广东省机动车环保管理系统建设及应用研究

陈炽璋+许治国

摘 要：机动车尾气污染是大气环境污染的主要来源之一，随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，大家越来越重视这个问题。建设广东省机动车环保管理系统，利用物联网、云计算、商务智能等信息技术拓展其深层次应用，以解决当前机动车监管缺乏手段、全省机动车排污状况数据不清、情况不明等问题。

关键词：机动车；大气环境；管理系统；环保信息化

中图分类号：X831 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.08.012

随着广东省社会经济的持续快速发展，机动车数量迅速增加。目前，全省机动车保有量已突破2 300万辆，年均增长率约为10%，机动车尾气污染对城市空气质量的影响日益增大。根据城市空气污染源解析研究结果，在珠三角城市群空气PM2.5污染物来源中，机动车污染占25%左右。由此可见，机动车尾气污染已经成为广东省大气环境污染的主要来源之一。

为了加强机动车环保管理，国家环保部、国家发改委在“十一五”规划中明确指出，要将主要污染物排放总量削减10%，其中的重要任务之一就是要“强化机动车污染防治”。2013年，国家《大气污染防治行动计划》中要求珠三角区域PM2.5浓度由原来值下降15%.近年来，广东省采取源头控制、改善油品、强化在用车监管、严查冒黑烟车辆、淘汰黄标车等措施，多管齐下治理机动车尾气污染，取得了一定的效果。但是，我省在机动车环保管理中还存在不足，主要表现为以下2点：①机动车环保监管能力落后。除了少数几个城市机动车环保监管能力比较强之外，粤东西北地区大部分城市机动车环保监管能力严重落后——缺乏检测仪器设备，排气检测管理信息系统不完善，有的甚至没有，部分地市机动车排气检测系统和数据尚未与环保部、省厅联网，无法上传数据，远远达不到环保部机动车环保监管能力标准化建设的要求。②基数不清、数据不准。在机动车管理中，经常使用的机动车保有量、黄标车数量、运营黄标车数量、环保标志发放率、机动车环保定期检测率等基本数据，它们随时间的变化很快，需要动态更新。但是，一直以来，机动车减排有关数据都是来源于其他部门的。因此，环保部门无法准确掌握机动车的有关数据，更无法实现动态更新，进而出现了“基数不清、数据不准”的情况。所以，有必要推动全省机动车环保监管系统的建设，以期实现对机动车的科学化、精细化管理。

1 机动车环保管理系统简介

广东省机动车环保管理系统规划为“一个中心，两个平台，一套系统”，以机动车环保管理业务需求为主导，利用物联网、云计算、商务智能等信息技术拓展其他深层次应用，以解决当前机动车监管缺乏手段，全省机动车排污状况数据不清、情况不明等问题。

“一个中心”，即机动车环保数据中心，是指机动车环保监管等信息系统运行的基础硬件、系统软件平台。依托省环保厅现有的完善的网络机房环境和全省环保主干网络建设，增添基本的服务器、存储器、数据库等设施，构建云计算平台，以满足系统对运行环境提出的要求。同时，通过“两个平台、一套系统”的建设，实时采集全省各机动车环保检测站、环保标志发放窗口、新车上牌窗口、其他部门车辆登记和执法信息、营运车辆和超标车辆维修等信息，建立全省机动车环保数据库。

“两个平台”分别是机动车排气检验监管平台和数据交换平台。其中，机动车排气检验监管平台依托环保信息专网，实现全省各地市机动车排气检测监控网络的互连互通，将地市开展的新车注册上牌环保审核、在用车排气检验、环保标志发放、高污染排放车辆管理和机动车环保执法等机动车环保管理业务整合到一个平台上，及时了解各市业务的开展情况，及时发现其中存在的问题，并监督管理。数据交换平台是采用SOA系统架构，使用ESB（Enterprise Service Bus）技术、BizTalk中间件等工具实现环保部、省市环保以及环保与其他部门的各业务子系统之间、应用组件之间的通讯，实现机动车环保检测数据、黄标车执法数据、机动车维修数据等跨部门的实时交换。

