惠州市污染源在线监控平台软件方案.doc

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1、惠州市污染源在线监控平台软件方案 目录1 系统概述31.1 项目背景31.2 用户需求41.3 建设目标51.4 设计原则51.5 系统结构61.6 规范及标准112 总体设计132.1 系统范围132.2 系统架构162.2.1 体系架构162.2.2 逻辑结构172.2.3 部署结构182.3 技术路线222.3.1 软件开发技术222.3.2 数据设计技术242.3.3 电子地图技术283 功能设计303.1 功能概述303.2 功能结构303.3 详细说明313.3.1 在线监测功能313.3.2 报警监控功能323.3.3 设备查询模块333.3.4 设备控制功能343.3.5 统计

2、分析功能353.3.6 综合查询功能363.3.7 电子地图功能383.3.8 污染源管理功能401 系统概述1.1 项目背景为加强惠州市环保局对重点监控企业主要污染物减排的监控能力，构建全市统一联网的污染源自动监控体系，建立污染源自动监控中心，确保监管信息的同步。结合工作需要，惠州市环保局拟开发污染源在线监控中心平台，并下发地方环保部门统一部署。目前，全市已安装的污染源自动监控设备与市环保局的联网率不高，市环保局无法看到污染源自动监控设备采集的数据，省环保厅等上级环保部门无法看到下级环保部门对已监控企业污染物排放的情况，这些都与污染减排的监管要求相差甚远，急待全面建设和完善。通过自动化、信息

3、化等技术手段可以更加科学、准确、实时地掌握污染源的主要污染物排放数据、污染治理设施运行情况等与污染物排放相关的各类信息，及时发现并查处违法排污行为，是监督污染源是否完成污染物减排指标的有效手段。污染源在线监控中心平台建设内容是建立市级污染源自动监控中心。将下面各个企业的污染源自动监控设备监测到的污染源污染排放数据及时传送到市级监控中心。通过自动化、信息化等技术手段可以更加科学、准确、实时地掌握污染源的主要污染物排放数据、污染治理设施运行情况等与污染物排放相关的各类信息，及时发现并查处违法排污行为，是监督污染源是否完成污染物减排指标的有效手段。同时具备数据查询、数据汇总、统计分析、数据交换的能力

4、。污染源自动监控系统是通过有线/无线通信技术及环境GIS地理信息实现对全市范围内的污染源的废水废气等的污染状况进行监控，紧密结合国家环境保护总局的管理工作，将污染源管理、排污数据在线监测、排污超标报警、污染治理设备运行状态监测、污染源基础数据管理等有机地结合在一起，实现国控污染源自动监控能力建设项目确定的目标，即通过自动化、信息化等技术手段对污染源实施自动监控，建成后可以更加科学、准确、实时地掌握污染源的主要污染物排放数据、污染治理设施运行情况等与污染物排放相关的各类信息，及时发现并查处违法排污行为，实施污染源自动监控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

5、到显著增强。在数据通讯传输方式上采用无线（CDMA/GPRS）方式，通过GPRS实现数据24小时在线，同时将兼容有线（光纤/ADSL）提供给GPRS通讯信号不能覆盖的地区使用，系统充分考虑先进性和实用性，根据不同实际情况在不同的污染源在线监控点选择不同数据传输方式，将现场在线监测仪器采集的排污数据上传到环保局数据服务器。系统的传输将按照市局统一的数据传输标准设计，实现相关监测数据向上级环保局相应系统的自动上报功能，实现上下级的数据传输。同时，实施污染源自动监控能够有效提高环境执法效能，实时监控的数据还能为提早发现环境事故、提高环境应急相应时间服务。1.2 用户需求用户需求为：本软件必须包含以下

6、子系统，并符合以下要求：（1）环境基础信息系统平台软件以环境基础信息系统和环境地理信息系统为基础平台，综合应用3S（GIS、GPS、RS）技术、卫星通讯技术、GPRS/CDMA有线、无线通讯技术、集群技术、CTI等一系列先进的科学技术，集视频、数字、卫星遥感、电讯兼容一体，通过GIS多图层信息，生成外挂式的符号、线型、填充图案或颜色库，在大显示屏幕上展现企业、环境、污染物变化的图像和画面等信息的运行平台。环境数据中心系统将存储，管理，维护全系统中的数据，通过统一的数据支持平台和各应用子系统进行数据交换，提供各种数据存取，数据查询，报表打印等服务。（2）环境地理信息系统平台软件需配备地理信息系统

