一．建設背景
污染源在線監測系統按其被監測對象分為煙氣和污水兩大類，該系統是對企業所排放的污染物實施連續監測，它的特點是實時監控和網絡傳輸。
隨著信息化技術的不斷發展，現代化的污染源在線監測系統除了要考慮到監測的實時性、數據的可靠性、報警的及時性、對現場端設備的遠程控制等主要功能外，還需與地理信息系統相結合，起到總攬全局的效果。同時，還需要具備工整規范的數據報表、有效的數據對比分析等功能。因此，設計現代化的污染源在線監測系統對提升污染源監測能力是十分必要的。
針對當前污染源在線監測系統的研究現狀，集目前在線監測技術所需的在線監測、GIS技術、數據審核、數據補遺、報警管理、遠程控制、報表中心、總量計算等功能于一身，充分做到了監測的實時性和全局性、報警的及時性、數據的可靠性等要求。系統實現了從人工監測向在線監測、定時監測向實時監測、機械化監測向信息化監測和污染源監測信息半透明向污染源監測信息公開的轉變，滿足現代環境監測業務和環境管理的需求。
- 設計原則與目的
1. 設計原則
（1）監測數據準確性和完整性
采集、傳輸、處理的數據應準確可靠完整。對傳輸的數據應有差錯控制措施，數據(包括指令)傳輸、處理和統計出現錯誤的數據個數應小于十萬分之一；在通信線路正常時，通信失敗出現的幾率應小于1%，對遠程數據采集的數據捕獲率大于99.9%。
（2）穩定性
①系統須在正常情況下運行穩定、可靠，具有很好的容錯機制；
②在非正常情況下具有一定的堅固性，保證系統事務以及數據的完整；
③具有完整的數據備份能力；
④具有能夠從崩潰的系統中較完整的恢復數據的能力；
⑤不因系統管理人員的變動而產生運行問題。
（3）擴展性
系統能夠適應發展的需要，方便軟件、硬件的升級和擴充；軟件可進行二次組態，可由*操作者對設備以及各種參數進行設置和選擇。
（4）兼容性
能與系統有關的污染源數據庫、環境質量數據庫、其他相關資料數據庫信息系統進行數據共享。在各有關部門之間提供協作服務、消息服務。
（5）安全性
系統必須能夠防篡改、防泄、數據通信應加密;同時系統應該能防止數據毀滅性丟失；能對用戶權限進行嚴格的動態管理。
（6）靈活性
工作人員變更、機構改革不影響系統的正常運行;系統能允許用戶按需自定義統計和查詢條件，能夠自定義報表輸出模板，以實現報表的靈活、高效。
- 建設目標
（1）建立污染源、環境質量、視頻等實時監控體系，圖形化展示污染治理過程、生產流程、排污過程監控。
（2）監測污染源的污染物排放情況；監測環境質量狀況及變化趨勢；預警突發環境事件和潛在的環境風險。
（3）監控中心指揮調度與現場處置相結合；快速、高效處理突發性環境污染事故。
（4）突發性環境污染周圍人員迅速撤離，減少人員傷亡；組織處理事故的人員以及設施迅速到達現場，開展工作。
三．監測內容
（1）污染源排放在線監測內容包括：
① 污水治理
● 監測指標：COD、總氮、總磷、氨氮、TOC、重金屬等監測因子；
● 應用對象：城市管網、污水泵站、城鎮污水處理廠、企業污水排放口。
② 煙氣污染監測
● 監測指標：SO2、NOX、O2、CO2、CH4、TVOC、HF、HCL、溫濕度、油煙、噪音等；
● 應用對象：鍋爐、石化、鍋爐脫銷、氣脫硫、垃圾焚燒等。
③ 網格化大氣
● 常規因子監測：SO2、NOX、O3、CO、PM2.5、CO2、氣象參數等；
● 特殊因子：VOCs、顆粒物等
實際監測因子用戶可根據實際需求自行組合。
- 治污設備運行狀態監測：實時監測現場儀表運行狀態、治污設備啟停狀態等。能自動監測在線監測儀、 自動采樣器等現場儀表、設備的運行狀態（運行、停止或故障等）。
- 系統功能
1. 與儀器通訊：控制所有儀器的運行，查詢各臺儀器的狀態數據等，另外也負責與流量計的通訊。具體實現的功能如下：
（1）實時顯示各儀器的運行狀態；
（2）校準儀器時間、復位儀器、遠程校準儀器；
（3）整理所有儀器的監測數據；
（4）單獨控制儀器。
- 與PLC通訊：控制基站的其它運行設施，如空壓機，抽水泵等，保證系統正常、持續的進行。具體實現的功能如下：
（1）發送自動進樣命令；
（2）完成監測功能；
（3）對清洗過程進行監視并一記錄管路工作狀態；
（4）對所有受控設備進行單獨控制；
（5）啟停單個清洗操作；
（6）管路清洗時間設置；
（7）及時關閉所有操作和所有設備。
- 采集數據：具體包括如下功能：
（1）采集常規參數，如電壓、濕度、室溫等；
（2）采集瞬時數據；
（3）采集煙氣參數和水質參數的測量值。
- 遠程通訊：通過選擇的通訊方式，實時的與遠程中心管理端進行通訊，讓系統的狀態實時的反饋到管理人員手中。具體實現的功能如下：
（1）自動上報數據；
（2）自動上報狀態；
（3）自動上報日志；
（4）遠程控制；
（5）網絡斷開后自動連接。
- 系統管理：自動維護系統的運行，完成數據的整理等。具體包括如下功能：
（1）修改管理員密碼；
（2）處理掉電等異常情況；
（3）具有系統報警功能；
（4）具有數據庫自動備份功能、能對處理監測數據；
（5）查詢歷史數據、查詢運行日志、參數信息配置。
