安科瑞 王晶淼

摘 要：近年來，我國環(huán)保事業(yè)快速發(fā)展，信息技術(shù)水平也在不斷提升，2016年我國環(huán)保部頒布了《生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設(shè)整體方案》，加強環(huán)保大數(shù)據(jù)的建設(shè)與應(yīng)用效果。因此，將環(huán)保大數(shù)據(jù)應(yīng)用在環(huán)境污染防治工作中，可增強防治管理工作的創(chuàng)新力度，從根本上提升我國的污染環(huán)境防治效果。
關(guān)鍵詞：環(huán)保大數(shù)據(jù)；環(huán)境污染；管理對策
0 引言
從 2016 年開始，加密監(jiān)測需求激增導致設(shè)備市場爆發(fā)式發(fā)展，設(shè)備企業(yè)普遍保持50% 的年增速。同時，智能監(jiān)管軟件平臺也不斷升級。大數(shù)據(jù)項目建設(shè)開始解決只建不用的問題，愈加注重實用性，講究以用促建。政府自身的需求更加明確，各類“定制化”的大數(shù)據(jù)項目開始更加有針對性地解決環(huán)境保護痛點。綜合運用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)理念，探索構(gòu)建“熱點網(wǎng)格 + 地面監(jiān)測微站 + 移動式設(shè)備”的工作模式，推動生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設(shè)，強化生態(tài)環(huán)境科技支撐，提升信息服務(wù)水平、增強技術(shù)服務(wù)能力。
1 環(huán)保大數(shù)據(jù)在環(huán)境污染防治管理創(chuàng)新中的應(yīng)用意義
首先，大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變了人們的態(tài)度與思維，使其從整體上認識與了解了環(huán)境保護的重要性，繼而對環(huán)境污染防治管理工作產(chǎn)生了監(jiān)督意識，將環(huán)境保護工作從小范圍的監(jiān)測、實行轉(zhuǎn)化為大范圍的監(jiān)督管理，并不斷進行探究與創(chuàng)新。其次，環(huán)境污染的防治工作與管理工作需要與其他部門與系統(tǒng)進行密切的合作，因此，關(guān)于環(huán)境方面的信息資源就需要得到充分的共享，大數(shù)據(jù)所具有的傳播速度快、共享方式簡便、成本價格低等優(yōu)勢使得其成為共享的途徑，一改傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的低效率工作模式，為環(huán)保工作注入了新鮮活力。大數(shù)據(jù)具有能夠創(chuàng)造新價值的重要意義。“大數(shù)據(jù)不等于大量的數(shù)據(jù)，也不等于種類繁多的數(shù)據(jù)信息?！贝髷?shù)據(jù)信息具有良好而緊密的關(guān)聯(lián)性，能夠不斷挖掘出新的價值，創(chuàng)造出理想的融合數(shù)據(jù)，繼而為未來的發(fā)展做出正確決策。
2 環(huán)保大數(shù)據(jù)在環(huán)境污染防治管理中的應(yīng)用
構(gòu)建自適應(yīng)環(huán)保大數(shù)據(jù)共享和處理平臺可以對現(xiàn)有的業(yè)務(wù)邏輯相關(guān)數(shù)據(jù)提供管理服務(wù)，將環(huán)保大數(shù)據(jù)的應(yīng)用效果大幅提升。為了有效避免傳統(tǒng)系統(tǒng)中存在的數(shù)據(jù)應(yīng)用局限，通過構(gòu)建環(huán)保大數(shù)據(jù)自適應(yīng)共享與處理平臺可以增強數(shù)據(jù)的維護管理、服務(wù)、共享等功能，可以將環(huán)保相關(guān)信息數(shù)據(jù)進行整合處理。
為了增強環(huán)境污染防治管理創(chuàng)新力度與達到人們的多方面需求，需要增強互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建功能性、綜合性更強的環(huán)保數(shù)據(jù)服務(wù)平臺，加強數(shù)據(jù)服務(wù)的個性化、互動性。平臺可以對數(shù)據(jù)進行交互式的傳播，為受眾提供數(shù)據(jù)內(nèi)容的自定義訂閱內(nèi)容，結(jié)合人工智能或認知計算等技術(shù)，人們可以通過智能手機APP與平臺進行互動，提升環(huán)境污染防治管理的趣味性與互動性。
3 環(huán)保用電監(jiān)管云平臺在環(huán)保大數(shù)據(jù)中的應(yīng)用
環(huán)保用電監(jiān)管云平臺依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電力參數(shù)傳感技術(shù)，24小時不間斷采集企業(yè)總進線、生產(chǎn)設(shè)備和污染治理設(shè)備用電回路的數(shù)據(jù)，通過設(shè)備運行工況分析、越限分析、停/限產(chǎn)分析、關(guān)聯(lián)分析等，及時發(fā)現(xiàn)環(huán)保治理設(shè)備未正常工作的情況及實時監(jiān)控限產(chǎn)和停產(chǎn)整治企業(yè)的生產(chǎn)狀態(tài)，對治污設(shè)施異常、停限產(chǎn)期間違規(guī)生產(chǎn)等進行告警，減少及杜絕用電異常及設(shè)備異常，防止企業(yè)在污染物監(jiān)管過程中的偷排、減排、漏排等情況。同時，對VOCs、煙塵、廢水等污染物排放結(jié)果進行監(jiān)控，避免企業(yè)排放超標違法，使企業(yè)嚴格執(zhí)行排放標準。此外，以視頻或門禁監(jiān)控作為輔助手段減少監(jiān)管盲區(qū)，形成了污染治理過程加結(jié)果的監(jiān)管治一體化監(jiān)控，解決了環(huán)境執(zhí)法力量薄弱、監(jiān)管到位難度大等問題。
3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
多功能電表安裝在企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備、環(huán)保設(shè)備用電回路,測量回路的全電力參數(shù)，通過LoRa無線通訊與DTU或數(shù)采儀進行通信。
污染源揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測設(shè)備的采樣探頭安裝在煙囪上，測量TVOC、煙氣流速、煙氣溫度、煙氣壓力等非電監(jiān)測因子，通過485與數(shù)采儀進行通信。
DTU和數(shù)采儀能夠就地顯示采集的數(shù)據(jù)，并且本地存儲30天數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)斷點續(xù)傳，當網(wǎng)絡(luò)恢復正常時繼續(xù)上傳斷網(wǎng)期間存儲在本地未完成上傳的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以HJ212-2017污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標準傳輸至云端平臺。
環(huán)保用電監(jiān)管云平臺部署在云端服務(wù)器，接收、分析、存儲、統(tǒng)計數(shù)據(jù)，通過WEB和APP的方式，為環(huán)保局和企業(yè)提供管理功能。

