智慧環保綜合解決方案白皮書目錄1簡介12智慧環保綜合解決方案12.1簡介12.2系統架構12.3系統特點23環境數據中心23.1環境數據中心管理系統23.1.1方案概述23.1.2系統構成33.1.3方案特點43.2水資源管理綜合解決方案44環境質量監控系統64.1環境質量監測信息化綜合解決方案64.1.1簡介64.1.2方案架構64.1.3系統特點74.2大氣復合污染（灰霾）監測解決方案74.2.1方案概述74.2.2系統構成74.2.3方案特點84.3機動車尾氣排放監管系統解決方案84.4水質重金屬污染源監測解決方案94.5固體廢物監管解決方案105環境預警預報系統125.1大氣環境預警預報系統解決方案126環保應急管理系統136.1環境應急管理系統136.1.1方案概述136.1.2系統構成136.1.3方案特點147成功案例147.1LIMS實驗室管理平臺147.2長株潭大氣污染管理平臺157.3湖南省重金屬污染綜合防治綜合管理系統17211 簡介“智慧環保”是“數字環保”概念的延伸和拓展，它是借助物聯網技術，把感應器和裝備嵌入到各種環境監控對象（物體）中，通過超級計算機和云計算將環保領域物聯網整合起來，可以實現人類社會與環境業務系統的整合，以更加精細和動態的方式實現環境管理和決策的智慧。2 智慧環保綜合解決方案2.1 簡介智慧環保綜合解決方案是依托環保綜合云，整合環保業務、數據、流程和設備，形成以物聯網和大數據應用為核心的“智慧環保”解決方案。為政府提供精準的物聯監測數據和多元的智慧監管手段，利用多模式環境質量模型以及大數據分析，科學決策污染管控方案，實現對污染源和大環境的的精細化管理；對企業進行污染排放管控監督和環保行為信用評價；滿足公眾的環境狀況知情權、監督權，參與權，提升環境數據在公眾服務領域的應用和共享價值。2.2 系統架構“智慧環保”的總體架構包括：感知層、傳輸層、智慧層和服務層。感知層：利用任何可以隨時隨地感知、測量、捕獲和傳遞信息的設備、系統或流程，實現對環境質量、污染源、生態、輻射等環境因素的“更透徹的感知”；傳輸層：利用環保專網、運營商網絡，結合3G、衛星通訊等技術，將個人電子設備、組織和政府信息系統中存儲的環境信息進行交互和共享，實現“更全面的互聯互通”；智慧層：以云計算、虛擬化和高性能計算等技術手段，整合和分析海量的跨地域、跨行業的環境信息，實現海量存儲、實時處理、深度挖掘和模型分析，實現“更深入的智能化”；服務層：利用云服務模式，建立面向對象的業務應用系統和信息服務門戶，為環境質量、污染防治、生態保護、輻射管理等業務提供“更智慧的決策”。其中中以環境數據中心為依托，由環境質量監控中心、環境預警預報中心及環保應急管理中心共同組成服務層應用。圖 21 智慧環保總體解決方案圖 22 服務層應用框架2.3 系統特點 基于設備智能化的物聯網監控體系通過對采用智能化設備對設備運行狀態、污染物排放狀況進行全面感知，結合中心端信息化平臺實現智能化應用。 基于軟件系統支撐平臺快速構建應用采用高質、穩定、兼容性強的開發技術，快速構建統一的環境軟件系統支撐平臺；將各管理業務的個性化業務和數據處理流程插件化，達到將各獨立管理業務應用系統融合為一體的目標。 環境數據整合及空間信息共享采用數據交換、數據整合、數據挖掘、數據展示技術，充分整合多源異構數據，建設面向全局的數據中心；同時，提供ARCGIS平臺開發空間信息共享服務。3 環境數據中心3.1 環境數據中心管理系統3.1.1 方案概述 環境數據中心管理系統主要完成對污染源自動檢測項目采集數據的綜合分析利用及展示，并為后續的其他數據利用建立部分模型，實現污染源自動監控數據的集中管理、數據共享和綜合分析。 遠期以重點污染源數據中心管理系統為基礎，以滿足政府、社會、公眾和各級環境管理工作對環境數據的共享需求為目的，以現有環境數據資源為基礎，簡歷環境數據中心。集成整合來自各種環境業務應用系統中的數據，實現對不同位置、不同格式數據的共享和訪問。