7、平台，平台采用完全面向对象的技术架构，从地理对象的模型、存储、处理到表现采用面向对象技术，遵循OpenGIS标准。平台要求具有开放性，可扩展性，易维护性等柔性特征。而且在不同级别的应用支持中采用兼容的开发接口，最大限度地保证应用系统的易迁移性。要求系统不仅支持面向Internet的海量访问请求，也能够支持硬件资源很少的嵌入式GIS应用。（3）环境监测监控信息管理系统能够对在线安装的水污染物、大气污染物自动监控系统；企业噪声自动监控系统；高空影像视频监控系统；放射性源GPS监视系统；环境空气自动监控系统；地表水源地、地下水源水质自动监测系统获得的监控数据和监控影象实现从采集、传输、处理、计算、分

8、析、输出、共享等全过程的数字化管理。随时各级环保部门适时上报污染源监控数据及其相关信息。 （4）监控中心数据处理系统对传输上来的数据进行处理、分类、统计、分析等，生成相应报告；根据需要对特定时段和参数进行趋势记录，生成各种报表；对监控点信息进行管理，自动录入、存贮、管理、查询及修改监控点信息；对数据能进行常用格式文件的导出、导入功能；对监控数据进行管理和存储，以备上级系统使用；将监控数据、监控点信息等进行上报或输出等。（5）GIS地理信息应用系统应用GIS系统，显示城市地理位置图、 监控点分布图，监控点采集的实数据信息。系统管理人员对地理信息的画面可以任意搜索、放大、缩小察看，也可以通过指定所

9、观看的地名显示出图像，当地图信息发生变化，可以修改相关地图。利用GIS的多层次地图显示功能，能够快速实现多窗口之间的地图切换：城市地图(包括商业、文化娱乐、街道、重点单位、学校、政府驻地平面图。（6）信息转换查询系统能够利用静态数据库和动态数据库查询、汇总、处理和输出各种环境监测信息到惠州市污染源在线监控中心平台。1.3 建设目标本方案依照甲方要求，建设一个全新数据平台，使其具有数据采集，数据加密，高速传输，数据甄别（异常数据分析），数据上报等综合性功能，实现对污染源的有效管理。建立一套完整的污染源在线监测系统能连续、及时、准确地监测排污口各监测参数及其变化状况；市局监控中心可随时取得各子站的

10、实时监测数据，统计、处理监测数据，可打印输出日、周、月、季、年平均数据以及日、周、月、季、年最大值、最小值等各种监测、统计报告及图表（棒状图、曲线图、多轨迹图、对比图等），并可输入中心数据库或上网。收集并可长期存储指定的监测数据及各种运行资料、环境资料备检索。系统具有监测项目超标及子站状态信号显示、报警功能；自动运行，停电保护、来电自动恢复功能；维护检修状态测试，便于例行维修和应急故障处理1.4 设计原则1、先进性原则系统建设具有较高的技术起点，充分采用现有高新技术，确保系统投资取得最佳效益，系统完成后，达到国际先进水平。2、可靠性原则选用高品质的设备完成系统的架构，不仅可以保证系统稳定、可靠

11、的运行，也可大大减少投运后的维护工作量、并节约二次投入的资金。3、开放性原则系统具有灵活的结构和良好的开放性，对信息化管理软件和现场智能设备提供良好的通讯兼容，并与国家环保行业公布的数据协议和格式兼容。 4、安全性原则在设计中注意软、硬件各环节的安全保密性，做好系统内权限的分级管理，采用最新的网络和控制器安全技术，防止非法用户的越权操作。5、经济性原则充分保护用户的现有投资，以设备的高档次、可塑性、可配置性、易于维护性来满足系统所处的复杂环境和各种应用需求；以高质量、高标准的设备构成本系统，大大减少系统运行时的维护及维护费用；能够为将来系统规模扩大和功能扩展提供良好的接口，保护用户的投资；在确

12、保上述各项的前提下，尽量降低系统造价，向用户提供高性价比的设计方案。1.5 系统结构污染源自动监控系统及污染源基础数据库系统是通过有线/无线通信技术及环境GIS地理信息实现对全市范围内的污染源的废水废气等的污染状况进行监控，紧密结合国家环境保护部的管理工作，将污染源管理、排污数据在线监测、排污超标报警、污染治理设备运行状态监测、污染源基础数据管理等有机地结合在一起，实现污染源自动监控能力建设项目确定的目标，即通过自动化、信息化等技术手段对污染源实施自动监控，建成后可以更加科学、准确、实时地掌握污染源的主要污染物排放数据、污染治理设施运行情况等与污染物排放相关的各类信息，及时发现并查处违法排污行

