1．概述
隨著工業化生產的發展，人類賴以生存的環境正面臨挑戰，由于我們生產時向空氣中排放的氣態污染物（如硫氧化物、氮氧化物）使得我們呼吸的空氣日趨污濁；工業污水大量排放，水資源受到嚴重的污染；城市噪音污染日益嚴重，對人類健康和生態環境帶來了極大的危害。“保護環境，凈化地球”成了一件亟待解決的頭等大事，是關系到子孫后代刻不容緩的大事。
2．污染源在線自動監控系統的設計
2.1．方案設計簡介
污染源在線監測系統是環保監測與環境預警的信息平臺。系統采用先進的無線網絡，涵蓋水質監測、煙氣自動監測、空氣質量監測、環境噪聲監測以及視頻監測等多種環境在線監測應用;系統以污染源在線監測為基礎，充分貫徹總量管理、總量控制的原則，包含了環境監理信息系統的許多重要功能，充分滿足各級環保部門環境信息網絡的建設要求，支持各級環保部門的環境監理與環境監測工作，滿足不同層級用戶的管理需求。
污染源在線自動監控系統從底層向上可分為污染源現場監測站、傳輸網絡和環保局中心站三個層次（如上圖所示）。
1)現場監測站位于各個污染源現場監測點，又可分為現場儀表、現場通信網絡、數據采集傳輸服務器三個部分。
2)傳輸網絡負責將污染源現場監測站的數據傳輸到環保局中心站。分為基礎傳輸層和應用層兩個層次。
3)環保局中心站通過網絡傳輸層和現場層相互通訊，交換數據、指令下達，以實現對現場層的集中遠程監控，并且可以通過其軟件接口與視頻系統、GIS系統進行無縫結合。
3．現場監測站
現場通信網絡負責將儀表采集到的數據匯總到數據采集傳輸服務器。標準RS232/485 電氣接口，支持Modbus通信協議及非標準通訊協議的開發。數據采集傳輸服務器負責對實時數據進行匯總、分析、存儲并與上位機的數據交換。同時，數據采集傳輸服務器還負責實現本地監控的人機界面功能，是整個系統的中心環節，也是關鍵環節。
4．傳輸網絡建設
由于監測點區域分散，分布范圍廣，而且大多設置在環境較惡劣的地區，本方案采用GPRS無線網絡進行無線數據傳輸。污染監測設備將采集到的污染數據和告警信息，通過GPRS網絡，及時發送到環保監察部門，可以及時管理排污單位或個人，大大提高了工作效率，為環境保護提供了新方式。
環保局中心站安裝力控監控組態軟件eForceCon ，力控軟件利用自主開發的無線通信組件CommBridge通過公網與DTU通信，實現了對現場的無線控制和數據采集，其顯著的特點是數據為并發處理、完全透明的解決方案，消除了一般國內組態軟件將GPRS網絡綁定虛擬串口的查詢方式訪問，造成數據傳輸不穩定的隱患。
5．環保局中心站
環保局中心站由力控企業級實時數據庫pSpace、關系數據庫、Web服務器和實現各種查詢、分析功能的客戶端軟件構成。
5.1環保中心實時數據庫pSpace
在環保中心力控實時數據庫pSpace負責匯集來自各現場監測站的實時數據，為客戶端提供實時、可靠、安全的數據，并且給中心的關系數據庫提供有效的數據。力控企業級實時數據庫pSpace是一個高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性強、跨網絡系統的開放式實時數據庫系統，產品為完全的分布式結構，可任意組建應用模式；支持C/S和B/S應用；它可以提供豐富的企業級信息系統客戶端應用和工具；大容量支持企業級應用，內部實現高數據壓縮率，可實現歷史數據的大量存儲，靈活的擴展結構可滿足各種需求，具備廣泛的安全性和可跟蹤性。
5.2客戶端軟件eForceCon
客戶端采用力控監控組態軟件eForceCon，全面監測企業污染物排放狀況，將企業現場的實時畫面傳送到環保局。
◆實時監控管理
污染源可視化管理實現了對污染源的全面、實時、網絡化的監測體系。只需觀察屏幕上各個企業的圖標樣式或顏色，即可了解所有企業各個污染物排放口的設備運行情況；同時還可以通過表格和曲線瀏覽企業污染物排放的詳細監測數據。這使得工作人員在同一個用戶界面即可將所有企業排污口的設備運行狀況、污染物排放濃度、流量、排放量等信息盡收眼底。
◆強大的報警與預警功能
以聲音、圖標顏色變化、表格中數值的顏色、手機短信（向預先設定的手機上發送相應的報警信息）等形式提供多樣化的報警功能。精確地給出具體的超標數值、超標時間、超標排放量、超標排放介質量，為強化監理工作提供了詳實可靠的依據。
◆數據的統計與分析
將污染源在線監測數據和報警信息進行全方位多角度的分類匯總與統計分析，充分滿足各種統計要求。以圖標、表格、圖形等豐富多樣的形式，實時展現各排污口設備的運行狀況、污染物排放濃度、流量、排放量等信息，以及污染物排放口的發展趨勢與動態。從多種角度和層面來統計分析監測數據，提供全面的報表和統計圖表。可以按轄區、行業種類、污染物種類等多種分類方式，生成統計分析報表和統計圖表。
◆與地理信息系統(GIS)無縫集成
本系統將地理信息系統(GIS) 融入其中,利用GIS 強大的地理信息分析功能,結合環境數學模型,實現基于地理信息基礎上的數據查詢、統計、環境制圖、顯示等功能以及污染源分析、區域環境評價、預警應急、環境決策管理等。
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◆系統管理
系統管理的主要功能有:用戶帳號管理、監測元素管理、污染行業管理、監測儀器管理、監測任務管理等等。
本系統為了保障系統數據的安全性，對于用戶的權限將做細致的區分，首先用戶按其行政級別有一個基本的權限，如市級用戶可以查詢全市污染企業的排污情況，區鎮級用戶可以查詢其轄區范圍內的污染企業的排污情況。在此基礎上，每個用戶又根據其工作性質得到相應的使用權限，如只讀權限使用戶能夠查找信息而不能對資料進行任何修改，而編輯權限使用戶對其所轄企業的信息有修改等所有的權限。
6.總結
將自動控制、網絡通信、計算機以及GIS等信息技術引入環境監測領域,采用國內力控監控組態軟件eForceCon 、力控實時數據庫pSpace建立包括污染源在內的各環境要素在線監測系統,實現重點污染源連續實時監測,動態掌握重點污染源企業的排污及超標情況,加強對重點污染企業、流域污染物排放的監督和總量控制，防止重大污染事故的發生, 提高我國環境監測信息化水平以及環境決策與管理能力等都具有重大意義。
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