利用ETL、數據倉庫、OLAP等數據處理和加工工具，對數據進行整理、轉換、匹配、校驗、整合和分析，提高環境數據管理水平，增強環境數據共享服務能力，實現環境數據的共享和綜合利用，為環境管理決策提供高質量的綜合數據支持。3.1.2 系統構成圖 31 環境數據中心管理系統框架3.1.3 方案特點 構建了環保數據的大數據云平臺，打通了信息孤島 深化數據資源的挖掘應用，支持智能化的決策支持3.2 水資源管理綜合解決方案3.2.1.1 簡介水資源智能化管理系統以標準規范體系、指標評價體系為依托，綜合運用網絡及信息技術，對行政邊界監測、水源地監測、取水口監測、排污口監測、水生態監測、地下水監測、水雨情監測、灌區監測、實驗室檢測、應急監測等實行信息化管理，實現水資源信息自動感知。通過與軟硬件平臺結合，建立水資源信息管理系統、水資源業務管理系統、水資源調配決策支持系統、水資源應急指揮支持系統、水資源納污防控支持系統，并形成對內業務管理和對公眾信息發布及業務辦理的門戶。3.2.1.2 系統架構水資源管理綜合信息平臺參考物聯網總體架構，由下至上包括三層：智能傳感層、智能傳輸層、智能應用層，設計框架如下：圖 32 水資源管理解決方案框架 智能傳感層智能感知層實現數據采集與感知，通過水質監測站的智能化改造，數據采集傳輸改造等，實現行政邊界監測、水源地監測、取水口監測、排污口監測、水生態監測、地下水監測、水雨情監測、灌區監測、實驗室檢測、應急監測等信息的采集，為水資源業務管理提供基礎數據。 智能傳輸層：智能傳輸層把感知到的信息高效、安全、無差錯傳輸，需要傳器網與移動通訊網、互聯網相融合。 智能終端與管理決策層：智能終端與管理決策層建設使信息化應用系統在統一的應用集成框架基礎上實現統一門戶，單點登錄，充分整合水資源監管各系統（水資源信息管理系統、水資源業務管理系統、水資源調配決策支持系統、水資源應急管理系統、水資源納污防控支持系統、水資源對內業務管理門戶、水資源公眾信息發布和業務門戶等系統）的數據，使各系統功能協調統一、信息共享互通，從而實現完善的水資源監管體系建設。3.2.1.3 系統特點監管系統平臺化，幫助用戶快速隨需應變，敏捷開發系統功能模塊化，對軟件功能精細分類和管理服務管理集成化，對功能模塊進行可靠裝配系統和儀表智能化，最大限度提高效率，降低運維成本4 環境質量監控系統4.1 環境質量監測信息化綜合解決方案4.1.1 簡介環境質量監測信息化綜合解決方案運用環保物聯網技術、現代測量技術、自動控制技術、計算機技術、GIS技術實現環境監測數據及子站運行狀態數據的統一測量、采集、傳輸、管理、分析、應用、遠程反控等功能，從而及時、準確地感知環境狀況及設備運行狀態，服務于區域環境質量評價、環境質量報告發布、預測預警、污染控制評價、污染擴散分析、應急指揮、環境污染治理策略制定等業務。4.1.2 方案架構環境質量監測信息化綜合解決方案參照物聯網分層，解決方案框架圖如下，它包括智能感知層、智能傳輸層、智能應用層。圖 41 環境質量檢測信息化架構圖 智能感知層智能感知層實現數據采集與感知，通過監測子站的智能化改造，數據采集傳輸改造等，實現環境監測數據、設備狀態數據、現場圖像、報警事件等信息的采集，為環境監測業務提供基礎數據。 智能傳輸層智能傳輸層把感知到的信息高效、安全、無差錯傳輸，需要傳感器網與移動通訊網、互聯網相融合。 智能應用層智能應用層實現對環境監測子站智能化的控制和管理，包含應用支撐子層及應用服務子層。4.1.3 系統特點 有利于全轄區環境監測數據的統一采集和設備的統一控制； 通過監測子站的智能化改造、站房動力環境監控，實現儀器設備的運行狀態監控及站房環境監控，可有效提高儀器設備的正常運轉率，降低現場維護量、最終保障環境監測數據的完整和有效； 在采集環境監測數據時，同時實現設備狀態數據的采集，對環境監測數據進行狀態標識，實現監測數據自動審核，可大大減少人工審核的工作量，提高環境監測數據質量； 系統為用戶提供基于GIS的統計、分析、對比、評價等功能，實現環境監測數據的深化應用； 為設備運行管理提供信息化工具，有利于對全轄區儀器設備的統一管理、運營維護，提高運行管理水平。