毕业设计我帮你

溧阳市污染源自动监控系统建设研究

摘 要

随着国民经济的高速发展，环境保护工作的要求越来越高、压力越来越大，繁重的环保监管任务和有效的监管力量之间的不平衡越来越大。

溧阳市地处苏南，经济发达、生态优美，但同样面临严峻的环保压力，由于溧阳市工业结构总体偏重，钢铁、水泥、纺织印染、化工等高污染、高能耗的产业占比高，大气污染、水污染防治形势尤其严峻。在环保监管过程中，传统的人盯人防的方式已不适应。

2008年，溧阳市环保局为了提升监管效力，推进污染物减排监测工作，开始建设污染源自动监测监控系统，到2009年，监测监控系统平台建设投入109万元，传输系统和监控点投入2045万元，基本完成了“一个平台”，即污染源自动监控平台、“两级传输”，即溧阳市环保局监控平台对下与污染物排污企业之间的监测传输和对上级环保部门传输、“四十九个监控点”包括十五个废气污染物自动监控点和三十四个废水污染物知道监控点等监测监控系统的建设。“系统”建成后，基本实现了对全市重要废气、废水排污企业的实时监测监控，在减排核算工作中发挥了重要作用。但该“系统”建成后，由于建设起点较低、功能单一、应用不足，在实际使用中难以全面的发货作用，另外系统硬件设施陈旧，尤其存储空间不足，已难以保证最低一年历史数据保存的需要。

通过对溧阳市环境保护现状和已建污染源自动监控建设及不足的分析，下一步在优化升级过程中重点围绕解决监控对象单一、监测数据应用不足等问题；系统硬件方面针对性的处理存储空间不足的问题。

关键词：污染源、自动监控、建设、溧阳

 

Abstract

With the rapid development of the national economy, the demand of environmental protection is more and more high, the pressure is more and more big, and the imbalance between the heavy environmental supervision task and the effective supervision power is more and more big. The modern advanced technology especially information technology is gradually applied to environmental monitoring, decision-making and service in daily work, improve the environmental protection work in science and technology, the level of information at the same time, promote the combination of information technology and management, produce sustained, strong impetus to the work of environmental protection, has become the inevitable choice of current and future environmental protection departments.

Through the analysis on the current situation of the Liyang city environmental protection and pollution automatic monitoring application, in-depth study of the existing Liyang pollution sources automatic monitoring platform construction scheme, operation status monitoring data, application and problems, and focus on the future development of Liyang City, the source of pollution automatic monitoring system, especially to solve the problem monitoring a single object, insufficient application of monitoring data are discussed and put forward the improvement plan to upgrade, in the future development process, gradually the use of cloud storage and cloud computing technology, network technology, sensor technology and other advanced technology to achieve new progress.

Key words：Li Yang，environmental protection，monitoring，source of pollution

 