13、为，实施污染源自动监控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。其中污染源自动监控系统主要用于实现全天候在线监控污染源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，实现污染源远程监测、现场数据采集、自动判断是否超标、超标报警等功能。该系统与地理信息子系统相结合，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相关污染源，对于出现污染事故的快速排查和分析具有很强的现实

14、意义。污染源基础数据库系统主要完成污染源基本信息录入与维护，实现污染源排污申报，以及自动监控业务数据导入，为污染源自动监控系统、重点企业公众监督与现场执法管理系统、排污收费系统等相关污染源业务系统提供基础数据。系统功能结构图如下：污染源自动监控的核心是建立一整套能自动采集数据、自动传输数据、自动处理及自动分析数据，并能快速反应的数字化环境管理系统。污染源自动监控核心软件系统实现以下主要功能：l 搭建全市的地理信息系统平台GIS，实现全市污染源静、动态管理，并将数据汇总到污染源基础数据库中，以便支持其它业务系统的数据共享。l 实现对污染源基本信息、排污申报相关基础信息、审核后排污监控数据信息的管

15、理，实现数据的无缝集成和数据共享；l 实现现场排污数据的通讯传输平台和监控中心的数据交换共享平台，实现环保部门各级之间的数据互联互通和共享。l 建立全市的突发污染事件应急指挥处理系统与污染源自动监控的有效连接，实现远程实时监控、超标报警，并实现接警立即处理、快速反应。对污染源实施远程自动监控及对污染源数据进行管理是做好环境应急处理处置的前提。污染源自动监控系统不仅包含监控中心应用软件，也有下端数据传输设备及在线分析仪器。由于系统建设的最终目的是要形成一个全市范围内大型的监控网络系统，内容涉及各级环保部门和污染源现场监控仪器、数据传输、数据整理、加工应用等方面。监控中心是指市环保局通过通信传输线

16、路与自动监控设备连接用于对污染源实施自动监控的软件和硬件系统，硬件主要包括服务器、数据采集仪、显示与交互系统、监控网络基础环境、网络安全系统等，软件有服务器操作系统与数据库软件、污染源基础数据库、污染源自动监控应用系统、数据传输与备份系统、网络安全系统等。污染源自动监控中心示意图如下：另外，本软件系统实现全市范围内污染源的排污在线监测及超标报警功能，我们在实现对污染源直接在线监测的同时，也将实现与市环保局相应环保业务系统的数据传输和交换功能，保证现场数据的有效收集，确保本系统的正常、有效运行。系统提供污染源自动监控系统的标准接口开发，并完成以污染源在线自动监控、报警设备为基础；采用当前先进的数

17、据通讯传输手段把排污现场的排污状况、排污数据实时地传输到市环保局相关管理部门的应急监控指挥中心，并对数据进行保存、整理、分析，当排污现场发生异常时系统会自动将报警信息上传至环境监控中心；同时合理、高效的利用计算机强大的运算、处理能力，立体的、直观的以多种方式把排污现场排污情况呈现给环保工作管理人员，实现数据采集工作的自动化，达到无人值守，从而让管理人员的工作从繁琐、重复的污染采样、记录中脱离出来，集中精力进行分析、统筹等管理工作，从而提高工作效率、改进工作方法，提高环保管理水平。作为污染源自动监控中心的核心软件，污染源自动监控系统和基础数据库系统实现污染源排污数据的采集及数据处理。整个污染源数

18、据采集、传输及监控中心业务平台逻辑图如下：其中：1)系统从下到上依次分为六层，最下层为现场执法处理层，这层包括了现场各种监测设备和通讯模块。2)第二层为数据通讯层，实现各种现场设备和监控中心通讯的协议转换，转换的标准为国家环保部污染源在线自动监控（监测）系统数据传输和接口标准技术规范。3)第三层为数据库系统层，包括了通讯服务器数据库、监测点业务数据库和地理信息空间数据库。相互配合实现监测点数据的上传、存储和可视化显示。4)第四层为业务应用层（信息化平台），是安装到各办公人员主机的业务操作系统，实现数据的查询、分析和报表输出。5)业务应用层以上是事件处理分发层，对于突发性事件系统会及时报警，便于