4.2 大氣復合污染（灰霾）監測解決方案4.2.1 方案概述近年來我國以灰霾為代表的區域性大氣復合物污染問題日益突出，“三區九群”地帶能見度大幅下降，年均灰霾污染天數占總天數的30-50%，嚴重威脅人民群眾身體健康，已成為當前迫切需要解決的環境問題。準確監測和預測灰霾等區域性大氣復合污染，是當前我國在應對氣候變化和滿足區域大氣復合污染控制等重要國家需求時需要解決的關鍵科學問題。 本方案可實現灰霾污染24小時連續自動監測、監測數據的自動收集和傳輸、灰霾污染的預測預警、灰霾污染的特征及機理研究，并為灰霾污染的政府決策提供輔助支持。4.2.2 系統構成灰霾監測系統由顆粒物濃度與組分、氣象、能見度與大氣光學性質監測、大氣化學成分等4個模塊組成。同步監測能見度、光輻射等氣象參數及O3、CO、PM2.5(1.0)、VOCs等空氣質量參數。根據客戶需求可實現基本站、標準站和超級站等多級配置。圖 42 大氣復合污染檢測系統架構圖4.2.3 方案特點全方位的監測因子：多參數協同監測，涵蓋灰霾成因、本質、條件、表觀，可滿足客戶對灰霾監測、評價和研究需求； 先進的儀表配置：集成領域內國際頂級水平的廠商監測設備； 專業的系統功能：大氣復合污染軟件平臺，可實現灰霾在線監測、等級自動判定和分析展示；4.3 機動車尾氣排放監管系統解決方案4.3.1.1 簡介機動車尾氣監測解決方案采用現代通訊技術、計算機技術、網絡技術、物聯網技術等實現機動車排氣檢測數據的采集、傳輸、存儲、管理，對所有檢測站機動車尾氣檢測的過程進行視頻監控，以確保數據采集的規范性與真實性，同時實現環保標志發放管理、新車管理、路檢執法、車輛抽檢、維修管理、在用車監管及淘汰報廢等機動車污染綜合管理功能。4.3.1.2 方案架構圖 43 機動車尾氣排放監管系統架構圖 智能感知層智能感知層建設檢測站監測、尾氣遙感檢測及移動路檢執法車等監控手段的建設實現機動車尾氣監測數據的遠程獲取。 智能傳輸層智能傳輸層把感知到的信息高效、安全、無差錯傳輸，需要傳器網與移動通訊網、互聯網相融合。 智能應用層智能應用層建設為機動車尾氣污染防治的各項措施提供有效平臺和載體，實現對高排放車輛的精確管理，保證在用車的達標使用，加速老舊車輛的更新淘汰，減少機動車排放污染，改善大氣環境質量。4.3.1.3 系統特點 建立一套“車管所、交警、環保三方”聯動管理平臺，實現三方數據共享；4.4 水質重金屬污染源監測解決方案4.4.1.1 簡介質重金屬污染源監測系統可以實現飲用水源、河流斷面、湖泊等地表水重金屬實時監測，判斷水質變化趨勢及突發事故預警；實現對企業的水質重金屬排放狀況進行實時監測4.4.1.2 系統架構智能化水質重金屬污染源監測系統由監測子系統、采樣及預處理子系統、數據采集與處理子系統、監測站房子系統、排放口建設子系統等組成。系統可監測六價鉻、總鉻、鉛、鎘、汞、砷、氰化物、銅、鋅、鎳及其他重金屬因子。4.4.1.3 系統特點 電化學法分析儀每次測量時電極同步鍍膜，保證電極檢測靈敏度 使用無試劑殘留的流體切換器件-多通道選向閥 使用微定量注射泵輸送試劑和樣品，不接觸試劑，使用壽命長，計量精度高 低消耗試劑的分析儀，每次測量試劑消耗量少于3ml 采用嵌入式操作系統，主機運行穩定性和可靠性高4.5 固體廢物監管解決方案4.5.1.1 簡介固體廢物監管解決方案基于先進的物聯網技術，利用RFID、GPS、GIS、GPRS和視頻監控等技術手段實現固體廢物從產生、申報、審批、運輸、處理、銷毀全生命周期監管，可以有效的、實時的、可視的監管固體廢物，同時系統具有很好的通用性和可擴展性，為固體廢物管理的可持續發展提供了可靠保障。