深圳市环境在线监控平台的建设和应用

周聿泓

（深圳市环境保护宣传教育信息中心，广东深圳518040）

深圳市环境监管及预警信息系统项目是实现环保局的环保业务信息化管理的系统工程，是借助IT系统的建设，推动深圳环保业务和体制进行变革的一个项目，也是和谐深圳的重要建设内容。而环境监管及预警信息系统建设的一项主要内容就是“环境在线监控平台”。本着技术先进、功能强大、运行可靠、易于拓展、节约资金、联网便捷的设计原则，结合污染源综合治理的实际需求，确定了本项目的建设和相关要求。

1 系统概述

整合现有软硬件资源，实现在线监测与视频监控系统的无缝连接，提高环保部门信息化管理水平，通过集成系统实现市局与区局和监察支队、监测站、尾气中心、水源办等部门的视频／数据互联互通。

从点源在线监测、流域在线监测、大气在线监测等自动监测系统中获取数据与视频图像，并能通过移动通讯网、互联网及固定电话网发出指令和接收数据。前端设备采集数据经IP网络传输到各部门再到数据中心。在大型数据库的基础上，及时、准确、完整地反映各污染源排放情况，实现强大的统计分析功能。综合利用GIS、GPS、GPRS、PDA和计算机通信网络技术，实现环境监察机构快速执法。当指挥中心通过远程图像监控系统发现污染事故或者市民通过“12369”用户投诉热线进行举报时，指挥中心值班人员能够迅速调动离事故点最近的12369巡逻车进行取证和执法［2］。

环境在线监控平台是由视频监控系统、环境在线监测系统组成。系统集成后可以调用GIS系统，将环境在线监控平台中的视频／数据信息结合地图的形式表现，集图形图像信息、地理位置信息、文字数据信息于一体，实现实时、直观、动态、可视化的监控。环境在线监控平台启用后，一旦发现污染事故，监控中心的警报将自动报警，监控中心可马上调用污染源图像，使环保部门能在最短时间内对污染源进行正确判断，给处置环境污染事故工作提供准确、全面的依据。该系统的建设对于我国环境监督、监测、监控信息网的建设、新世纪环境的综合治理和长远发展都具有极其重大的现实意义。

2 项目系统结构及系统主要功能

本期建设主要包括视频监控系统模块、中心管理平台模块、在线监测系统模块［2］，见图1～3。

（1）视频监控系统模块 视频监控系统主要是对各主要污染源和重要环境敏感区进行视频监控。主要对以下地方进行监控：

烟气视频监控 该系统建设目的是对市区烟气排放情况进行宏观监控和微观分析。系统利用高空摄像机对市区企业烟气排放情况进行实时图像监测及烟尘黑度分析，随时了解市区烟气排放情况，避免空气污染事故发生。

水环境视频监控 为能及时了解水域水体变化情况，在水域的合适位置设立景观水质视频监控点，对特定水域水体情况进行宏观调控。

污染源视频监控 在有监控需要的水、气排口、治理设施及放射源摆放位置，放置视频监控设备，实时监控污染源。

汽车尾气视频监控 在各尾气监控点或交通干道上，设置视频设备，为管理人员提供直观的监控信息。

①视频浏览及轮询 对被监控企业进行实时视频监控。自动以电子地图的方式将有权限的显示出来，单击电子地图摄像机图标，显示相应视频；同时还可以树形结构排列出来，用户可直接单击访问，见图4。也可通过拖拽树形节点到显示区域，显示相应视频，显示区域视频支持拖拽排序。

图1 深圳市环境在线监控平台系统总体架构图

图2 深圳市环境在线监控平台系统结构图

图3 深圳市环境在线监控平台系统总体架构流程图

② 管理功能 所有用户采用集中式，分区管理的方式进行组织。用户管理包括用户注册管理，用户查询、用户增加、修改和删除、用户访问权限管理，用户角色管理，用户资费管理，用户锁定解锁功能、用户分组管理，用户操作日志管理，见图5。

（2）中心管理平台模块 中心管理平台主要包括设备管理模块、客户端管理模块及中心服务模块，见图1。

图4 深圳市环境在线监控平台视频浏览图

图5 深圳市环境在线监控平台中心管理平台模块图

①设备管理主要包括现场设备运行状态监控与查询，现场音、视频设备及辅助设备云台的远程维护与管理，现场监测仪器的远程维护与管理。

②客户端管理模块实现系统综合管理平台对系统中所有客户端对前端设备访问的监控与管理，是系统的集中监控和维护平台。任何客户端对前端设备的访问和控制都需要通过中心服务系统提供的授权才能实现，从而保证系统的安全性与稳定性。