目  录

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.1.1研究背景 1

1.1.2污染源的定义及监测 1

1.1.3自动控制技术 2

1.1.4污染源自动监控 2

1.2 污染源自动监控系统研究进展 4

1.2.1污染源自动监控系统国外研究进展 4

1.2.2我国污染源自动监控系统研究进展 5

1.2.3污染源自动监控系统在国内城市开展的典型案例介绍 7

1.2.4 国内城市（或中小城市）污染源自动监控系统建设共性问题 8

1.2.5 污染源自动监控系统建设的意义 9

1.3 选题的意义与目的 9

1.4 研究内容及研究思路 10

1.4.1研究内容 10

1.4.2研究思路 10

1.4.3研究技术路线 10

第二章 溧阳市污染源自动监控系统建设背景研究 12

2.1 溧阳市基本概况 12

2.2溧阳市环保现状 13

2.2.1环保总体状况 13

2.2.2排污及总量控制情况 14

2.2.3执法及环境监管情况 14

2.3溧阳市建设污染源自动监控建设必要性 15

2.3.1污染控制形势的要求 15

2.3.2提高监管面，提升监管效力的需要 16

2.3.3提高环保执法科技含量，实现环保信息化的需要 17

2.4本章小结 17

第三章 溧阳市已建污染源自动监控系统综述 18

3.1污染源自动监控总体框架 18

3.1.1设计思路 18

3.1.2总体框架 19

3.2污染源自动监控网络建设方案 20

3.2.1网络结构拓扑图 20

3.2.2网络搭建 20

3.3污染源自动监控硬件配置方案 21

3.3.1总体配置思路 21

3.3.2主要硬件清单 21

3.4主要监控点位设置 23

3.5监测设备运行介绍 24

3.6本章小结 24

第四章 溧阳市已建污染源自动监控系统软件建设及运行 25

4.1监控中心平台建设 25

4.1.1平台系统特点 25

4.1.2污染源自动监控软件平台建设 26

4.2污染源单位现场自动监控设施建设 29

4.2.1污染源单位现场自动监控设施建设总体情况 29

4.2.2污染源自动监控系统现场端设施分布 30

4.2.2污染源自动监控工程效力分析 32

4.2.3污染源单位现场自动监控设施资金投入情况及分析 34

4.3污染源单位现场自动监控设施运行情况研究 36

4.3.1概述 36

4.3.2溧阳市污染源单位现场自动监控设施社会化运行情况研究 36

4.3.3管理保障情况 37

4.4本章小结 37

第五章 溧阳市污染源自动监控系统升级改造方案研究 38

5.1溧阳市已建污染源自动监控系统存在的问题分析 38

5.2污染源自动监控系统升级改造建设背景与建设思路 39

5.3污染源自动监控系统升级改造方案设计 40

5.3.1污染源自动监控系统前端设施过程监控系统方案设计 40

5.3.2环境监测预警系统方案设计 45

5.3.3进一步加强监测监控点建设方案 49

5.3.4资金测算及建设时间 49

第六章 总结和展望 54

6.1总结 54

6.2展望和建议 54

参考文献： 55

致谢： 57

溧阳市污染源自动监控系统建设研究

第一章 绪论

1.1 引言

1.1.1研究背景

中国环境保护事业从20 世纪 70 年代起步。1983年12月底至1984年1月初，在由时任国务院副总理的万里同志主持召开的第二次全国环境保护会议上，时任国务院副总理李鹏在大会报告中首次宣布环境保护是我国必须坚持的一项基本国策，同时提出了“经济建设、城乡建设、环境建设同步规划、同步实施、同步发展，实现经济效益、社会效益、环境效益相统一”的战略指导方针[1]。环境保护在我国起步较晚，发展迅猛，但是，随着我国经济的较快发展，环境保护的速度很难跟上经济发展的步伐。经济发展与环境保护相互制约，如何保持经济较快发展的同时，环境保护工作也能始终立于时代发展的前列，是我们环保工作者当前要思考的问题。

近年来，环保工作尤其是基层环保面临的压力越来越大，在2014年召开的全国污染源自动监控工作培训会上，时任环保部环监局邹首民局长在作培训动员时曾指出，当前我国环保监管的压力在基层，基层任务最重的就是环境监察。当前我国仅有约6万正式环境监察人员，与公安、税务、工商等执法部门相关人员差距明显，但却要面对数十万家工业企业和70多万家三产企业，还需对几万个大大小小建筑工地进行日常监管，而涉及到生态环境监察、农村环境监察等工作量则更大。举个例子，仅以23 万家工业污染企业的日常监管为例，按每个企业每月常规检查1次，仅赴现场检查一项工作，经测算每年约需要550万人次，而全国目前仅有100 万～200万人次[2]。因此，必须迫切改变原有的环境监管监测模式，邓小平说“科学技术是第一生产力”，环境保护事业的发展也需要依靠科技的力量，破解发展经济与保护环境的难点,根本出路是科技支撑[3]。随着现代科技的进步，信息技术、现代通信技术、自动控制技术等引入到环保监管中，由此产生了污染源自动监控技术。

1.2 污染源自动监控系统研究进展

1.2.1污染源自动监控系统国外研究进展

国外发达国家的环境自动监控普遍起步比我国略早。十九世纪末，英美等西方的发达国家率先开始在全国范围内部署空气、水质、放射源等的污染物环境监测[13]。

以德国为例，90年代中后期就开展了污染物自动监测信息系统的建设，建立了污染物自动连续监测系统、数据基础系统，数据库系统，数据探索系统和工具库系统等。以德国汉堡的交通噪声监测分析系统为例，该系统首先获取主要交通干线附近某区域内的居民总人数、建筑平面图、白天和夜间受噪声影响的人数等相关基础数据，并在地理信息系统上进行了集成。

然后该系统使用一套交通噪声预测模型将交通干线上噪声监测设备获取的监测数据在三维空间上进行计算，最终得出交通干线沿线建筑物受到交通噪声影响的情况，并给影响出评价。

美国科学技术水平高度发达，灾环境监控和自动监测方面的水平也领先于世界其他国家。美国环境监测监控的发展可以分为四个阶段：即：初级阶段：从19世纪的后期到20世纪的40年代末，环境监控监测开始起步，但总体发展较缓慢。发展阶段：从50年代到60年代，这期间发展速度较快。过渡阶段：即20世纪70年代，是美国环境监控监测取得重大进展并迈向发达阶段的重要过渡时期。发达阶段：从20世纪80年代开始，美国国内的各项环境状况有了明显的改善。水环境方面，因为废水方面的点源排放得到了有力控制，河流湖泊等变得越来越清洁，因氮、磷等污染因子造成的全国湖水的富营养化问题也得到了明显的改善，各类水域的水体水质逐步向适合于游泳、渔业的Ⅳ类水质方向发展。在大气环境方面，由于采用了高空高架烟囱排放，以及对汽车尾气排放的大力控制，NOX 、SO2等对城市环境造成污染的常规气态污染物大幅降低，更进一步改善了全国的环境空气质量。尽管如此，由于工业化水平高度发达，美国在80年代时面临的环境污染形势仍然十分严峻，环境问题已逐渐从区域性的空气污染、水污染、生态破坏等迅速发展成为世界性、全球性的环境危机。在这一期间，环境监控监测工作作为重要的技术支持手段的也取得了重大突破，迈上了新台阶，取得了质的飞越，进入到新的阶段。