3.2 數(shù)據(jù)采集
在企業(yè)總進線、產(chǎn)污設(shè)備和環(huán)保設(shè)備的用電回路安裝多功能電表,采集電流、電壓、功率、有功電能、功率因數(shù)等電力參數(shù)，采集的數(shù)據(jù)通過LoRa無線通訊與無線網(wǎng)關(guān)或者數(shù)采儀進行通信。
污染源揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測設(shè)備的采樣探頭安裝在煙囪上，測量TVOC、煙氣流速、煙氣溫度、煙氣壓力等非電監(jiān)測因子，通過485與數(shù)采儀進行通信。

全電參量測量智能模塊ADW400主要技術(shù)指標如下：
● 有功電能精度：1級，無功電能精度：2級，電壓、電流精度：0.5級
● 電壓規(guī)格：3×57.7/100V、3×100V、3×380V、3×220/380V
● 電流規(guī)格：3×1.5(6)A，3×20(100)A，3×80(400)A，3×120(600)A
● 工作溫度：-25℃~+55℃
● 相對濕度：≤95℅（無凝露）
● 支持470Mhz Lora無線通訊、RS485通訊
● 支持全電力參數(shù)測量（U、I、P、Q、S、PF、F）
● 支持正反向有功、無功電能
● 支持標準DIN35導軌安裝
3.3 數(shù)據(jù)傳輸
數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備包括無線網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)采集傳輸儀，可接收各監(jiān)測點位采集的數(shù)據(jù)，經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換之后，通過4G通信模塊將數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳至云端平臺。

無線網(wǎng)關(guān)AF-GSM500主要技術(shù)指標如下：
● 支持460Mhz~510Mhz Lora無線通訊，頻道和擴頻因數(shù)可設(shè)置
● 工作頻段：TD-LTE/ FDD-LTE/WCDMA/TD-SCDMA/ GSM/ EVDO/CDMA2000，包含聯(lián)通、移動、電信4G網(wǎng)絡(luò)
● 傳輸速率：4G網(wǎng)速上行2Mbps，下行68Mbps
● 工作溫度：-40度~85度
● 濕度范圍：0~95% 無凝露結(jié)霜
● 支持LORA無線組網(wǎng)，通過將通訊數(shù)據(jù)在無線信號之間互轉(zhuǎn)，LORA監(jiān)測支持中繼器模式，滿足用于增強主、從站之間的LORA信號強度
● 支持不低于100臺監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)采集
● 支持固定IP和動態(tài)域名解析方式連接數(shù)據(jù)中心
● 支持HJ212-2017污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標準
● 支持一址多發(fā)，數(shù)據(jù)可同時上傳到3個以上不同的平臺
● 寬范圍直流電源輸入，工業(yè)級設(shè)計
● 數(shù)據(jù)采集器支持服務(wù)器遠程升級，版本更新時無需到現(xiàn)場升級
● 邊緣計算：對采集的數(shù)據(jù)進行實時分析、處理和運算，分擔主站數(shù)據(jù)處理壓力，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬
● 具備就地顯示屏，可查看實時數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)，并且具備一定的人機交互能力，可直接修改一些參數(shù)
● 具備數(shù)據(jù)存儲功能，存儲時間1年
● 具備斷點續(xù)傳
● 支持遠程修改配置、遠程查看實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)主動補傳