六．系統總體架構
污染源在線監測主要由污染源監測點位（采集層）、傳輸網絡（傳輸網絡層）和污染源在線監測系統平臺（應用層）三個部分組成。在污染源企業監測點位安裝數據采集設備，實時采集污染源企業日常監測的主要污染物排放數據，通過傳輸網絡將監測數據傳遞給環保部門污染源在線監測系統平臺進行數據展示與分析。
（1）采集層
數據來源主要有：地表水自動站、空氣自動站以及污染源現場端，通過前端采集、監控設備收集到的各類環保實時監測數據后統一由后臺業務系統收集并進行整理匯總，為開展業務應用提供基礎支持。
（2）數據層
數據層包括實時數據和業務應用數據。本項目的業務數據按功能劃分為污染源數據庫、環境質量自動監測數據庫、環境質量常規監測數據庫、環境元數據庫以及GIS數據庫。
（3）應用支持層
應用支持層包括統一用戶管理、GIS服務、視頻服務、實時數據服務以及應用數據服務五個獨立的子模塊，各個子模塊對外提供可供訪問的服務接口，對內則通過相應的機制形成一體化的基本服務層，為構建在之上運行的各應用系統提供各類通用的功能。
七．業務架構
（1）使用用戶
環保部門、環保審核人員、*門、第三方運維單位、*門、企業環保人員及公眾等。
（2）組織架構
整個系統由環境質量自動監測系統、污染源自動監控系統、環境質量監測管理系統、環境視頻監控管理系統、GIS綜合應用平臺、綜合應用管理平臺以及信息發布于交互管理平臺組成。
●環境監測相關設備采集區域內污染數據經數據采集器傳輸至統一管理平臺，職能部門對實時排污、環境質量實時情況以及設備運行狀況進行監控，同時負責對污染源進行現場督察。
●工作人員依據數據采集器傳輸過來的各項污染源監測數據，進行人工復核，審核過后的數據由平臺進行統計、分析、評價、生成報表等。
●*門對監測數據監察分析儀，環保部門定期將數據上傳至監察平臺。
●相關企業的工作人員可以通過系統一站式查詢企業的污染源在線監測數據，以及設備運行狀態等。
●設備生產商或第三方運維單位可以通過系統提供的設備故障狀態，對前段監測設備進行及時響應和維護等，從而保證監測數據的正常上傳和前段監測數據的準確性。
●監測數據和可以同步至第三方多媒體平臺，以便公眾及時了解對環境質量現狀與變化趨勢，對污染源進行監督。
八． 監控平臺
（1）數據層：負責數據的存取、維護數據的完整性、安全性以及備份/還原等工作。
（2）應用層：數據層與表現接入層溝通的橋梁，提供各種業務邏輯相關的應用服務。
（3）表現接入層：提供給用戶的界面，通過界面層，用戶輸入信息、獲取數據，同時也提供一定的安全性，確保用戶有會看到機密的信息。表現接入層也提供監測數據進入的入口，令符合統一格式的監測數據可以進入管理平臺系統。
- 功能展示
●報警管理（智能預警、及時防控、降低生產風險、精準作業）
監控終端匯聚、過濾傳感器上報的數據，當某一項數據超過閾值時，監控終端就會立即上報告警信息到監控中心，監控中心收到告警信息后實時轉發給相關管理人員的手機。
●智慧運維：
（客戶管理）
（設備管理）
針對不同的設備分配不同的設備ID，設備型號信息、位置信息、工作狀態信息等都會存儲在云服務器中。云平臺接收水質傳感器采集的數據，用戶可以通過數據模板對數據進行查看、編輯等操作。
●數據查詢、導出
通過對大量基礎數據按照系統設定的規則進行智能化分析，獲得用戶需要的不同類型的報表、列表以及圖形；提供相關工作人員對外發布信息的處理和審核
●可視化地圖展示
采用GIS引擎，實現城市區域管網的地理數據展示，提供基本的地圖顯示、站點導航、預警信息、實時數據等功能。
●監控大屏
實時繪制城市排水末端污染趨勢圖，實現水質信息的監測數據展示與管理，為掌握各排水口水質安全信息，科學制定解決措施，實現災害預警。
●移動監控
通過移動手機客戶端，實時查詢各排水口監測站點數據信息，便于隨時掌握排水口水質、及時采取應對措施，實現排水口水質的全位監控和全局化調度管理。
九．應用價值
（1）改進環境監測手段
利用污染源在線監測系統，可以改變過去環境數據在時間分布上的離散狀態，并易于建立中大尺度的環境監測網絡。同時引入現代網絡信息技術，還可以大大提高環境監測與管理的自動化、信息化水平，提升環境監測和管理的工作效率。
- 獲取和存儲大量環境數據
環境監測數據是環境決策和管理的基礎和依據，因此環境數據的獲取和存儲是環境保護工作的一項基礎內容。通過實時在線監測，可以積累大量的歷史數據為環境變化趨勢分析以及預測預報提供豐富、可靠的素材。
（3）支持環境管理部門決策和管理
污染源在線監測系統的建立將及時提供政府所需數據資料，提供更加準確、完備的技術支持和技術服務，并對企業實施更加有效的環境監督。
（4）解決環境糾紛仲裁和應急
對于特定的污染事件，糾紛雙方往往由于從各自的利益的角度出發各執一詞，出具的環保監測數據差距很大。而引入污染源在線監測系統可以有效解決這一問題。例如在排污口敏感水域或行政交界處建立水質自動監測子站，實時在線監測水質變化情況，可以提供較為完整、準確和中立的數據，對于突發的重大污染事故預防和應急處理，環境在線信息系統的優勢更加明顯。