欧美等西方发达国家由于工业化开展早、水平高，环保压力大，随着信息化技术、现代通信技术、传感技术等新技术的大量应用，发达国家的污染源自动监控系统的建设和应用已朝着规模化、智能化、实用化的方向发展，我们国家在这方面仍有很长的路要走。

1.3 选题的意义与目的

当前，各级环保部门建设了大量的环境监控中心，但多数只是单一地实现污染源自动监控与监控中心端的实时数据、历史数据、状态数据的上传，以及中心端极其简单的对现场检测仪器、污处设施控制指令的下发执行。普遍存在各污染源节点之间互相不感知、不联动、不协作，没有“物物”联网等共性问题[23]。 

溧阳市污染源自动监控系统从2008年开始建设，系统至今已近10年，累计投入资金已超2000万元，一些共性问题也普遍存在，因此有必要进行系统的研究和探索，力争在系统的应用、后续升级改进等方面有所突破。本文通过对溧阳市污染源自动监控系统建设的历程研究，探索相关建设经验，力争对这些年来溧阳市污染源自动监控系统发展和存在的个性和共性问题做一系统的梳理和总结，结合当前环保工作面临的新形势及环保大数据的推进，为今后对系统的新改扩建做一些探索和研究，使污染源自动监控系统在溧阳市环保工作的发挥应有的效力，为环保信息化、科技化之路作出贡献。

1.4 研究内容及研究思路

1.4.1研究内容

本文主要以污染源自动监控系统为主要研究内容，其中重点研究溧阳市环境污染源自动监控系统的建设及发展，并结合当前国内污染源自动监控系统普遍存在的共性问题和溧阳市环保局近年来在环保监管工作中对污染源自动监控系统的应用情况，为下一步市环保局监控系统的更新升级进行探索和提出建议。

1.4.2研究思路

本文以国内外环境自动监控系统的建设发展为背景，结合我国环保发展历程，引入环境污染源自动监控系统，重点对溧阳市污染源自动监控系统的建设背景、系统设计、软硬件建设、资金投入、系统应用、运行管理、系统发展、存在的问题和下一步更新升级设想等方面进行探索研究。

1.4.3研究技术路线

本文研究技术路线主要方向是从溧阳市污染源自动监控系统建设的必要性到现有系统建设情况研究分析，然后梳理出现有系统存在的问题，最后针对存在的问题为下一步的系统升级改造进行研究设计。研究技术路线如图1.2所示。

第六章 总结和展望

6.1总结

本文系统完善的研究分析了溧阳市污染源自动监控系统的建设情况，对已建系统从系统建设总体框架、软件硬件建设、系统运行维护及现场监测监控站点的配套进行了详细的分析，在此基础上对系统的应用和存在的问题进行了探索。针对已建系统存在的不足和问题，重点从软件升级、硬件改造两个方面进行了研究分析，并提出了升级改进建设意见方案，还对时间安排和资金配置等做了测算，思路清晰，重点明确，为溧阳市污染源自动监控系统的建设和发展提供了可靠有效的材料。

6.2展望和建议

污染源自动监控系统是集环境监测、环境监控、数据采集与传输和辅助决策等的一体化综合环保业务系统，具有重要的现实意义。随着科技水平的提高和环保监管要求的提升，系统仍需要不断更新升级，以始终保证其为环保工作服务的能力。

作者结合自身实际工作经验，对溧阳市污染源自动监控系统后续的升级改进重点和方案设计进行了研究分析，重点对数据分析和应用方面进行了探索，但这仅是污染源自动监控系统发展的一个部分，后续其他人继续开展研究探索可以从以下这些方面进行：

一是污染源自动监控监测数据方面。目前，监测数据已在多方面进行应用，但仍需要人工进行审核，效率大打折扣，可以从提高监测数据的准确性、有效性和合法性等方面进行研究；

二是污染源自动监控系统安全性方面。本文已对当前系统后续改进中队硬件部分做了一定的规划，但因条件局限，未对系统安全性方面考虑，鉴于环保税法在2018年将实施，自动监控监测数据届时将应用于环境税的征收，污染源自动监控系统安全性将很重要，主要可以从系统防入侵、防病毒以及容灾备份等方面进行研究。