19、相关人员做出反应处理。6)最上面一层为决策指挥层，用于领导层对现场数据综合分析后指挥调度。1.6 规范及标准1.6.1 重点参考标准l 污染源自动监控中心建设标准(暂行)l 污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准HJ/T-212l 环境污染源自动监控信息传输交换技术规范（试行）HJ/T-352l 国控污染源自动监控能力建设项目建设方案l 国家环境保护“十一五”规划l 国家环境信息能力建设“十一五”规划l “十一五”环境信息化发展规划l “十一五”国家环境技术管理体系建设规划l 国家环境保护电子政务建设初步规划l 国家环境信息化建设指导意见l 环境数据库建设和运行管理规范1.6.2 行业法律

20、法规l 中华人民共和国环境保护法l 中华人民共和国水污染防治法l 中华人民共和国大气污染防治法l 污染源自动监控管理办法l 固定污染源烟气排放连续监测技术规范（试行）HJ/T-75l 固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法（试行）HJ/T-76l 水污染源在线监测系统安装技术规范（试行）HJ/T-353l 水污染源在线监测系统验收技术规范（试行）HJT-354l 水污染源在线监测系统运行与考核技术规范（试行）HJ/T-355l 水污染源在线监测系统数据有效性判别技术规范（试行）HJ/T-356l 化学危险品安全管理条例l 国家环境监测管理条例l 突发环境事件应急预案l 环境应急手册，

21、国家环保部l 环境信息元数据规范l 国家环保部电子政务建设规范l 环境数据库设计与运行管理规范l 环境信息分类与代码l 环境信息系统集成技术规范1.6.3 信息编码标准代码名称标准1.行政区划代码GB/T 2260，GB/T 101142.企业规模代码表环境统计基层报表3.单位类别代码表全国排放污染物申报登记变更与年审表4.登记注册类型代码表国家统计局、国家工商行政管理总局有关规定5.隶属关系代码表GB/T 12404-19976.国民经济行业代码表GB/T 4754-20027.污水处理方法代码简表根据有关资料整理8.废气除尘、脱硫方法代码表环境信息标准化手册第三卷9.工艺废气净化方法代码表

22、环境信息标准化手册第三卷10.固废处置方法代码表环境信息标准化手册第三卷11.水污染物编码环境信息标准化手册第三卷12.气污染物编码环境信息标准化手册第三卷13.治理类型代码表环境统计基层报表14.水域功能区类别代码表环境信息标准化手册第三卷15.污水排放规律代码表环境信息标准化手册第三卷16.排放去向代码表环境信息标准化手册第三卷17.水体/流域代码表环境信息标准化手册第二卷18.锅炉等燃烧设备名称编码环境信息标准化手册第三卷19.环境空气质量功能区代码表全国排放污染物申报登记变更与年审表20.工业锅炉和电站锅炉表示法环境信息标准化手册第三卷21.工业炉窑分类编码环境信息标准化手册第三卷22

23、.废气排放规律代码表根据有关资料整理23.燃料分类代码表环境信息标准化手册第三卷24.燃烧方式代码表环境信息标准化手册第三卷25.噪声源性质名称代码表环境信息标准化手册第三卷26.噪声功能区名称编码表环境信息标准化手册第三卷27.固体废物名称和类别代码表环境信息标准化手册第三卷2 总体设计2.1 系统范围本软件系统作为环保局信息化建设重要内容的一部分，系统主要完成污染源自动监控中心核心软件，同时完成数据传输通讯网络的建设、基础数据库平台及数据交换平台的建设。污染源自动监控中心核心软件开发项目的主要任务是在污染源自动监控中心具备的硬件和软件设备以及网络环境的基础上，开发污染源自动监控系统、污染源

24、基础数据库系统，同时要实现稳定可靠的数据传输平台、灵活的数据交换平台，从而将污染源自动监控设备监测到的污染源污染排放数据及时传送到监控中心。具体包括以下子系统。l 环境基础信息系统l 环境地理信息系统l 环境监测监控系统l 中心数据处理系统l 信息转换查询系统系统各子系统结构关系图如下：（1）环境监测监控系统实现功能包括：n 以灵活的通讯方式实现包含污染治理设施、污染源自动监测设备及排污数据等信息从下级环保部门向上级的自动传输；n 完善各级环保部门对污染源自动监测监控点的数据采集及信息传输；n 实现对自动监测仪器的远程控制；n 通过系统实现对监控数据的处理、分析功能；n 搭建地理信息系统平台，

