企业智慧环保管控平台的设计与构建

郑晓宇 徐宇锋 王倩

摘要：本文设计了一种企业智慧环保管控平台，用以解决生产性企业中普遍存在的环保大数据采集、共享、分析能力不足，环境管理内容繁杂，环保管理人员工作量日趋增大等问题。平台基于环保法律法规、环保专业知识及经验、工业互联网技术与数据挖掘技术的深度融合，为企业提供一套“数据展示、数据分析、及时预警、报表合规”的环保智能管理模式，能有效改善企业传统环保管理存在的问题，掌握污染物及碳排放现状，提高节能减排效率，实现企业环保的“智慧”管控。

关键词：智慧环保；工业互联网；企业

随着国家对环保的重视，近年来一系列相关政策及标准密集出台。虽然各地环保要求不同，实施步伐也不一致，但可看出，行业升级势在必行。2020年9月22日，习近平总书记在第七十五届联合国大会宣布，“应对气候变化《巴黎协定》代表了全球绿色低碳转型的大方向，是保护地球家园需要采取的最低限度行动，各国必须迈出决定性步伐。中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”

基于以上背景，我国开始探索将大数据、人工智能、物联网和数字化技术全面应用于环保管理，并取得了一定的成绩。例如，深圳市智慧环保平台建设通过大数据分析，对环境质量、污染源排污状态、污染传播过程中不同维度的数据进行关联分析，建立环境监管研判预警规则库，实现污染源精准管理；以全国第二次污染物普查数据和空间地理信息等多源异构数据为基础，以WebGIS技术为展示工具，开发环保信息化管理系统，为城市环境治理和污染源管理提供技术保障；在园区建立大数据共享中心，监测管理内部重点区域或重点工业企业的排污情况，做到排污及时监测、实时预警等。

但目前智慧环保平台多为立足于城市、园区的环境管理，罕有针对企业环境管理的智慧环保平台。综上，设计构建具备环保数据库构建、分析能力，协同环境管理功能，并能提供法律法规知识库构建服务和碳排放管理的企业智慧环保管控平台具有重要意义。

一、企业智慧环保管控平台开发的必要性

在智慧工业化的时代背景下，环境管理的概念不应只局限于废气、废水、噪声、固体危废等环境污染的治理，而应整合原辅材料及能源使用、污染物治理、监测数据管理、碳排放管理等，实现数据的共享和联动，并通过算法拟合等手段，实现智慧管控、高效节能减排的目的。基于以上原则，对国内企业环境管理现状进行分析。

国内生产型企业经历了多年在环保领域的深耕，在污染物的收集、治理等方面已取得了显著成果。但缺乏通过智能化平台综合管理企业环境。具体如下：

第一，环境管理日趋全面化、复杂化，大量的环境数据缺乏统一的整合平台；企业生产环境现状可视化程度低。

第二，部分企业占地面积大、涉及环境污染的场所较分散，传统的管理方式不能及时发现问题、处理问题，环境管理效率较低。

第三，企业需自行监测，有大量监测数据需达标分析，并绘制监测数据变化曲线图。如果VOCs、废水等在线监测数据超标，就不能及时反馈。

第四，企业日常需要提交大量固体废物、环境监测、排污许可证执行报告等，统计数量较大。此外，排污许可证执行报告中排污总量的计算需具备一定的环保专业技术能力。

第五，环保政策和标准更新速度快，对企业环保管理人员提出了更高的专业要求，管理压力和工作量日趋增加，造成企业人员流失严重。

此外，2021年9月15日，工信部科技司印发《公开征集碳达峰相关行业标准计划项目的意见》，主要涉及十一个高耗能行业，后续其他行业也将陆续开展相关标准的制定，企业的碳排放管理将提上日程。

由此可知，企业在日常管理过程中面对环保专业知识性强、数据量大、环保法律更新且要求日趋严格的现状，延续以往传统、粗放式的环境管理方法，很难完成环境和碳排放管理目标，企业必须不断提升技术，实现产业升级并借助数字化平台提升环境管理水平。

二、平台目标与设计思路

（一）总体目标

平台旨在为企业系统梳理环保数据（一企一档建立专业环保数据库、及时更新环保信息和管理要求）、高效解决环保问题（提前发现环保问题提出建议并跟踪整改）、提升环保管理水平（提高环境管理效率、准确性，并减轻管理人员的工作量），并为后期碳排放、碳交易打好前站，为企业提供全方位的环保“诊断”和服务。

（二）设计思路

设计思路以总体目标为纲要，具体如下：第一，用户对象为生产型企业，平台各模块功能对各类型企业要有普适性。第二，要全方位涵盖废气、废水、噪声、固体危废等环境污染因素，以及原辅材料、能源使用、污染物治理、环境风险、监测数据管理、碳排放管理等。第三，对各项数据具备可视化、分析、汇总和预警功能。第四，与生态环境部门的排污许可证管理系统、固体废物管理系统相衔接，具备可直接生成相应的台账或月、季、年报的功能。第五，各模块实现基础数据共享和联动，减少数据的重复导入。第六，简化用户界面，便于环保人员操作。平台整体的应用系统架构设计如图1所示。

三、平台主要功能

（一）平台总体框架

基于系统梳理环保数据、高效解决环保问题、提升环保管理水平的三大目标，平台共设计九大功能模块，分别为：企业环保地图模块、企业基本信息模块、排污许可证模块、固废管理模块（配套App移动端）、环境监测模块、环境监控模块、排污总量管理模块、碳排放管理模块、法律法规模块。九大功模块与平台总体目标的对应关系如图2所示。

