污染源监控系统软件方案(2014-5-30)

第1页共13页3/19/2020污染源在线监控软件方案1.概述随着科技发展，全球工业正在发生日新月异的变化，由于人类对工业副作用预料不够，对生态的发展缺乏足够认识。目前，全球存在三大危机：资源短缺、环境污染、生态破坏。其中，环境污染是指人类直接或间接地向环境排放超过其自净能力的物质或能量，从而使环境的质量降低，对人类的生存与发展、生态系统和财产造成不利影响的现象。它具体包括：水污染、大气污染、噪声污染、放射性污染等。水污染是指水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性污染等方面特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。大气污染是指空气中污染物的浓度达到有害程度，以致破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人和生物造成危害的现象。因此，环境污染治理成为全球的主题。造成水污染和大气污染的主要原因是，工业生产中产生的大量废水、废气没有进行科学处理而进行不合理的排放。工业经济的增长直接导致了环境污染指数的增大，而环境污染指数的增大又反过来间接制约了工业发展。所以，治理环境污染迫在眉睫。《中华人民共和国环境保护法》第六条规定，一切单位和个人都有保护环境的义务。污染源自动监控系统主要用于实现24小时在线监控排污企业污染物排放情况及污染治理设施运行情况，包括污染源自动监控及污染源报警，实现污染源实时监测、超标自动报警、数据分析汇总等功能。该系统与地理信息子系统（GIS）相结合，将信息系统中与空间因素相关的信息能够以电子地图的形式表现出来，把污染源的信息展现在电子地图中，实现实时、直观、动态、可视化的环境监控。根据重点污染源的地理位置、所在流域、污染物的排放去向等环保信息可以快速检索出污染源的相关信息，对于污染事故的快速排查和快速治理具有现实意义。污染源自动监控系统其原理是通过有线/无线通信技术及地理信息子系统（GIS）实现对全省范围内重点污染源废水、废气等污染状况进行实时监控，将污染源信息、监控信息、设备管理、污染物统计报表、排放量统计报表等有机地结合在一起，实现《国控重点污染源自动监控能力建设项目》确定的目标。该系统能够对排污超标企业给予及时通知和警告，确保排污指数保持在可控范围内，并实时查看监控设备运行和联网状况。同时，它还能生成许多汇总报表，为数据分析提供参考。该系统通过自动化、信息化等技术手段对重点污染源实施自动监控，从而为更加科学、准确、实时地监控排污情况提供依据。污染源自动监控系统将推动环境监管工作更加严密化、规范化，管理更加便捷、高效，环境监管能力将会得到显著增强。1.1系统目标通过本系统建立一个省地市直接联网的环境平台，全省949家排污企业可以24小时不间断上传数据到省平台，使环保局实现对排污企业的实时监控（如图1-1所示）。1)建立一个省地市联网系统，使全省排污企业的排污数据直接显示在省环保局平台上，实现数据共享。2)使各地市排污企业都能自觉遵守排污标准，做到达标排放，从而保证全省环境质量。3)环保自动监控系统建立在对环境综合信息进行信息化管理的基础上，系统包括实时数据在线检测、第2页共13页3/19/2020底层数据通讯、远程反控、报警信息及时处理、数据汇总分析等。系统的上线将大大提高省环保局对全省各排污企业的监控力度和执法力度。4)GIS子系统的嵌入，通过图层控制、地图的放大，缩小、漫游、鹰眼、图形符号编辑管理等功能使环保局能够准确定位排污企业的地理位置，了解周边环境情况，分析道路交通状况，从而在危险发生时能抓紧每一秒，及时准确地处理事故，使环保灾难降到最小程度。5)历史数据查询能给环保局提供历史数据比对功能，可以看到某企业在查询时间段里排污口的排放情况，为省环保局提供数据依据。6)通过数据汇总功能可以看到同一企业不同时段废水、废气排放情况，也可以按行业、按地市查看，汇总污染物数据，分析数据，为省环保局制定决策和规划提供依据。