25、实现污染源静/动态显示；n 数据直报功能，即现场排污企业的数据可以直接上报至市环保局；n 市系统及区/县系统之间可通过统一的数据交换标准进行数据交换和通讯，实现数据共享。（2）环境基础信息系统实现功能包括：n 实现对污染源基本信息、排污申报相关基础信息、审核后排污监控数据信息无缝集成，实现数据共享；n 支持海量数据存储，支持包括GIS应用在内的多种环境管理应用，具有良好的可扩展性以及支持文本、图片等格式，支持动态备份、数据导入导出、元数据管理、数据校验、数据查询与发布以及日志管理等数据库常规功能；n 实现报表管理、对基础数据库系统中各类系统综合查询、统计分析等功能；n 搭建地理信息系统平台，实

26、现强大的空间数据管理、显示和分析功能，充分直观的掌握污染源的情况，最大限度满足环境管理需要，为领导决策提供依据。（3）中心数据处理传输系统中心数据处理传输部署在环保监控中心通信服务器上，实现全市范围自动监控数据的接收、传输和联网。自动监控数据的通信实现方法是：自动监控现场按照环保局约定的通讯标准，向通信平台发送监测数据包，通信平台根据前端设备的端口号、设备号过滤掉无用的数据包，接收相关的有效数据包并交给数据解析模块依据相关的通讯规约解析数据，数据解析结果同时向对应的监控中心平台转发。n 数据解析本接收系统接收到有效数据包后，统一按照通讯约定对数据进行解析、入库。n 数据直传现场数据可直接传送到

27、各级环保部门的平台，另外也可以通过由各区/县的数据传输通讯平台逐级转发的方式将现场的数据上传的市级环保部门。n 网络远程控制本接收系统接受上位机的远程控制命令，实现对下端设备进行远程控制，本系统的网络远程控制与在线自动监测设备的远程控制处理相对应，各监控中心通过网络经由通信平台发送远程控制指令，在线自动监测设备执行并向通信平台返回执行结果。n 参数设置通过本接收平台可实现对现场设备相关参数的远程设置，如修改数据采集仪的访问密码、修改数据采集仪实时数据采集传输时间间隔等。n 远程控制和现场端历史数据的调取功能有权限的监控中心可以向本接收系统发起对监控现场的远程控制或提取现场端历史数据的调取指令。

28、由通信平台转发该指令到对应的监控现场，监控现场收到并响应该指令要求，向通信平台回复请求结果，通信平台转发请求结果到对应的监控中心。（4）地理信息系统地理信息系统（GIS）是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的系统软件。近年来，利用 GIS技术，进行项目选址规划的应用日益广泛。结合环境保护的业务特点，借助 GIS 系统，为环境监测管理对象（空气、地表水、酸雨、噪声、近海水域等）位置的优化选择、排污监控/测地点的优化设置、生态环境保护对象监管的位置优化选择提供更加直观、科学的辅助决策支持。（5）综合信息查询门户建立污染源自动监控中心系统的统一综合信息查询门户，为各类信息和数据的发

29、布和展示提供统一的出口，为各业务应用系统的集成提供系统集成接口。n 单点登录；n 用户管理；n 角色管理；n 模块管理；n 污染源授权；n 日志管理等。2.2 系统架构2.2.1 体系架构如图，系统体系架构主要从业务的视角，给出了系统构建的全貌，从应用、技术和数据角度而言，要求体系结构支持多种技术平台、多个厂家、多种应用解决方案，能够处理符合标准的多种来源的数据信息，同时，系统建设本身就包含了对信息描述的标准的制定。在这个意义上，本系统平台不是一个传统意义上的单独的信息系统，而对多种信息来源、多种服务、多种技术解决方案共存的应用整合平台。2.2.2 逻辑结构系统逻辑结构是根据惠州市环保局对对污