③中心服务管理模块负责用户和设备的接入管理，由中心管理服务器、流媒体转发服务器、视频存储服务器、认证服务器、Web服务器、数据采集服务器等组成。

（3）在线监测系统模块 本模块所有功能都是围绕着“数据”展开的。按照监测数据的时限和所代表的意义，分为实时数据和历史数据两种。

①实时数据是指数据由现场监测仪器产生后，经过有线（或无线）通讯网络传输到管理中心，直接显示给用户的原始数据。实时数据的特点是实时性强、速度快，目前在本模块里设定的数据从监测仪器产生到呈现给用户的时间更新间隔为30s，其代表的是当前时刻的监测数值，适合于实时监控与报警，见图6。

图6 深圳市环境在线监控平台实时数据图

②历史数据是指由现场监测仪器产生后，通过专家审核，经过管理中心的系统汇总和统计的数据。历史数据的特点是高可用性和永久性，可用于查询和统计。历史数据代表的是历史上一个时间段的监测数值，适合于统计和分析，并被最终用于环境管理和决策。鉴于以上要求，因此对历史数据的准确性和完整性都要求较高。本系统模块具有扫描缺失历史数据的功能，并能够自动补足这些数据。

③本系统模块对现场监测数据的采集主要采取现场主动发送数据的方式，除了自动补足数据的功能之外，也提供手动采集数据的界面，让系统管理员或数据专家可以录入需要采集的监测数据的参数。

④本系统模块的一大特色是将GIS技术应用到污染源的管理，提供通过GIS提供的空间分析功能与在线监测系统无缝结合，从而实现空间数据和属性数据的混合查询与分析，整合环境质量监测数据、重点污染源数据、基础空间数据以及用户实时采集的数据等。建立污染源空间数据库与各专题监测数据一体化的编码方案，使环境信息实现综合管理监测数据的监控、报警及查询等界面都能够与GIS有机结合成一个整体。例如，在地图上选取一些污染源，就可以动态地以各种图表方式显示它们的实时监测数据以及监测仪器的状态数据、远程实时视频监控等［3］，见图7。

⑤除了可以对现场监测仪器进行控制之外，此模块还具有实时监控和报警的功能；在对数据进行管理的同时，更提供数据查询、统计和生成报表的强大功能，在此之上，还可对外发布数据；另外还有一些系统的设置和管理、用户管理等方面的功能。

3 结论

图7 深圳市环境在线监控平台利用GIS显示污染源监控点位图

环境在线监控平台包含自动分析技术、自动控制技术、计算机及网络通讯技术等多领域的高新技术。以光纤传输方式为主，利用报警策略，GIS系统的强大空间信息处理能力，对重点污染源、大型施工工地进行自动监控的建设模式。该平台实时性强，可调阅最新的实时数据，并可根据报警数据联动调用相关现场实时视频数据，掌握第一手资料。报警功能强，对治污设施（在线监测设备）关闭、不间断电源运行异常、流量计关闭、实时排污流量异常、主要污染物排放浓度超标等情况实施报警，有较强的实用性。环境在线监控平台对大气地表水、噪声、固定污染源等各种环境污染指标实施连续不断的实时在线监测，并将监测数据与图像自动传输到政府环保监控中心进行数据处理的系统。利用监测仪器和摄像头，实现对污染源的实时监测、监控，并在各个监测点完成数据的收集、整理、保存、显示，这样，环保部门工作人员只要坐在电脑前点点鼠标，就可知道区域内污染企业的地理位置、排污口信息、排污流向、影响区域等情况，形成工业企业、环保部门二者互动的环境监督管理网络。环境在线监控平台是环境管理结合现代信息技术发展的产物，该系统建成后将进一步提高环保部门日常监管以及综合处理污染事故的能力。

［1］ 江健军.在线监控工作中若干问题的探讨［J］.环境，2001（8）：42.

［2］ 徐富春.环境信息技术应用与管理实践［M］.化学工业出版社.2005：173－467

［3］ 方 力.ArcGIS在重点污染源监控系统中的应用［J］.环境保护与循环经济，2010，30（4）：58－60.