1.2系统功能污染源自动监控系统不仅使用简单，而且功能完备。它所具有的功能介绍如下：1)所有排污企业在省环保局存档、备案，填写重要信息，做到一源一档；2)排污企业所有排放口在省环保局备案，可以实时查看排放口情况，避免偷排、漏排现象；3)对监控企业实现24小时监控排污数据；4)对超标排污企业做到及时报警、及时发现和及时处理，并利用反控设施进行反控，避免重大环保事故发生；5)查询企业历史排放数据；6)查询企业基本信息及其排放口（例如废气排放口、废水排放口、排水口等）情况，以及所有设备的状态；7)对在线设备进行统一管理，并能实时查询设备运行情况；8)实现对不同排污数据的统一汇总分析；9)实现对排放量汇总分析，可以按地市、按行业汇总数据，为分析数据奠定基础；10)可以将数据动态形成各种图形，例如表格、曲线、柱形图等，从而更加直观地看到排污数据走势情况。1.3系统遵循原则污染源自动监控软件系统的建设遵循以下原则：1)开放性原则总体设计中采用开放式、模块化设计体系，必须充分考虑系统建设的复杂性，确保系统易于调整、扩充和组合，使系统的硬件终端系统、通讯系统、软件系统、操作平台之间的相互依赖减至最小，有效解决标准不同、型号不同、参数不同、协议不同、语言不同等一系列问题。同时，系统采用开放的软硬件平台和体系结构，提供数据层与应用层的接口，以实现与其它系统之间的交互。2)可靠性原则选用高可靠性的产品和技术，充分考虑现有业务的实际情况和系统可能出现的问题，提高整个系统的应变能力和容错能力，确保整个系统的安全和可靠。在软件设计上选用一些成熟可靠的技术，在硬件设计上采用多级保护方式和数据保护功能，使系统具有比较好的容错性。另外，通过建立备份系统和灾难恢复机制等一系列措施，保证软件和硬件功能的正常发挥，使整个系统不易崩溃和受破坏，并具有良好的恢复能力。第3页共13页3/19/20203)可扩展性原则系统的建设充分考虑环保行业的变化日新月异，数据积累、用户需求、功能完善，以及技术进步都要求系统必须具有扩展余地。因此，系统设计要具有充裕的服务能力，保障用户享有充分的服务，并为业务发展提供足够的系统容量。根据系统的总体建设目标和业务需求，坚持开放性、标准化原则，既考虑现有的条件和需要，又兼顾未来技术的发展，使系统具有较强的扩展性。4)经济实用性原则在系统建设中，立足于实际情况，充分考虑各种业务目前的需求，其功能和性能满足实用性原则，并结合设备的实际情况，充分利用现有资源，节约投资。5)界面友好性原则根据软件工程质量标准，友好的系统界面整齐简洁、层次清晰、一目了然，能达到易用的目的。地理信息和业务数据的完美集成，提供丰富的参考信息，简洁明了的操作步骤，详细完备的操作步骤说明。根据以上建设原则，污染源自动监控软件系统采用n层构架模式，用户操作界面采用B/S架构，可以满足如下要求：1)客户应用层和数据库层分开；2)实现瘦客户端标准；3)提高系统的可扩展性；4)实现电子商务和事务处理的最优构架；5)便于系统管理；6)良好的扩展性和可靠性；7)便于处理更多的用户；8)安全性比较高，可以很好地实现权限管理；9)在不同的应用程序间可以重用组件。第4页共13页3/19/20201.4系统架构1.5概述资源层服务层表现层公共平台标准规范基础设施组织机构人员数据库业务流程模型数据库企业经营管理数据库其他应用系统数据库污染源管理数据库设备管理数据库监测数据管理数据库地理信息系统数据库企业信息网企业信息网企业信息网+互联网企业信息网+互联网服务模块服务模块BPM建模服务权限管理管理服务对象集污染源信息服务对象集监测数据管理服务对象集设备管理服务对象集监控信息应用排污量汇总应用权限应用-PC机、笔记本电脑-屏幕墙业务流程规范IT接口规范行业规章制度硬件平台流程管理平台GIS服务平台信息通讯平台权限平台污染源管理应用报表平台BI建模服务IM服务GIS服务服务模块业务流程应用GIS服务应用集成应用1)资源层：支撑IT应用系统的各种业务数据库，包括通过接口获取的设备层数据资源。