30、染源企业的环境监督需求，借助现代信息技术，通过层次化与结构化思想进行设计的。系统逻辑结构由四个层面、两套体系组成。系统主要面向政府、公众和排污企业，通过统一的信息门户，利用核心应用系统，实现对污染源自动监控企业的自动监控与管理。支撑各应用系统的环境主要包括数据信息资源和软硬件基础设施环境，并在系统建设过程中，建立配套的信息安全保障体系和标准规范体系。1、统一信息门户层重点监控企业污染源自动监控系统提供的信息门户包含两类，即电子政务外网门户和Internet网门户。电子政务外网门户为环保部相关工作人员应用本系统提供登录窗口，其主要功能是整合各系统的信息，运用先进的数据交换、共享、采集、发布手段，

31、在同一平台上传递信息、开展业务，促进原来分散的业务系统的整合，资源共享，提高环保部门业务效率和决策速度。Internet网门户为公众提供一站式的服务入口，提供在线服务、网上投诉、网上办事等功能。同时，统一信息门户可以将企业、政府和公众所有应用集成起来，通过统一入口，给不同层次的使用者提供个性化信息服务。信息门户的一些基本业务是相同的，如统一权限管理、已有应用系统的集成以及建立在系统基础上的决策支持等。2、各核心应用系统层基于重点监控企业污染源自动监控系统的建设目标，结合本项目信息化需求分析，以及信息化建设重点与难点，总结环保部的各核心业务系统，包括污染源自动监控系统、污染源基础信息系统、公众监

32、督与现场执法管理系统、防污染应急系统、申报收费系统、环境监督综合决策支持系统、地理信息系统等。3、数据信息资源层信息是对数据的合理组织，是系统进行事务处理，实现业务功能的基础。信息流是伴随环保业务开展的，科学、合理、规范地组织与部署信息资源，实现信息流的畅通、高效运转是重点监控企业污染源自动监控系统的基础。首先必须对重点监控企业污染源自动监控系统相关的信息资源进行分类，建立信息资源分类目录，然后从市局，县局，以及污染源企业等不同层面对信息资源进行部署，同时提出数据传输、数据交换、数据存储的标准与规范。4、软硬件基础环境层软硬件基础环境主要包括应用系统平台、网络与基础设施平台。应用系统平台是重点

33、监控企业污染源自动监控系统运行的基础性软件，包括数据库系统、操作系统、主机系统、中间件等。网络与基础设施是支撑重点监控企业污染源自动监控系统运行的最底层的基础环境，包括广域网和局域网、通信网络、服务器、存储设备，以及不间断电源、空调等机房设施。5、标准规范体系重点监控企业污染源自动监控系统是一个复杂的系统项目，存在许多技术标准与管理规划。为了降低系统实施风险，并为系统的安全稳定运行奠定技术标准基础，需要规范相关信息技术应用的标准，建立适合的系统标准规范。6、信息安全保障体系根据重点监控企业污染源自动监控系统的重要性，建立信息安全管理体系与信息安全技术体系，进一步提升信息安全的管控力度，加强信息

34、安全技术应用，提高信息安全防护能力，从技术各个层面提供对信息安全的技术支撑并对信息安全的运行进行全方位管理。2.2.3 部署结构惠州市污染源在线监测系统主要由中心站和监控子站组成。在系统中，各监测子站的现场监测设备均采用符合广东省污染源排放在线监测技术规范所规定的符合RS232、RS422、RS485 中任一种通讯接口,并能提供网络接入功能的仪器设备。数据经设备采集后，通过串口连接到现场服务器，经服务器软件打包加密后通过已建成的宽带网络（10M），高速传输至惠州市监测中心站。在数据中心服务器上对数据进行分析，形成各种统计分析报告、报表及图形，通过显示屏进行显示。经系统甄别，正常可靠数据经由宽带

35、网络上传至省环保监测中心。对于异常数据予以报警提示，经系统自动甄别后上传至省环保监测中心。整个系统网络层次从底层逐级向上可分为现场层、网络传输层和中心监控层三个层次：l 现场层包括数据采集传输仪和各种监测、采样设备。完成数据采集、存储、发送及命令接收等方面的功能。l 网络传输层指用于实现数据传输的网络实体，本方案采用宽带网络传输。l 中心监控层即监控中心监控平台。它通过网络传输层和现场层相互通讯，交换数据、指令下达，以实现对现场层的集中远程监控。监控中心应能通过网络监控辖区内的所有现场监控点。2.2.3.1 现场采集层设计现场数据采集服务器具有数据采集、变换、存储和上传功能，通过串口与各种现场