“一套系统”是机动车环保数据应用管理系统，它包括机动车数据智能分析、多维分析，机动车污染物排放因子和污染物排放量测算以及《机动车污染防治年报》统计报表系统等内容。

2 数据中心建设

数据中心是机动车环保监管、数据交换等应用系统运行的基础硬软件平台，是集中处理、存储、传输、交换、管理的物理空间。其中，计算机设备、服务器设备、网络设备、存储设备等是数据中心的关键设备。

由于机动车数据量比较大，广东省现有约2亿多条机动车环保数据记录，包括各地市报送数据和其他部门共享的数据。数据中心建成后，年增加数据约12 000万条记录。机动车日常监管对数据的查询、交换传输的性能要求比较高，因此，需要有一个计算能力比较强，存储空间比较大，具有较好的伸缩性、可靠性和安全性的数据中心。以后，随着业务应用需求的变化，只需要增加服务器，不需要改变系统的结构。这样做，能保证监管平台、数据交换平台和应用管理系统等硬软件基础设施平台的正常、稳定运行。

云计算核心网络如图1所示，服务器配置如图2所示。

數据中心的基本架构是：数据中心基于云计算架构，将服务器、存储等设备汇聚于中心交换机，中心交换机通过防火墙与外部网络连接，防火墙配置安全、数据审计等功能模块，以达到简化网络、保障安全的目的。

3 应用系统建设方案

3.1 机动车监管平台

机动车排气检验监管平台是以车辆排气检测和管理为主线的系统，它依托全省环保信息网络，实现全省各地市机动车排气检测监控网络的互连互通，是机动车业务日常管理的平台。该平台包括检测站场、检测人员和设备管理、排气定期检测过程监管、车辆注册上牌环保审核、环保标志发放管理、超标车辆维护治理、黄标车区域限行电子执法、数据实时统计分析等子系统。

系统实现了对全省市级机动车排气检测监控系统的整合、网络互联，检测数据实时传送、交换和汇总，检测过程监管和数据分析，以便及时发现、解决问题。同时，在工作中，相关部门进一步完善了《机动车环保检测业务信息系统及联网规范》，推进欠发达城市市级机动车排气监控中心的建设，实现机动车排气检测网络化监管的全省覆盖和检测过程的全流程全覆盖。

3.2 数据交换平台

机动车是一个高流动性的污染源，跨区域流动频繁。各市机动车环保监管系统建设、机动车环保执法时，都会遇到异地车管理的问题，即如何识别高排放异地车辆，如何获取异地车排气检测和检验数据，以便对高排放异地车进行区域限行、强制维修、强制淘汰等管理。建立省机动车数据交换系统，使各市实现对异地车和本地车的统一管理，不留死角，成为了当前机动车环保管理的一项重要任务。

数据交换平台是机动车环保监管系统的基础工程，它将环保部机动车监控中心、省环保厅、省市其他部门、各地市监控中心等部门互相独立的网络系统联系起来，实现了各系统之间跨不同网络平台的实时数据交换和共享，将各系统整合成一个整体，一个跨区域跨部门的大系统。同时，各系统仍是互相独立的系统，系统之间不会由于数据交换而受到干扰，影响其正常运行。

数据交换顺利进行需要具备以下3个基本条件：①网络互联互通，运行稳定、可靠；②交换的数据格式标准统一；③有合理的数据交換机制、基础硬软件和管理系统，监控数据交换过程，并提供安全保障。

在该系统中需要建立一个通用的、分布式的数据交换平台，用以解决机动车环保管理过程中基于异构数据平台上的数据无法有效交流和沟通的问题。

该系统建设的数据交换平台能够为需要数据交换的应用提供数据服务，解决哪个应用对数据感兴趣，数据从何而来，以及如何被每个系统使用的问题。数据交换平台将信息提供者与消费者隔离起来，从而构建灵活的系统，使得这些系统不会受到数据物理位置的影响，也不会受到需要存取数据信息的应用个数的影响，对于每一个系统，就只需要配置交换策略，不需要做特别的定制处理，就可以实现系统之间的信息交换。

