀態(tài)不同，相對(duì)于顯示的顏色不同，方便用戶區(qū)分和查看，做到所有數(shù)據(jù)狀態(tài)一目了然。用戶還可以進(jìn)行自定義條件查詢，對(duì)自己崗位關(guān)心的污染源進(jìn)行進(jìn)行針對(duì)性查詢。

用戶以曲線圖的方式查看實(shí)時(shí)趨勢(shì)，方便用戶掌握各污染源監(jiān)測(cè)因子數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)變化趨勢(shì)，并做出相對(duì)應(yīng)的應(yīng)急方案。默認(rèn)情況下，實(shí)時(shí)趨勢(shì)顯示的是污染源當(dāng)前監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線。

1.3.2 自定義數(shù)據(jù)查看

系統(tǒng)可以對(duì)當(dāng)前實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)以及原始數(shù)據(jù)進(jìn)行條件查詢。系統(tǒng)也支持多條件綜合查詢，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多條件查詢，包括起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間監(jiān)測(cè)因子、監(jiān)測(cè)站室、監(jiān)測(cè)區(qū)域等。

用戶可按廠區(qū)、部門、排口，時(shí)間等條件查詢?cè)诰€監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。可顯示區(qū)間狀態(tài)，包括正常和報(bào)警兩種，當(dāng)所選時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)過(guò)報(bào)警，狀態(tài)即為報(bào)警，點(diǎn)擊“報(bào)警”可鏈接到報(bào)警查詢界面查看詳情；區(qū)間的平均值、最大值、最小值。

1.3.3 報(bào)警管理

根據(jù)報(bào)警原因可分為：超限預(yù)警、超標(biāo)報(bào)警、故障報(bào)警、數(shù)據(jù)缺失報(bào)警等。系統(tǒng)會(huì)顯示報(bào)警類型、報(bào)警級(jí)別（紅色預(yù)警；橙色預(yù)警、黃色預(yù)警）、報(bào)警是否被確認(rèn)、報(bào)警開(kāi)始時(shí)間、報(bào)警結(jié)束時(shí)間、處理狀態(tài)（包括未處理、處理中、已處理，并以不同顏色表示）以及報(bào)警處理人員等，并可以將一段時(shí)間內(nèi)的報(bào)警信息匯總形成報(bào)警快報(bào)。

系統(tǒng)將提供報(bào)警查詢面板，供用戶在此查閱任意時(shí)間段、某個(gè)或全部監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的活動(dòng)報(bào)警、歷史報(bào)警，或是結(jié)合報(bào)警級(jí)別、類別進(jìn)行查詢，系統(tǒng)將顯示所有的報(bào)警信息。系統(tǒng)支持當(dāng)報(bào)警發(fā)生，可以調(diào)取相應(yīng)站點(diǎn)視頻進(jìn)行查看。

1.3.4 污染源數(shù)據(jù)分析

系統(tǒng)收集鋼鐵企業(yè)所有排污點(diǎn)位、污染源治理設(shè)施等環(huán)保相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算各項(xiàng)污染源數(shù)據(jù)的最小值、最大值和平均值等各類分析統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)同一類污染源數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向分析對(duì)比，根據(jù)污染物監(jiān)測(cè)因子篩選條件，各監(jiān)測(cè)因子進(jìn)行數(shù)據(jù)分析對(duì)比。同一類污染源物在不同廠區(qū)或者不產(chǎn)線之間的環(huán)保數(shù)據(jù)分析對(duì)比，并以列表和圖形的方式展現(xiàn)分析對(duì)比結(jié)果，用不同的顏色代表相應(yīng)的環(huán)保數(shù)據(jù)，（如紅色代表報(bào)警，綠色代表數(shù)據(jù)正常），提供圖形展示（餅狀圖、折線圖、柱形圖等）。支持以PDF格式進(jìn)行分析結(jié)果打印。

1.3.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表

系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)，生成廢氣廢水量分鐘報(bào)表、小時(shí)報(bào)表、日?qǐng)?bào)表、周報(bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表以及月污染天數(shù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表等。生成的報(bào)表保存至服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)根據(jù)報(bào)表內(nèi)容生成餅狀圖、折線圖、柱形圖等各類所需圖表，判斷重點(diǎn)污染源的各指標(biāo)的超標(biāo)情況，用戶可對(duì)環(huán)保數(shù)據(jù)自由組合，根據(jù)實(shí)際需求生成個(gè)性化訂制報(bào)表，也可以調(diào)整報(bào)表模板，生成自定義報(bào)表，并生成相應(yīng)的文字描述等。報(bào)表模塊具有良好的擴(kuò)展性。

