吉林省城镇污水处理运营远程监管系统应用技术研究

李波　于大伟

摘 要：针对吉林省城镇污水处理情况，基于吉林省城镇污水处理运营远程监管系统应用技术研究项目支持，对项目研究加以分析并作出系统设计。

关键词：污水处理系统；监管；重要性

1 研究背景

进入网络时代，社会经济迅猛发展，城镇化水平不断提高，城市基础设施对网络依赖程度逐渐加深。污水处理作为城市基础建设一部分对网络监管提出了新的需求。2007年，国务院节能减排工作方案明确要求，“十一五”期间全国城市污水处理率要高于70%，对网络监管有了更高的要求。然而目前，国内只有广东、上海、辽宁等几个省份实现了城镇污水处理在线监测管理。

2 研究内容

网络监测在各行各业都有存在，在污水处理方面结合了传感器技术、自动测量技术、计算机技术和通信网络，并且基于在线自动分析仪器为核心，成为一个综合的污水处理运营监管系统。该系统的开发和研究将填补吉林省城镇污水处理网络监管管理空白。城市污水处理在线监测管理系统能够实现污水处理量及理化参数数据的自动监测和随机监测，对在线监测设备非正常运转情况以及对污水偷排、超标排放、设备闲置等情况实现自动报警，自动生成数据统计报表。本系统运行需要的费用低廉，有接口便于系统扩展；能够实现不同区域部门数据资源的整合与共享。系统实现之后，未来研究方向为分布式网络监管能力开发，大数据整合，云计算平台搭建。现有数据监测基础上利用视频监测、通信、网络技术、远程遥视、视频监控，对我国污水处理行业监管有一定借鉴意义。

现有研究基础为单机版的污水处理运营监管系统，数据采集设备在现场，实时采集并利用GPRS技术将数据发送有固定IP的数据服务器上，服务器位于数据中心。将数据库技术和GIS地理信息技术应用在监管系统开发上，主要完成以下研究与设计内容。

2.1 数据采集控制技术研究

远程终端单元（RTU）作为实时监控的核心是监控管理的终端监控设备。包括三个基本工作：实时检测、主动警告、和数据转换及安全策略。实时检测：将存储到本地的数据用轮巡检测技术检测至本监控点，直接上报最新的状态数据；设置监控点的RTU检测时间表从而调整监控点检测的参数周期，实现检测策略多样化。主动警告：RTU检测到本地监控参数后会与内部参数限值表比较，向监控中心发出警报信息，根据报警信息做相应策略调整。数据转换与安全策略：RTU得到数据之后做数据转换，通过无线网络收发并策划安全策略，网络通讯具有重连机制，能够保证与监控中心无线通讯可靠。

2.2 数据传输技术研究

GPRS网络是存在于应用层之下的承载网络，通过SGSN进行用户数据管理、安全性管理、位置管理以及接入控制等。而GPRS系统到外部网络的连接和路由选择是GGSN根据ANP信息进行的，要完成用户的动态地址分配要配合HDCP服务器，由此完成外部数据包的传送。利用GPRS技术将数据发送到具有固定IP地址和域名的网络监控中心数据服务器的端口上。

2.3 开发监测中心信息管理模块设计与研究

后台数据库用SQL server数据库实现，GIS系统作为开发平台，结合软件集成。系统充分考虑业务发展、数据安全、系统稳定的因素，实现数据通讯和数据处理功能。监测中心数据通讯服务器运行完成同时对监测点数据实时数据接收、处理，并以统计报表和图形的方式生成结果，最后实现组合查询，以此完成系统参数配置管理。系统管理员权限划分通过服务器的参数设置来实现，可以对系统参数、背景数据进行查询统计，对系统整体运行和设备状况进行监测和管理同时生成管理日志。信息监测管理是监测中心内部通过局域网采用B/S方式实现数据的共享和管理，同时利用互联网技术，对各级城市污水处理主管部门授予不同的访问权限，实现资源共享。建立全省相应比例尺GIS地理信息数据库，并将形成的各种分析报表，趋势图表图形，编辑有关数据，在web页上发布。

2.4 系统优化研究

在上述研究的基础上，对吉林省城镇污水处理运营监管系统进行优化研究。

3 系统实现

3.1 进行需求分析和管理系统的总体设计，进行监测点在线仪器监测设计

与有关部门或单位在污水处理厂进、出口现场监测点安装在线监测仪器，并且利用其监测探头和传感器来采集水量和水质参数，如：流量、PH值、COD值、总磷值和总氮值等，对水量和水质指标的在线、实时、自动监测。实现对监控点检测策略的多样化。

3.2 进行数据转换和传输技术研究和实现

在现场监测点安装数据采集通讯设备以进行数据采集传输，以此进行实时采集在线仪表监测仪器输出的数据，对采集的数据进行自动处理、显示及存储，同时将数据利用GPRS发送到预先设定的IP地址或域名监控中心数据服务器端口。

3.3 进行开发监测中心信息管理模块开发与研究

基于GIS信息管理平台进行监控系统数据管理部分的开发，后台采用SQL Server数据库，并且结合其他软件集合。实现对现场监测点数据进行实时数据采集、接收和数据处理，生成各种统计分析报表、趋势图表，用最直观的图形体现数据含义；对监测数据和统计值的组合查询；完成系统参数配置和管理。

3.4 进行系统主界面设计、进行系统优化研究

主要包括数据监控、视频监控；报表分析、厂区上报；企业信息、报警查询、数据维护；政策公告、系统设置等。在上述研究的基础上，对吉林省城镇污水处理运营监管系统进行优化研究。

3.5 技术路线

采用的技术路线如下框图。