自动控制新技术在环境监测领域的应用

卢越琴+杨茜+马玲莉+罗涌春

摘 要：随着社会的不断进步和人们环保意识的逐渐增强，对生态领域的监测和研究力度越来越大。我国地域面积广阔，环境保护工作的内容较多，如果仅依靠传统方式，则无法很好地满足环境监测的要求。在这种时代背景下，必须引进先进的科学技术，加快环境检测的智能化和信息化。分析了自动控制新技术在环境检测领域的应用现状及具体类型，并重点介绍了其应用途径。

关键词：自动控制技术；环境监测；环境管理；数据管理

中图分类号：X830 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.150

随着科学技术的日新月异，信息化时代已经到来，各行业领域的自动化水平逐步提高，环境监测领域面临着巨大发展的机遇和挑战。如何将现代化技术与生态环境的保护工作完美地融合在一起，是政府部门和研究人员应努力解决的问题，从而开发新型的自动控制技术，提升环境监测工作的质量和效率，转变行业现状。

1 自动控制新技术的应用现状

虽然自动控制新技术在环境监测领域的应用时间不长，但其运用范围较大，且影响较大。自1999年起，我国环保部就已开始建立水质自动检测站，主要集中于松花江、长江、淮河流域。经过近30年的发展后，我国已有40座自动检测站投入使用，比如天津市滨水水质检测中心、上海黄浦江区域检测中心等。而在社会发展的过程中，空气污染越来越严重，雾霾等恶劣天气逐渐增多。因此，大气环境的监测工作力度不断加大，比如，北京市已建立了26个空气质量自动监测站，江苏省以互联网为基础，在绝大多数市、县建立了空气质量自动监测站。从国外的应用情况看，以美国为代表的发达国家早在20世纪70年代就开始将自动控制新技术应用于环境保护工作，形成了完整的环境监测体系。至今为止，美国已设立了6 000个监测点，其中，国家级监测点有350个；而荷兰等国家设立了覆盖全国的空气质量监测点。

2 自动控制技术在环境监测领域的应用

自动控制新技术在环境监测领域的应用主要包括宽带高速技术、数字数据网技术等，其都以计算机、互联网、地理信息系统为基础，能准确地为监测工作提供数据。宽带高速技术又可分为无线GRPS和有线Modem。目前，使用较广泛的是无线GRPS，其受环境因素的影响小、灵活性高，不需要考虑频道干扰和网络费用等问题。在环境监测领域中，自动控制通信技术主要应用于大气、水质等的检测，它突破地域空间的限制，动态监测污染源，且在对噪声污染等突发性信息的传输上有独特优势。随着卫星业务的发展，我国设立了80多个监测水质自动站，提升了通信技术在环境监测领域的应用水平。数字数据网技术（DDN）主要的优势为速度快，特别适用于我国的监测子站。

2.1 远程视频监控系统的应用

远程视频监控系统是自动控制技术的重要组成部分之一，主要包括中心站控制、通信技术和远程视频。其中，核心是中心站控制，其主要完成环境监测信息的处理，通过监控现场图像、协调控制信号等方式，最终实现远程动态监测。在环境监测领域，远程视频监控系统主要应用于监测子站，能及时了解水质监测子站水资源的变化情况、空气污染程度等。

2.2 组态软件的应用

组态软件以图形技术、控制技术、数据库技术等基础，能快速采集环境监测数据，并及时进行数据处理，特别是组态报表功能，不仅储存各类报表，比如环境日报、季报等，且能在报表中加入更清晰的图像，比如折线图、柱状图等，从而实时为用户提供数据，其主要构成如图1所示。

图1 组态软件的结构

2.3 GIS地理信息系统的应用

GIS地理信息系统的应用对环境监测有较大的影响，它能帮助控制室找出污染源因素，并通过计算机等技术模拟排放过程，以动态的形式向人们展示环境监测过程。特别是在城市环保信息系统中，GIS地理信息系统通过收集原始数据，可帮助环保部门快速整理资料，进行等标负荷、监测点点位、排污申报、空气质量周报、数据转化输出等方面的分析，并建立环境统计数据库、基础图形库、环境监测数据库等，从而对环境规划进行实时调整，为新型城市化建设提供数字化、自动化和信息化基础。

3 自动控制新技术的应用流程

自动控制新技术在环境监测领域中主要用于水质、空气和污染源质量自动监测系统。

3.1 自动控制新技术在环境决策中的应用

随着可持续绿色发展理念的普及，我国的经济生产模式逐渐从粗犷型转变为集约型。环境监测系统能实时观察环境的变化情况，其决策工作主要包括环境政策的制订、环境技术支持等，在此过程中加入自动控制技术能更加准确地预测环境发展的方向。

3.2 自动控制新技术在数据收集中的应用

环境监测工作通过自动控制新技术能收集大量的原始数据，研究人员需要对这些数据进行科学分类和整理。需要注意的是，人们的环保意识在逐步增强，环境监测工作应结合人们的实际需求，利用自动控制收集、发布技术，并赋予人们环境知情权；组织人们参与环境监测过程，这有利于监督自动监测工作，从而提升环境保护工作的质量。

3.3 自动控制新技术在保护环境中的应用

传统的环境保护主要是在室内实验室进行的，这是因为受到自然因素和人为因素的影响，研究人员无法深入实地考察。但随着自动控制新技术的应用，扩大了环境监测的范围，突破了传统监测方式的技术瓶颈，借助GPS等系统避免了人为失误的出现。

4 结束语

综上所述，在环境监测领域中应用自动控制新技术能有效保护生态环境，及时跟踪、解决保护环境过程中出现的新问题。因此，环保部门应加大对自动控制技术的研发力度，积极借鉴国内外的先进经验创新自动控制技术，深入生态环境复杂的地区，基于区域整体视角，制订系统的环境保护措施，实时监测环境质量的变化情况，从而改善生态环境，协调人与自然的关系。

参考文献

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〔编辑：张思楠〕