報(bào)表可生成Excel、Word等格式，并根據(jù)用戶權(quán)限導(dǎo)出。

1.3.6 視頻監(jiān)控

通過(guò)高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)，可獲得監(jiān)視范圍內(nèi)24小時(shí)清晰的視頻圖像及音頻信息，輔助環(huán)保管理。以視頻監(jiān)控為基礎(chǔ)，結(jié)合計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，按區(qū)域、污染源重點(diǎn)監(jiān)視點(diǎn)位進(jìn)行視頻、圖像的實(shí)時(shí)點(diǎn)播，支持點(diǎn)播視頻、圖像的無(wú)級(jí)播放、圖像抓幀；實(shí)現(xiàn)云臺(tái)的遠(yuǎn)程調(diào)控，控制攝像頭的向上、向下、右轉(zhuǎn)、左轉(zhuǎn)、停止等控制；同時(shí)支持?jǐn)z像頭參數(shù)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控的視頻單口及多窗口同時(shí)播放、暫停播放、平移操作、圖像放大縮小操作；焦距調(diào)節(jié)、聚焦調(diào)節(jié)、色彩參數(shù)調(diào)節(jié)等功能。前端監(jiān)控設(shè)備可對(duì)巡檢、視頻、系統(tǒng)日志等信息予以存儲(chǔ)和備份，用戶可在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中依據(jù)授權(quán)進(jìn)行訪問(wèn)。

1.3.7 基礎(chǔ)信息維護(hù)

基礎(chǔ)信息管理包括對(duì)視頻監(jiān)控點(diǎn)和視頻設(shè)備的管理，提供增加、編輯、查詢和刪除的功能。增加視頻監(jiān)控點(diǎn)，需要關(guān)聯(lián)到污染源企業(yè)監(jiān)控點(diǎn)和環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的站點(diǎn)。視頻監(jiān)控點(diǎn)的內(nèi)容主要包括：視頻監(jiān)控點(diǎn)名稱、點(diǎn)組名（視頻監(jiān)控點(diǎn)分組）、通道編號(hào)、IP地址、PUID、監(jiān)控點(diǎn)位置、啟用時(shí)間等。視頻設(shè)備直接在視頻監(jiān)控點(diǎn)信息中添加，視頻設(shè)備的主要信息有：設(shè)備名稱、設(shè)備型號(hào)、生產(chǎn)廠商、啟用時(shí)間等。可對(duì)視頻監(jiān)控點(diǎn)信息和設(shè)備信息進(jìn)行編輯。提供企業(yè)名稱和站位名稱的查詢，查詢出滿足搜索條件所有視頻監(jiān)控點(diǎn)信息。可進(jìn)行多條刪除。

2 應(yīng)用效果

充分了解污染源排放信息，擴(kuò)大環(huán)保管理范圍：

（1）自系統(tǒng)運(yùn)行來(lái)，共收集在線數(shù)據(jù)量190萬(wàn)條，月統(tǒng)計(jì)各類報(bào)警數(shù)量90余條，設(shè)備故障得以及時(shí)處理，通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析統(tǒng)計(jì)，企業(yè)對(duì)集團(tuán)所屬各廠區(qū)、各部門、各排口的污染物排放情況有了充分、準(zhǔn)確的了解，建立了企業(yè)污染源排放數(shù)據(jù)庫(kù)，為環(huán)保管理工作的高效開(kāi)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（2）環(huán)保事件及時(shí)發(fā)現(xiàn)，處理效率大幅提高。自系統(tǒng)運(yùn)行來(lái)，企業(yè)環(huán)保事件的發(fā)現(xiàn)時(shí)間縮短到2個(gè)小時(shí)以內(nèi)，處理時(shí)間縮短到6小時(shí)以內(nèi)，處理效率大幅提高，減少了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。

（3）污染排放超標(biāo)事件大幅減少。系統(tǒng)運(yùn)行后，企業(yè)根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)超限報(bào)警規(guī)則不斷進(jìn)行優(yōu)化，一方面減少了超限報(bào)警的數(shù)量，減輕了現(xiàn)場(chǎng)人員的工作量；更重要的，通過(guò)合理的超限報(bào)警規(guī)則，企業(yè)對(duì)可能出現(xiàn)排放超標(biāo)情況進(jìn)行了及時(shí)處理，大幅減少了企業(yè)污染排放總量和排放超標(biāo)事件。

（4）管理考核工作精細(xì)化。通過(guò)該系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了集團(tuán)-廠區(qū)-部門-點(diǎn)檢人員的層層管理，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保責(zé)任到人，考核依據(jù)精確。

3 結(jié)語(yǔ)

“環(huán)境監(jiān)測(cè)綜合管理系統(tǒng)”符合鋼鐵企業(yè)環(huán)保管理需求，給在鋼鐵企業(yè)打造了一套量身訂制的污染源數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)管理流程，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理，環(huán)保任務(wù)責(zé)任到人，環(huán)保事件有跡可循。自環(huán)境監(jiān)測(cè)綜合管理系統(tǒng)應(yīng)用后，企業(yè)污染物排放超標(biāo)事件大幅下降，廢氣、廢水排放總量下降，徹底實(shí)現(xiàn)了鋼鐵企業(yè)污染物超標(biāo)無(wú)人管的現(xiàn)象，為鋼鐵企業(yè)環(huán)境改善提供了穩(wěn)定、堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐，提高了環(huán)保監(jiān)督人員的工作效率。