环境监测综合管理系统在钢铁企业的研发与应用

袁伟

摘 要：环境监测综合管理系统主要是针对钢铁企业内部环境管理需求开发的，使用方便，操作简单。系统突破了环境管理时间和地域上的限制，最大程度为企业提供了实时的、客观的、真实的环境监测信息和环保管理信息。包括“环境在线监测数据实时采集、传输、存储”，“远程可视化、多形式直观展示”，“超标报警、超限预警和数据异常报警”，“数据分析和报表统计”以及“信息发布”等技术的研发和应用。

关键词：污染；钢铁企业；环境监测；管理

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）05-0003-02

0 前言

近年来，企业环保问题成为了重点关注的问题，我国在大力发展经济的同时，环境污染对人类的生态环境造成了极大的破坏，钢铁企业是耗能大户，也是污染大户，急需一套适合钢铁企业的环境监测综合管理系统对污染源进行有效管理和控制。

基于物联网技术架构建立的建设环保综合监管系统，一方面，提升了钢铁企业的综合环保信息服务水平，及时监测并发布各类环保信息，从日常的环保信息管理实现自动化、规范化，另一方面，系统对突发事件的监控，科学、高效应变突发事件，利用网络技术，形成综合信息系统。

1 系统架构及功能

本系统从切实满足钢铁企业环保管理实际需求出发，整合在线监控、视频监控等多种监测数据，基于向下逐级落实、向上层层监管的管理理念和大数据的分析方法，通过环境在线监测数据的实时采集、传输、存储技术提供海量数据；通过数据库关联、可视化技术实现数据的远程、直观查看；通过层级关联和权限控制确保环保事件的及时报警和精准定位，追溯事件的处理流程；进一步，利用大屏信息发布，发挥公众监督作用。通过以上功能的耦合应用，避免企业环保事件发生，提供管理决策支持依据，减少企业经济损失，实现环保与效益同步共赢。

1.1 技术方案

系统采用B/S结构，分层架构、所有接口都支持WebService标准，关系数据库，实时数据库，缓存数据库，开发框架为SpringMVC，开发语言为Java。提供可视化的表单定制工具，实现各类表单自定义，并实现用户、权限统一管理，一站式登录，具备较强的系统安全性和灾难恢复能力。系统还具有灵活的扩展性和良好的可移植性，充分考虑了今后的横向和纵向的平滑扩张能力。

1.2 系统整体架构

环境监测综合管理系统是对企业污染源排放进行实时监控、分析、预警和管理的一体化环保信息监管系统，其总体结构是按照分层思想来设计和实现的，这种结构不仅能较好地实现建设任务的分解，以便整个系统的建设任务能够在明确接口定义的基础上进行并行建设，缩短整体建设周期，还能在接口保持不变的前提下保证系统对各层基础技术的发展具有良好的适应性，并能较好地体现以数据获取和整合为核心的理念。具体来说，环境在线监控管理系统以污染源在线数据、工况数据、视频数据、设备数据等的实时数据库和关系数据为基础，采用纯B/S构架，及以企业环境监控中心为核心的树状拓扑结构，利用现场采集设备从生产控制系统中采集各种数据，通过有线或无线传输到企业监控中心的数据库并进行数据分析和处理，系统架构如图1所示。

1.3 系统功能实现

1.3.1 实时数据

实时数据主要有3种展现和管理形式：

（1）展示钢铁企业污染源实时趋势和历史趋势；（2）对企业污染源治理过程进行实时监控管理；（3）对实时数据显示状态进行管理。

实时数据分为正常数据、超标报警数据及异常数据。数据状态不同，相对于显示的颜色不同，方便用户区分和查看，做到所有数据状态一目了然。用户还可以进行自定义条件查询，对自己岗位关心的污染源进行进行针对性查询。

用户以曲线图的方式查看实时趋势，方便用户掌握各污染源监测因子数据的实时变化趋势，并做出相对应的应急方案。默认情况下，实时趋势显示的是污染源当前监测数据的实时趋势曲线。

1.3.2 自定义数据查看

系统可以对当前实时数据、历史数据以及原始数据进行条件查询。系统也支持多条件综合查询，对数据进行多条件查询，包括起始时间和结束时间监测因子、监测站室、监测区域等。

用户可按厂区、部门、排口，时间等条件查询在线监测数据。可显示区间状态，包括正常和报警两种，当所选时间段内出现过报警，状态即为报警，点击“报警”可链接到报警查询界面查看详情；区间的平均值、最大值、最小值。

