一．建设背景

污染源在线监测系统按其被监测对象分为烟气和污水两大类，该系统是对企业所排放的污染物实施连续监测，它的特点是实时监控和网络传输。

随着信息化技术的不断发展，现代化的污染源在线监测系统除了要考虑到监测的实时性、数据的可靠性、报警的及时性、对现场端设备的远程控制等主要功能外，还需与地理信息系统相结合，起到总揽全局的效果。同时，还需要具备工整规范的数据报表、有效的数据对比分析等功能。因此，设计现代化的污染源在线监测系统对提升污染源监测能力是十分必要的。

针对当前污染源在线监测系统的研究现状，集目前在线监测技术所需的在线监测、GIS技术、数据审核、数据补遗、报警管理、远程控制、报表中心、总量计算等功能于一身，充分做到了监测的实时性和全局性、报警的及时性、数据的可靠性等要求。系统实现了从人工监测向在线监测、定时监测向实时监测、机械化监测向信息化监测和污染源监测信息半透明向污染源监测信息公开的转变，满足现代环境监测业务和环境管理的需求。

• 设计原则与目的

1. 设计原则

（1）监测数据准确性和完整性

采集、传输、处理的数据应准确可靠完整。对传输的数据应有差错控制措施，数据(包括指令)传输、处理和统计出现错误的数据个数应小于十万分之一；在通信线路正常时，通信失败出现的几率应小于1%，对远程数据采集的数据捕获率大于99.9%。

（2）稳定性

①系统须在正常情况下运行稳定、可靠，具有很好的容错机制；

②在非正常情况下具有一定的坚固性，保证系统事务以及数据的完整；

③具有完整的数据备份能力；

④具有能够从崩溃的系统中较完整的恢复数据的能力；

⑤不因系统管理人员的变动而产生运行问题。

（3）扩展性

系统能够适应发展的需要，方便软件、硬件的升级和扩充；软件可进行二次组态，可由*操作者对设备以及各种参数进行设置和选择。

（4）兼容性

能与系统有关的污染源数据库、环境质量数据库、其他相关资料数据库信息系统进行数据共享。在各有关部门之间提供协作服务、消息服务。

（5）安全性

系统必须能够防篡改、防泄、数据通信应加密;同时系统应该能防止数据毁灭性丢失；能对用户权限进行严格的动态管理。

（6）灵活性

工作人员变更、机构改革不影响系统的正常运行;系统能允许用户按需自定义统计和查询条件，能够自定义报表输出模板，以实现报表的灵活、高效。

• 建设目标

（1）建立污染源、环境质量、视频等实时监控体系，图形化展示污染治理过程、生产流程、排污过程监控。

（2）监测污染源的污染物排放情况；监测环境质量状况及变化趋势；预警突发环境事件和潜在的环境风险。

（3）监控中心指挥调度与现场处置相结合；快速、高效处理突发性环境污染事故。

（4）突发性环境污染周围人员迅速撤离，减少人员伤亡；组织处理事故的人员以及设施迅速到达现场，开展工作。

三．监测内容

（1）污染源排放在线监测内容包括：

① 污水治理

● 监测指标：COD、总氮、总磷、氨氮、TOC、重金属等监测因子；

● 应用对象：城市管网、污水泵站、城镇污水处理厂、企业污水排放口。

② 烟气污染监测 

● 监测指标：SO2、NOX、O2、CO2、CH4、TVOC、HF、HCL、温湿度、油烟、噪音等；

● 应用对象：锅炉、石化、锅炉脱销、气脱硫、垃圾焚烧等。

③ 网格化大气

● 常规因子监测：SO2、NOX、O3、CO、PM2.5、CO2、气象参数等；

● 特殊因子：VOCs、颗粒物等

实际监测因子用户可根据实际需求自行组合。

1. 治污设备运行状态监测：实时监测现场仪表运行状态、治污设备启停状态等。能自动监测在线监测仪、 自动采样器等现场仪表、设备的运行状态（运行、停止或故障等）。

• 系统功能

1. 与仪器通讯：控制所有仪器的运行，查询各台仪器的状态数据等，另外也负责与流量计的通讯。具体实现的功能如下：

（1）实时显示各仪器的运行状态；

（2）校准仪器时间、复位仪器、远程校准仪器；

（3）整理所有仪器的监测数据；

（4）单独控制仪器。

• 与PLC通讯：控制基站的其它运行设施，如空压机，抽水泵等，保证系统正常、持续的进行。具体实现的功能如下：

（1）发送自动进样命令；

（2）完成监测功能；

（3）对清洗过程进行监视并一记录管路工作状态；

（4）对所有受控设备进行单独控制；

（5）启停单个清洗操作；

（6）管路清洗时间设置；

（7）及时关闭所有操作和所有设备。

• 采集数据：具体包括如下功能：

（1）采集常规参数，如电压、湿度、室温等；

（2）采集瞬时数据；

（3）采集烟气参数和水质参数的测量值。

• 远程通讯：通过选择的通讯方式，实时的与远程中心管理端进行通讯，让系统的状态实时的反馈到管理人员手中。具体实现的功能如下：

（1）自动上报数据；

（2）自动上报状态；

（3）自动上报日志；

（4）远程控制；

（5）网络断开后自动连接。

• 系统管理：自动维护系统的运行，完成数据的整理等。具体包括如下功能：

（1）修改管理员密码；

（2）处理掉电等异常情况；

（3）具有系统报警功能；

（4）具有数据库自动备份功能、能对处理监测数据；

（5）查询历史数据、查询运行日志、参数信息配置。

六．系统总体架构

污染源在线监测主要由污染源监测点位（采集层）、传输网络（传输网络层）和污染源在线监测系统平台（应用层）三个部分组成。在污染源企业监测点位安装数据采集设备，实时采集污染源企业日常监测的主要污染物排放数据，通过传输网络将监测数据传递给环保部门污染源在线监测系统平台进行数据展示与分析。