4.5.1.2 系統架構固體廢物綜合監管系統由五大平臺構成，分別為數據共享平臺、業務管理平臺、綜合監控平臺、決策支持平臺和信息發布平臺。圖 44 固體廢物綜合監管系統功能框圖 數據共享平臺數據共享平臺包括固體廢物數據中心和固體廢物地理信息平臺兩個子系統，對固體廢物業務數據和空間數據進行管理。 業務管理平臺業務管理平臺包括固體廢物產生源管理系統、危險廢物經營許可證管理系統、危險廢物轉移管理系統、危險廢物出口核準管理系統、廢物進口業務管理系統等子系統，對固體廢物日常申報審批進行管理。 綜合監控平臺綜合監控平臺包括固體廢物產生源RFID管理系統、運輸車輛RFID電子鎖系統、危險廢物運輸GPS監控系統、危險廢物集中處置監控系統、危險廢物視頻監控系統和固體廢物監控中心可視化平臺等子系統，實現對固體廢物產生、暫時貯存、收集、運輸和處置的綜合監管。 決策支持平臺決策支持平臺包括危險廢物事故應急系統和固體廢物數據分析系統兩個子系統，實現危險廢物事故應急和固體廢物數據綜合分析的決策支持。 信息發布平臺信息發布平臺包括固體廢物移動辦公系統、固體廢物綜合信息發布平臺和固體廢物交易平臺，實現固體廢物信息的綜合發布以及固體廢物交易管理。4.5.1.3 系統特點 基于物聯網先進技術； 集RFID、GPS、GIS、GPRS和視頻監控等先進技術于一體； 對固體廢物從產生、貯存、收集、運輸和處置的全生命周期實時監管； 對固體廢物從業務管理、綜合監控、決策支持到信息發布的全面管理； 固體廢物業務數據的高度共享。 5 環境預警預報系統5.1 大氣環境預警預報系統解決方案5.1.1.1 簡介大氣環境質量預警預報系統解決方案基于B/S、J2EE、Oracle、WebGIS等系統架構和技術平臺，可集成中科院大氣所的NAQPMS模型、美國EPA的CMAQ模式、CAMx或STEM模式等數值預報模型模式構建的空氣質量數值預報運算模型系統，建立空氣質量預報運算、會商、發布、演示的可視化平臺，并基于空氣質量模型模擬預測服務于環保業務管理和空氣污染綜合防治決策。該解決方案實現了大氣環境質量現狀的客觀化評價，變化趨勢的科學化預警預報，同時為大氣環境信息及時發布、環境風險的預先防范、環境調控決策的模擬分析提供了科學工具。5.1.1.2 方案架構大氣環境預警預報系統總體架構由硬件支撐、數據資源、模式系統和應用系統四大模塊組成。圖 51 大氣環境預警預報系統架構圖5.1.1.3 系統特點 多模式預報集成，更準確的預報服務； 多手段發布途徑，更有效的預警防范； 全過程污染追蹤，更精準的業務管理； 自由化情景模擬，更科學的決策評估。6 環保應急管理系統6.1 環境應急管理系統6.1.1 方案概述非常態管理與常態管理相結合，是環境應急管理發展的必然要求。突發環境事件的不確定性決定了非常態管理的必然性。但當前嚴峻的環境形勢和復雜的事故對環境 應急提出了更高的要求，這使我們必須更加強調常態管理的必然性。天維爾環境應急管理系統融合了IT、通訊、數據庫、人工智能等多項先進技術，對重點風險源 數據進行數據采集、系統自動識別與分析，對重點風險源進行分類、分級和評價。在此基礎上，系統將地理信息數據、風險源點數據、污染擴散模型與應急管理流程 充分結合起來，將環境應急管理工作流程化、標準化、系統化，為各級用戶提供便于管理和使用的環境應急管理系統同時該系統的建立也為在線監測、監管監察、行 政管理指引方向。6.1.2 系統構成圖 61 環境應急管理平臺系統6.1.3 方案特點 系統高度的時效性、便捷和科學準確，完全滿足對突發事故預防、響應、處置和后期評價的工作要求。 多網絡融合功能，為應急提供實用的通訊網絡保障。 整合應急數據資源，多部門聯動協調的可視化。 系統結合模型分析技術，科學的計算出污染造成的污染物擴散范圍和強度分布。 實用性與先進性相結合，用戶界面友好，人機交互性強。7 成功案例7.1 LIMS實驗室管理平臺LIMS是基于計算機局域網，專門針對一個實驗室的整體環境而設計。以實驗室為中心，將實驗室的業務流程、環境、人