数据中心系统结构如图3所示。

3.3 应用管理系统

从各个独立的管理信息系统中提出、整合有价值的数据，实现从数据到信息、从信息到知识的跨越，可以使全省大量的机动车环保数据发挥作用，改善当前“数据很多，信息不足”的现状，为机动车环保管理服务。这既是机动车环保监管系统建设的目标，也是当前机动车环保管理的迫切需求。随着数据仓库、联机分析、数据挖掘等技术的成熟，实现从数据到知识的跨越已经越来越清晰。机动车应用管理系统流程如图4所示。

广东省机动车环保管理系统数据智能分析采用商业智能BI工具，将数据中心中现有的数据转化为知识。目前，机动车监管平台的数据库汇集了全省与机动车和机动车排放相关的大量数据，其中，包括车辆信息、车型参数、历年检测数据和标志发放记录等。在工作过程中，可利用数据智能分析将这些数据转化为机动车污染防治的决策依据。系统中采用的BI工具的建设过程并不复杂，它只是多个工具的结合使用，主要包括的内容有数据仓库（Data Wavehouse）、联机分析处理（OLAP，也称多维分析）、报表制作和终端用户查询、数据挖掘。

4 系统总结

根据广东省机动车环保监管的实际需要，在前期研发和各地市机动车环保监管系统的基础上，基于环保专网、省电子政务网络，广泛运用物联网技术，建立了覆盖全省、运行稳定、能满足机动车排气监控管理要求的业务管理系统，为全省机动车排气检测管理提供了先进的科学管理手段。在工作过程中，主要提出以下几点要求：①构建全省机动车全程信息化环保管理基础平台，实现部—省—市—检测站四级机动车网络信息化管理，提高全省机动车环保信息化管理水平和日常工作效率；②实现机动车检测站—市—省—国家四级管理部门数据的实时交换和报送，实现环保与其他部门之间机动车数据的实时交换，实现机动车环保检测数据、环保标志信息跨地市共享和实时查询，为机动车异地检验、黄标车区域限行、异地车跨区域电子执法提供支持；③建立机动车排放监管数据智能分析系统，为机动车环保管理政策的制订和效果评估提供支撑服务，建立全省机动车检测数据仓库，运用大数据的理念、方法，分析、挖掘技术，分析大量的机动车排气检测数据，为机动车环保管理政策的制订、管理决策提供支持和依据；④建立机动车污染总量减排分析系统、机动车排污状况报表系统，编写全省机动车污染排放状况报告，并基于云计算平台为地市环保局提供机动车数据统计分析、黄标车筛选等应用服务；⑤建立机动车环保管理网站和移动业务应用平台，为广大车主、机动车环保管理系统工作人员服务。

参考文献

[1]胡艳琦，张丁楠.关于机动车环保检验机构内部管理的探讨[J].环境科学与技术，2013（S1）：477-479.

[2]魏康霞，刘颢刚，廖兵.江西省机动车污染防治现状与对策研究[J].江西科学，2014（06）：910-914.

[3]陈嫄月，尹惠敏.昆明市机动车污染物排放现状及防控措施分析[J].云南科技管理，2014（04）：53-55.

[4]郭小颖.机动车尾气污染及防治的探讨[J].科技资讯，2015（24）：98-100.

[5]唐嘉平，傅立新，郝吉明，等.基于GIS的北京市机动车污染数据库的开发和应用[J].环境科学，2000（06）：95-97.

[6]陈春贻，朱云，钟义龙，等.基于网络服务的机动车排气检测监管系统实现[J].计算机工程与设计，2010（11）：2670-2674.

〔编辑：白洁〕