1.3.3 报警管理

根据报警原因可分为：超限预警、超标报警、故障报警、数据缺失报警等。系统会显示报警类型、报警级别（红色预警；橙色预警、黄色预警）、报警是否被确认、报警开始时间、报警结束时间、处理状态（包括未处理、处理中、已处理，并以不同颜色表示）以及报警处理人员等，并可以将一段时间内的报警信息汇总形成报警快报。

系统将提供报警查询面板，供用户在此查阅任意时间段、某个或全部监测站点的活动报警、历史报警，或是结合报警级别、类别进行查询，系统将显示所有的报警信息。系统支持当报警发生，可以调取相应站点视频进行查看。

1.3.4 污染源数据分析

系统收集钢铁企业所有排污点位、污染源治理设施等环保相关数据，计算各项污染源数据的最小值、最大值和平均值等各类分析统计数据，实现同一类污染源数据进行横向分析对比，根据污染物监测因子筛选条件，各监测因子进行数据分析对比。同一类污染源物在不同厂区或者不产线之间的环保数据分析对比，并以列表和图形的方式展现分析对比结果，用不同的颜色代表相应的环保数据，（如红色代表报警，绿色代表数据正常），提供图形展示（餅状图、折线图、柱形图等）。支持以PDF格式进行分析结果打印。

1.3.5 数据统计报表

系统自动计算各监测项目的数据，生成废气废水量分钟报表、小时报表、日报表、周报表、月报表、年报表以及月污染天数统计报表等。生成的报表保存至服务器数据库中，同时根据报表内容生成饼状图、折线图、柱形图等各类所需图表，判断重点污染源的各指标的超标情况，用户可对环保数据自由组合，根据实际需求生成个性化订制报表，也可以调整报表模板，生成自定义报表，并生成相应的文字描述等。报表模块具有良好的扩展性。

报表可生成Excel、Word等格式，并根據用户权限导出。

1.3.6 视频监控

通过高清监控摄像机，可获得监视范围内24小时清晰的视频图像及音频信息，辅助环保管理。以视频监控为基础，结合计算机控制技术，按区域、污染源重点监视点位进行视频、图像的实时点播，支持点播视频、图像的无级播放、图像抓帧；实现云台的远程调控，控制摄像头的向上、向下、右转、左转、停止等控制；同时支持摄像头参数调节，实现视频监控的视频单口及多窗口同时播放、暂停播放、平移操作、图像放大缩小操作；焦距调节、聚焦调节、色彩参数调节等功能。前端监控设备可对巡检、视频、系统日志等信息予以存储和备份，用户可在网络系统中依据授权进行访问。

1.3.7 基础信息维护

基础信息管理包括对视频监控点和视频设备的管理，提供增加、编辑、查询和删除的功能。增加视频监控点，需要关联到污染源企业监控点和环境自动监测站的站点。视频监控点的内容主要包括：视频监控点名称、点组名（视频监控点分组）、通道编号、IP地址、PUID、监控点位置、启用时间等。视频设备直接在视频监控点信息中添加，视频设备的主要信息有：设备名称、设备型号、生产厂商、启用时间等。可对视频监控点信息和设备信息进行编辑。提供企业名称和站位名称的查询，查询出满足搜索条件所有视频监控点信息。可进行多条删除。

2 应用效果

充分了解污染源排放信息，扩大环保管理范围：

（1）自系统运行来，共收集在线数据量190万条，月统计各类报警数量90余条，设备故障得以及时处理，通过对这些数据的分析统计，企业对集团所属各厂区、各部门、各排口的污染物排放情况有了充分、准确的了解，建立了企业污染源排放数据库，为环保管理工作的高效开展打下了坚实的基础。

（2）环保事件及时发现，处理效率大幅提高。自系统运行来，企业环保事件的发现时间缩短到2个小时以内，处理时间缩短到6小时以内，处理效率大幅提高，减少了企业的经济损失。

（3）污染排放超标事件大幅减少。系统运行后，企业根据实际情况，对超限报警规则不断进行优化，一方面减少了超限报警的数量，减轻了现场人员的工作量；更重要的，通过合理的超限报警规则，企业对可能出现排放超标情况进行了及时处理，大幅减少了企业污染排放总量和排放超标事件。

（4）管理考核工作精细化。通过该系统，实现了集团-厂区-部门-点检人员的层层管理，实现了环保责任到人，考核依据精确。

3 结语

“环境监测综合管理系统”符合钢铁企业环保管理需求，给在钢铁企业打造了一套量身订制的污染源数据和业务管理流程，实现数字化管理，环保任务责任到人，环保事件有迹可循。自环境监测综合管理系统应用后，企业污染物排放超标事件大幅下降，废气、废水排放总量下降，彻底实现了钢铁企业污染物超标无人管的现象，为钢铁企业环境改善提供了稳定、坚实的数据支撑，提高了环保监督人员的工作效率。