（1）采集层

数据来源主要有：地表水自动站、空气自动站以及污染源现场端，通过前端采集、监控设备收集到的各类环保实时监测数据后统一由后台业务系统收集并进行整理汇总，为开展业务应用提供基础支持。

（2）数据层

数据层包括实时数据和业务应用数据。本项目的业务数据按功能划分为污染源数据库、环境质量自动监测数据库、环境质量常规监测数据库、环境元数据库以及GIS数据库。

（3）应用支持层

应用支持层包括统一用户管理、GIS服务、视频服务、实时数据服务以及应用数据服务五个独立的子模块，各个子模块对外提供可供访问的服务接口，对内则通过相应的机制形成一体化的基本服务层，为构建在之上运行的各应用系统提供各类通用的功能。

七．业务架构

（1）使用用户

环保部门、环保审核人员、*门、第三方运维单位、*门、企业环保人员及公众等。

（2）组织架构

整个系统由环境质量自动监测系统、污染源自动监控系统、环境质量监测管理系统、环境视频监控管理系统、GIS综合应用平台、综合应用管理平台以及信息发布于交互管理平台组成。

●环境监测相关设备采集区域内污染数据经数据采集器传输至统一管理平台，职能部门对实时排污、环境质量实时情况以及设备运行状况进行监控，同时负责对污染源进行现场督察。

●工作人员依据数据采集器传输过来的各项污染源监测数据，进行人工复核，审核过后的数据由平台进行统计、分析、评价、生成报表等。

●*门对监测数据监察分析仪，环保部门定期将数据上传至监察平台。

●相关企业的工作人员可以通过系统一站式查询企业的污染源在线监测数据，以及设备运行状态等。

●设备生产商或第三方运维单位可以通过系统提供的设备故障状态，对前段监测设备进行及时响应和维护等，从而保证监测数据的正常上传和前段监测数据的准确性。

●监测数据和可以同步至第三方多媒体平台，以便公众及时了解对环境质量现状与变化趋势，对污染源进行监督。

八． 监控平台

（1）数据层：负责数据的存取、维护数据的完整性、安全性以及备份/还原等工作。

（2）应用层：数据层与表现接入层沟通的桥梁，提供各种业务逻辑相关的应用服务。

（3）表现接入层：提供给用户的界面，通过界面层，用户输入信息、获取数据，同时也提供一定的安全性，确保用户有会看到机密的信息。表现接入层也提供监测数据进入的入口，令符合统一格式的监测数据可以进入管理平台系统。

• 功能展示

●报警管理（智能预警、及时防控、降低生产风险、精准作业）

监控终端汇聚、过滤传感器上报的数据，当某一项数据超过阈值时，监控终端就会立即上报告警信息到监控中心，监控中心收到告警信息后实时转发给相关管理人员的手机。

●智慧运维：

（客户管理）

（设备管理）

针对不同的设备分配不同的设备ID，设备型号信息、位置信息、工作状态信息等都会存储在云服务器中。云平台接收水质传感器采集的数据，用户可以通过数据模板对数据进行查看、编辑等操作。

●数据查询、导出

 通过对大量基础数据按照系统设定的规则进行智能化分析，获得用户需要的不同类型的报表、列表以及图形；提供相关工作人员对外发布信息的处理和审核

●可视化地图展示
采用GIS引擎，实现城市区域管网的地理数据展示，提供基本的地图显示、站点导航、预警信息、实时数据等功能。

●监控大屏

实时绘制城市排水末端污染趋势图，实现水质信息的监测数据展示与管理，为掌握各排水口水质安全信息，科学制定解决措施，实现灾害预警。

●移动监控

通过移动手机客户端，实时查询各排水口监测站点数据信息，便于随时掌握排水口水质、及时采取应对措施，实现排水口水质的全位监控和全局化调度管理。

九．应用价值

（1）改进环境监测手段

利用污染源在线监测系统，可以改变过去环境数据在时间分布上的离散状态，并易于建立中大尺度的环境监测网络。同时引入现代网络信息技术，还可以大大提高环境监测与管理的自动化、信息化水平，提升环境监测和管理的工作效率。

1. 获取和存储大量环境数据

环境监测数据是环境决策和管理的基础和依据，因此环境数据的获取和存储是环境保护工作的一项基础内容。通过实时在线监测，可以积累大量的历史数据为环境变化趋势分析以及预测预报提供丰富、可靠的素材。

（3）支持环境管理部门决策和管理

污染源在线监测系统的建立将及时提供政府所需数据资料，提供更加准确、完备的技术支持和技术服务，并对企业实施更加有效的环境监督。

（4）解决环境纠纷仲裁和应急

对于特定的污染事件，纠纷双方往往由于从各自的利益的角度出发各执一词，出具的环保监测数据差距很大。而引入污染源在线监测系统可以有效解决这一问题。例如在排污口敏感水域或行政交界处建立水质自动监测子站，实时在线监测水质变化情况，可以提供较为完整、准确和中立的数据，对于突发的重大污染事故预防和应急处理，环境在线信息系统的优势更加明显。