36、仪器装置连接，对各种现场采集的数据与信息进行整合，完成数据与信息输出前的加工、处理，同时接收和执行管理监控中心所发出的各种指令。数据采集中心采用全数字化的双向通讯传输，必须做到现场数据信息定时报，异常情况及时报，外来查询随时报。数据与信息的传输必须全程保真、可靠无误。现场服务器的功能：(1)现场数据和设备运行状态监测功能l 污染物排放数据监测：能实时采集在线监测仪检测的污染物排放数据。超标后能自动报警。l 检测设备运行状态监测：能自动监测在线监测仪、自动采样器等现场仪表、设备的运行状态（运行、停止或故障等）。l 工作环境监测：能监测现场监测站的运行环境参数（如温度、湿度）、安防报警等信号。(2

37、)远程设置和控制能及时响应监控中心发来的限值设定操作指令，实现远程操作控制。(3)数据传输功能能按照以下几种方式，实现与监控中心的数据实时通信：l 应答上传：对监控中心发出的数据呼叫请求能及时响应上传；l 定时上传：能根据设定的间隔时间定时上传现场数据给监控中心；l 异常主动上报：当出现污染物超标、治污设施停止运转、现场设备故障等异常情况时能主动上传给上一级监控中心。(4)通信接入方式能支持多种接入方式（ADSL、PSTN、GPRS、CDMA）。2.2.3.2 网络传输层设计本方案的通信方式采用基于TCP/IP的通信协议，利用公用通信网络在互联网（Internet）上建立虚拟专用网VPN（Vi

38、rtual Private Network），规划各个使用站点的固定IP地址，在保证数据安全性的前提下提供数据的快速交换通道，(1)网络实现方式通信方式应采用基于TCP/IP的通信协议，可采用有线方式：ADSL、PSTN，利用公用通信网络在互联网（Internet）上建立虚拟专用网VPN（Virtual Private Network），规划各个使用站点的固定IP地址，在保证数据安全性的前提下提供数据的快速交换通道，目前惠州环保监测中心已建好了10M高速宽带专网。(2)数据交换模式远程监控：监控中心能通过标准的WEB浏览器（如Internet Explore或Netscape等）访问每个现场数

39、据采集服务器，能通过WEB页面监视现场的实时数据。(3)数据交换现场数据采集服务器与监控中心数据库服务器之间能通过通信网络进行数据交换，现场数据采集服务器可以定时和出现异常情况时主动上传数据，也可响应监控中心的指令进行数据上传。2.2.3.3 中心监控层设计管理监控中心：用于对环境污染源数据进行统计、分析、管理的计算机平台，通过它对现场采集的数据进行、处理。在监控中心应能对排污状况进行公示。能做到对排污单位进行数据查询，远程监控管理，自动输出各种数据信息报表，实现数据集中管理、信息资源共享，并为建立市级、省级、国家级环境监察信息网提供基础源数据、通讯手段和管理平台。如图：各监测点的现场服务器上

40、电后自动连接到专线网络，和预先设定的IP地址或者域名建立TCP链路，这样监控中心和各个监测点间就实现了双向传输数据，现场服务器负责实时监测现场环境并能对所采集的原始数据进行记录储存和定时上传。记录仪具有智能逻辑判断功能，异常情况出现后应能及时通过传输网络上传至监控中心。监控中心系统主要由数据通信子系统、数据处理子系统和报表系统组成，主要完成的功能有数据通信，数据处理，报表统计分析等。数据处理子系统、报表系统作为主要的人机交互界面，接收现场服务器传输来的信息和其他污染源的监测信息；负责对监测信息分类、筛选和综合分析；完成对数据的统计、运算、处理，能自动生成各种报表；具有存储、显示、记录、打印、统

41、计等功能，而且还可以向监测点发送有关查询命令和控制信息。以下功能是监控中心应具备的基本功能，但不局限于以下功能：l 集中监控功能：在监控中心可以通过网络实时监测各站点的实时数据。l 集中报警功能：任何现场的异常报警信号能在监控中心集中进行声光、画面报警，同时能自动通过短信、电话等方式将报警内容通知环境监测执法人员。l 数据记录储存功能：能按规定的数据库格式保存现场原始数据、报警数据和操作记录的数据。l 数据发布功能：中心数据库数据应能实现数据共享，对其它系统应具有开放性。2.3 技术路线2.3.1 软件开发技术2.3.1.1 开发体系本项目的污染源在线监控平台软件采用基于.NET开发体系的B/