此外，平台设有总览页面，以供重要环保信息的总览（例如，厂区环保地图、排污量、碳排放量、固废出入库量、预警信息等），如图3所示。

（二）各模块功能

1.企业环保地图模块

用于展示企业的厂区平面图和环保信息。环保信息包括厂区排污口、固废及危化品贮存点、环境监测点位、实时监控点。点击图标能查看对应点位的排污口信息、固废及危化品贮存情况、环境监测内容及频次、实时监控点影像。通过此模块，可将厂区的环境现状进行可视化展示。

2.企业基本信息模块

企业基本信息模块基于排污许可证设计，汇总和展示企业基本信息、排污口/环境监控点、企业生产信息、环保手续文件、外部环保平台账号管理等内容。此外，该模块同时兼具平台内其他模块的基础数据库功能。

模块中企业基本信息的展示包括企业名称、地址、经纬度、所在工业区、是否属于大气重点控制区、是否属于大气总氮总磷控制区、排污许可证管理类别、环境功能区划等，统计和展示企业所处环境概况和环境管理重点。

排污口/环境监控点包括废气排放口、废水排放口、固废及危化品贮存点相关信息。其中，废气排放口相关信息包括排放口类型、排放口编号、排放口名称、排气筒高度、内径、风量、经纬度等信息；废水排放口相关信息包括排放口类型、排放口编号、排放口名称、排放方式、经纬度等信息；固废及危化品贮存点信息包括设施编号、经纬度、仓库面积、仓储物品种类等。

企业生产信息包括企业生产数据、燃料分析、排污工序工作时间、涉VOCs原辅料信息、排水量、碳排放活动水平填报等。

环保手续文件包括环评及验收、排污许可证、排水许可证、应急预案等。模块按以上类别对合规性文件分类建档。通过电子建档，便于管理人员文件检索，避免因人事调动或其他原因导致的文件遗失。此外，对于具有时效性的合规性文件（如排污许可证、排水许可证、应急预案等），平台具备倒计时功能提醒企业需重新委托编制相关文件。外部环保平台账号管理用以记录企业需进行环保填报的相关网址、用户名和密码，避免信息的丢失。

3.排污许可证模块

根据排污许可证执行报告的日常管理要求，设计了排污许可台账及排污许可证执行报告两个子模块。通过排污许可台账可直接下载政府的规范台账模块用以填报。基于企业基本信息模块、后台预设污染物排放量的计算逻辑，软件可直接生成排污许可证执行报告月报、季报中需要填报的相关数据，并显示和导出相关执行报告。该模块可协助企业规范进行排污许可执行报告的填报。

4.固废管理模块（配套App移动端）

建立固体废弃物线上管理模块，实现固体废弃物的集中管控，记录并生成固废出库/入库记录、企业固废台账（月报、季报）。系统掌握整个厂区的固体废弃物和第三方处置单位情况并及时处置，减少因固废处置不当导致的罚款或停产。此外，为便于管理人员的实际操作，系统配套App移动端固废出入库系统，管理人员通过移动端记录固废的出入库情况。

5.环境监测模块

模块用于展示企业历年的例行监测方案，储存、汇总和分析例行监测数据，并警示超标数据。通过掌握历年的监测数据的变化趋势，了解企业废气、废水处理措施的合理性以及处理设备的稳定性。

6.环境监控模块

用于关键环保管控点的监控，例如，危废品仓库、危废仓库、废气废水处理设备等，便于管理人员的远程监控和企业内环保监管取证。模块具备影像数据储存、截图、导出等功能。

7.排污总量管理模块

统计分析企业排污许可证内有许可排放量的污染因子（如二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、非甲烷总烃、五日化学需氧量、氨氮、总氮、总磷等污染物）的排放量数据，根据排污许可证的要求，对污染物总量进行核算和超额预警，加强污染物排放总量管理，减少排放总量超出许可排放量的风险。

8.碳排放管理模块

基于国家相关法律法规和政策，结合企业的环境保护管理、能源减排、碳排放管理特点，建立碳排放管理模块，针对厂区的碳排放情况进行科学核算和预警，及时反馈厂区碳排放额度剩余情况，便于管理部门及时掌握碳排放情况，为碳排放、碳交易提供依据。

9.法律法规模块

整理和汇总了相关环保法律法规、政策以及企业内部环境管理制度，用于管理人员查阅、学习，提升业务能力。

四、结语

本文阐述的“企业智慧环保管控平台”构建融合了工业互联网、法律法规及政策以及设计人员的环保咨询经验，平台功能涵盖企业环保管理生命周期中的全部内容，包括源头管控、过程控制、末端治理及合规性报表填报，为企业提供了可视化地图展示、污染源及工况管理、监测数据分析、污染物排放统计及预警、碳排放总量统计及预警、固废管理、排污许可证执行报告自动导出、环境监控、法律法规查阅等服务，在促进企业环保的专业化和数字化发展方面具有积极作用，减少管理人员的工作量，提升环境管理效率和水平。

参考文献：

[1]徐志伟.浅谈环境信息化在推动环保发展中的作用[J].中国科技投资，2019（25）：240-241.

[2]徐敏，孙海林.从“数字环保”到“智慧环保”[J].环境监测管理与技术，2011，04（23）：5-7.

[3]徐延军.基于WebGIS的环保信息化系统与实现[J].上海船舶运输科学研究所学报，2022，45（01）：44-49.

[4]叶先壹.智慧园区平台的设计与应用[J].现代信息科技，2020，04（22）：167-170.

作者简介：郑晓宇，女，高级工程师，主要研究方向为环境咨询。