2)服务层：本项目软件系统采用SOA架构，将软件系统的服务模块从应用程序中剥离出来，形成支撑表现层应用的各类服务模块，使系统具备更好的开放性与软件复用性，便于系统的维护升级与应用集成。3)表现层：本系统采用B/S模式，应用表现层即用户界面除手机终端外均在浏览器上实现，企业门户作为系统的单点登录窗口，用户可以通过门户链接，登录到客户的OA管理界面。框图左侧有两个区域：4)公共平台：支撑本项目软件系统的主要公共平台有：BPM平台：主要用于处理给类应用系统中涉及到任务流转，表单审批的应用功能。BPM平台业务流程（包括OA流程）的流程建模工具、流程引擎、流程应用管理界面（例如，待办任务、流程监控管理）等。SMS平台：主要用于由本项目应用系统触发的短信通知功能，详见“SMS短信平台”章节说明。权限与认证：主要用于本项目各应用系统统一组织机构设置与用户权限认证管理功能，详见“用户权限”章节说明。应用集成：许多企业传统应用缺乏开放性，信息互通的设计思想，企业业务部门采购或定制开发的软件系统成为企业的“信息孤岛”。应用集成考虑如下两个重要要素：用户体验：当企业的一个用户其业务工作可能涉及多个应用系统时，用户不希望“繁忙奔走”各应用系统，多次输入用户名，密码，多次从菜单功能选项打开各应用系统的功能选项界面，操作不方便。因此，应用集成要解决用户多业务应用操作时的“单点登录”，以及将多个系统的业务操作界面集成在一个工作窗口下的操作便捷性。数据互通，共享：各部门的业务应用系统的数据必须开放，必须能够共享，在需要使用这些数据的系统中流转，加工处理，并进行展现。第5页共13页3/19/20201.6架构优势1.6.1采用先进的SOA架构信息化平台建设不是一个阶段性工程，是一个长期工程。对于信息化来说信息化最终要解决“继往开来”的问题，即如何解决与历史信息化系统集成、如何面向未来能够保证现有系统可以被集成。这就要求提供的信息化平台在架构上符合主流架构的技术要求，SOA无疑是业界公认的一个开放性极好的工业标准，基于SOA的架构能够保证信息化系统良好解决“继往开来”的问题。1.6.2采用主流的J2EE技术开发J2EE是主流的技术体系，J2EE已成为一个工业标准，围绕着J2EE有众多的厂家和产品，其中不乏优秀的软件产品，合理集成以J2EE为标准的软件产品构建市级平台，可以得到较好的稳定性、高可靠性和扩展性。第6页共13页3/19/20201.6.3采用统一的BPM流程建模技术工作流平台的存在能够保证信息化平台对业务流程变化的灵活适应，使信息化平台能够不断的适应客户的业务流程的变化，客观上保证信息化平台的生命力。同时工作流平台是一个基础平台，建设后可服务于其余业务系统中流程业务的建模。第7页共13页3/19/20201.6.4采用统一的BI报表建模技术BI平台的应用能够保证信息化平台对最终输出业务报表的灵活适应，使信息化平台能够不断的适应客户的最终报表的变化，客观上保证了信息化平台的生命力。同时BI平台也是一个基础平台，建设后可服务于其余业务系统中报表开发业务的建模和统计分析、图形化展示。2.系统功能2.1污染源信息污染源信息模块主要负责录入工业企业和污水处理厂基本信息，包括企业名称行业类别、企业编码、所属地区等重要信息；对排污者信息进行详细查询、插入、删除等操作；查询企业污染源的排放口位置、排放去向、排放类型、控制设备等信息。包括两个子菜单，分别是：企业基本信息和企业查询。2.1.1企业基本信息2.1.1.1功能说明企业基本信息模块用来添加、查询企业基本信息；修改企业基本信息、污水排放口信息、废气排放口信息、机组信息和控制设备信息等。排放口设置选项卡中，包括污染物选择、测定仪设置、视频监控等，可以添加污染物种类；设定污染物的测定上限和测定下限值；通过视频监控可以清楚看到污染物排污现场情况。此功能包括个模块：企业基本信息、污水排放口、废气排放口、机组、控制设备、水口。1)企业基本信息企业基本信息选项卡用来添加、修改企业基本信息。如图3-1所