數(shù)據(jù)采集傳輸儀AF-HK100主要技術(shù)指標如下：
● 支持460Mhz~510Mhz Lora無線通訊，頻道和擴頻因數(shù)可設(shè)置
● 工作頻段：LTE-FDD/LTE-TDD/CDMA，包含聯(lián)通、移動、電信4G網(wǎng)絡(luò)
● 傳輸速率：4G網(wǎng)速上行50Mbps，下行150Mbps
● 工作溫度：-20℃～+60℃
● 儲存溫度：-40℃～+80℃
● 相對濕度：≤95%RH
● 電磁兼容：GB/T 17626.2靜電放電抗擾性試驗 3 級；GB/T 17626.4電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗 3 級；GB/T 17626.5沖擊（浪涌）抗擾性試驗 4 級
● 具備不少于6路RS485/RS232 串口，8路模擬量輸入通道（電流電壓信號可配置），8路開關(guān)量輸入通道（有源濕接點（DC12V）/無源干接點可配置）以及4路開關(guān)量輸出通道（無源干節(jié)點，觸點容量 DC30V/5A、AC250V/5A）
● 支持LORA無線組網(wǎng)，通過將通訊數(shù)據(jù)在無線信號之間互轉(zhuǎn)，LORA監(jiān)測支持中繼器模式，滿足用于增強主、從站之間的LORA信號強度
● 支持固定IP和動態(tài)域名解析方式連接數(shù)據(jù)中心
● 支持HJ212-2017污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標準
● 支持一址多發(fā)，數(shù)據(jù)可同時上傳到3個以上不同的平臺
● 數(shù)采儀支持服務(wù)器遠程升級，版本更新時無需到現(xiàn)場升級
● 數(shù)采儀具備不小于7英寸觸摸顯示屏，并且具備一定的人機交互能力，可于本地進行監(jiān)測參數(shù)管理設(shè)置，實時，歷史數(shù)據(jù)查詢，采集周期自定義等功能
● 數(shù)采儀具備至少16GB本地存儲空間并支持外置SD卡擴容
● 具備數(shù)據(jù)存儲功能，存儲時間不低于6個月，監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄存儲需滿足至少存儲14400條記錄，且支持歷史記錄通過U盤等形式導出
● 數(shù)據(jù)采集誤差≤1‰，系統(tǒng)時鐘計時誤差±0.5‰
● 具備ups后備電池，要求外部電源斷電后，可持續(xù)供電至少6小時
● 設(shè)備具備斷點續(xù)傳（無法聯(lián)網(wǎng)的情況下 將數(shù)據(jù)先保存起來，等網(wǎng)絡(luò)恢復后再上傳）
● 支持遠程修改配置、遠程查看實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)主動補傳
● 支持本地操作日志存儲管理
● 具備用戶管理功能，支持分系統(tǒng)管理員及一般操作人員兩種權(quán)限，可根據(jù)用戶名密碼登錄
3.4 平臺主要功能
建立產(chǎn)污設(shè)備、環(huán)保設(shè)備運行耦合聯(lián)動關(guān)系，及時發(fā)現(xiàn)環(huán)保設(shè)備非正常運行。同時通過企業(yè)總生產(chǎn)用電、車間用電的數(shù)據(jù)采集，有效解決重污染天氣下企業(yè)停限產(chǎn)無法實時量化監(jiān)管的問題。此外，通過排口的數(shù)據(jù)采集，動態(tài)監(jiān)控企業(yè)污染物排放是否超標。

提供信息化管理手段，為企業(yè)提供環(huán)保設(shè)備異常、設(shè)備故障告警功能，避免企業(yè)因環(huán)保設(shè)備停運造成的超標排放，有效降低設(shè)備停機及生產(chǎn)事故風險。

為企業(yè)提供業(yè)務(wù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)挖掘分析及增值服務(wù)，統(tǒng)計設(shè)備用電情況，提升企業(yè)的能源使用效率。

4 結(jié)語
為了將環(huán)保大數(shù)據(jù)應(yīng)用在環(huán)境污染防治管理創(chuàng)新中，需要通過相關(guān)體系、模型的構(gòu)建，增強環(huán)保大數(shù)據(jù)的應(yīng)用效果，提升數(shù)據(jù)的共享性、實效性。還需要結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、新媒體、認知計算等各項技術(shù)，增強環(huán)保大數(shù)據(jù)的應(yīng)用效果。當然基本的還需要政府相關(guān)部門突破傳統(tǒng)理念、思維的限制，使環(huán)保大數(shù)據(jù)從意義上獲得共享與應(yīng)用，從而增強環(huán)境污染防治管理工作水平，為我國的生態(tài)環(huán)境提供保護。
環(huán)保用電云平臺已在環(huán)境管理中廣泛應(yīng)用，不僅能節(jié)約大量的環(huán)境監(jiān)察人員，還能做到實時管控、智能管控，從而大幅度提高環(huán)境管理的效率，為提升區(qū)域環(huán)境管理水平提供有效的技術(shù)支撐。

審核編輯 黃昊宇