42、A/S架构实现，.NET定义的组件与系统功能相映射，提高内聚，降低耦合，以功能为中心的组件之间通过规范的接口通信，实现组件之间相互独立，有序联系，加大了并行开发的可行度，提高了系统的开发速度。由于各组件能够独立的进行更新和取代，新功能也可通过简单的更新或加入组件来实现，所以简化了对系统的维护和部署。.NET容器提供了性能支持组件，如事务处理、数据库链接、生命周期管理等，使得开发人员可以将精力集中在业务逻辑的开发中，减少了底层的开发工作，提高系统的稳定性。.NET平台提供了大量用来访问现有信息系统的符合工业化标准的API，在这些API的支持下，开发人员可以利用.NET做更多的事情。.NET作为标

43、准，得到国内外IT业界的广泛支持，从应用服务器到开发调试工具，采用.NET作为核心技术的开发组织可有众多的选择。2.3.1.2 技术架构为了实现系统具有业务变化的适应性、高度的安全性、大容量数据存储处理等技术特点，在系统的技术框架中采用三层或多层体系架构，可根据未来业务发展引入数据仓库技术。系统把业务逻辑、表示逻辑和数据资源分为三个不同的处理层次：表示逻辑（客户层）为第一层：它的主要功能是实现用户交互和数据表示，为以后的处理收集数据，向第二层的业务逻辑请求调用核心服务处理，并显示处理结果；业务逻辑（应用服务器组件）为第二层：实现核心业务逻辑服务，管理并接受客户的服务请求，向资源管理器提交数据操

44、作请求，并将处理结果返回请求者即客户或其他服务器。数据资源（资源管理器）为第三层：包括数据库、数据仓库和各种文件（如多媒体文件），负责管理应用系统的数据资源，完成数据操作。应用服务器组件在完成服务的过程中通过资源管理器存取它管理的数据，或者请求资源管理器的数据服务。基于SOA的思想，系统的应用架构分为三个大的层次架构，内容展现与Web应用界面层、核心应用层、系统与基础服务层；整个应用系统设计、开发和部署基于统一的开发环境。2.3.2 数据设计技术2.3.2.1 数据库选型本次项目的数据库推荐使用SQL SERVER数据库系统，采用Microsoft SQL Server开放式关系型网络数据库，

45、其具有丰富的数据类型，提供多种开放式接口，支持多种讯问方式，其中ODBC方式可以为其他各种系统软件或应用软件提供讯问数据库的手段，作为系统功能的扩展提供充分条件。支持多种网络拓扑结构，支持常见的网络协议以及混合网络协议，方便了网络结构的重建和拓展。Microsoft SQL Server是基于服务器/客户机结构的数据库管理系统。在客户机/服务器结构的应用中，服务器端软件用于存储数据、处理数据请求、维护数据完整性，而客户端软件用于处理用户界面、生成数据请求、将返回结果显示给用户。这种结构使得该系统能够在服务器和客户机之间平衡负载，在整体性能上与传统的基于文件共享方式数据库管理系统相比有大幅度的提

46、高。有利于与监控总中心的联网和数据交换。采用MS SQL Server大型网络数据库，MS SQL Server使用简单，价格也不贵，而且提供数据同步工具（DTS），利用DTS从不同来源的子系统数据库将数据提取、转换和合并到单个或多个目标。通过使用DTS工具可以根据数据采集的需求创建定制的数据采集计划，形成数据移动解决方案，体现了“集中管理、分散操作”的设计原则。集成数据库与子系统数据库通过同步或异步的方式实现数据一致。Microsoft SQL Server2005具有以下特点：l Windows NT上最快的数据库（由保持记录的TPCC基准程序所证明），包括减少了的检查交互工作、更快的排序和索引性能、更好的吞吐量和响应时间、性能完备的系统监控。l Microsoft Back Office集成；l 异种数据复制，允许SQL Server数据自动复制到非SQL Server的系统中；l 超大型数据库支持，允许管理100200GB范围的数据库；l 数据仓库的优化；l 简单易用的数据库管理工具；l 数据安全性；提供系统用户身份验证和数据讯问权限控制功能；l 数据可靠性；充分利用了硬件和操作系统的容错能力，自动执行的数据库镜像和数据库备份确保了系统的可靠运行；l 支持语名优化，智能化的、基于成本的查询优化器，可以快速确定地获取数