三是综合性环保信息平台建设方面。参考环保工作先进地区，建设综合性环保信息平台是必然的趋势，以污染源自动监控系统为基础，构架与环保执法、项目审批、应急指挥等业务的横向关联，使数据能在各系统之间共享互通，解决“信息孤岛”，在这方面可以开展重点的研究和探索。

参考文献：

[1] 李爽.刘洋.张玉斌. 四十年探索开辟中国环保新路[J].环境保护与循环经济，2013,7:4-5

[2] 吴晓青. 大力推进污染源自动监控工作，全面提高环境执法效能. 2009年吴晓青副部长在全国污染源自动监控工作现场会上的讲话

[3] 探索中国环保新道路要着力构建强大坚实的科技支撑体系. 中国环境报，2011.2

[4] Environment Protection Agency.Clearinghouse for iventories and Emissions Factors [EB].http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.htm1,2001

[5] Environment Protection Agency.2008 National Emissions Inventory Data http:/iww:epa.gov/ttn/chief/net}'2008inventory.html

[6] Ohara,T.,Akimoto,H..Kurokawa,K..Horii,N..Yamaji,K.,Yan.X二et a1.,2007.An Asian Emission

Inventory ofAnthropogenic Emission Sources for the Period 1980-2020. [J] Atmospheric

Chemistry and Physics Discussions 7,6843-902

[7] 陈新桥.浅析自动控制的原理及其应用「M].中小企业管理与科技，2015.8

[8] 倪寄淞.浅谈自动控制理论的发展及其应用「M].东方企业文化，2015.8

[9] 方建智.自动控制技术发展趋势研究「M].科技资讯，2012.12

[10] 周发武.鲍建国. 环境自动监控系统技术与管理[M].北京：中国环境科学出版社，2013:3-4

[11] 沈燕飞.王燕. 浅谈污染源自动监控系统[J].江苏科技信息，2014,1

[12] 张剑.陈伟民. 环境自动监测系统探讨[J].城市建设理论研究，2013,12:3-4

[13] 张吉香.万大娟.董洪梅.国内外环境监测平台研究进展「A] .环境监测与研究，2014，3

[14] 环保部.（国发[2007]36号）主要污染物总量减排监测办法

[15] 国家环保总局. 《关于污染源自动监控试点的通知》1999,11

[16] 杨子江.物联网:提升环境监控能力的抓手[J].环境保护，2010,(08): 29-31.

[17] 环保部.（环办[2014]116号）环境保护部办公厅关于印发2015年国家重点监控企业名单的通知

[18] 贾立明，赵伟，陈雯雯，等. 污染源自动监测监控系统国内外研究进展[J].环境科学与管理，2013,3:5

[19] 阳源生 浅谈环境自动监测技术 民营科技 2011.5

[20] 李备萍.陈志斌.徐敏.污染源自动监控系统在环境保护工作中的应用[J]. 科技视界 2014 第22期

[21] 王秀方.孙向东.采煤区环境监测系统的设计应用「A] .煤炭技术，2014，1

[22] 刘瑾.齐亚宾.大气环境监测的数字化测量新探「A] .资源节约与环保，2015，12

[23] 李国刚.李旭文.温香彩.物联网技术发展与环境自动监控系统建设「A].中国环境监测，2011.2

[24] 溧阳市统计局，2013年溧阳市国民经济和社会发展统计公报

[25] 溧阳市环境保护委员会，关于印发溧阳市环保局2016年生态文明建设目标任务书的通知，2016,4

[26] 溧阳市环保局，2014年度工作总结

[27] 陈吉宁，环保部部长陈吉宁在环评和监测工作创新会议上的讲话 2015.6

[28] 《省政府关于加强太湖流域水环境监控系统建设的通知》（苏政发[2008]59号）

[29] 王营冠.王智.无线传感网[M]. 北京：电子工业出版社，2012

[30] TinyOS官网.TinyOS [0L]. http://www.tinyos.net/. 2013.5.

[31] Kulik J, Heinzelman W and Balakrishnan H. Negotiation-based protocols for disseminat-

ing information in wireless sensor networks [J]. Wireless Networks, 2002, 2-3(8):169-185

[32] Mills K L. A brief survey of self-organization in wireless sensor networks [J]. Journal of

Wireless Communications & Mobile Computing. 2007, 7(7): 823-834.

[33] 《国际电信联盟ITU 互联网报告2005:物联网( TheInternet of Things)》

[34] 汪先锋 基于物联网的环境自动监控数据采集与传输系统架构设计与功能实现 「A]. 中国环境管理 2013.4

[35] 环保部，（HJ/T212-2005）污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准（S）

[36] 省环保厅，江苏省污染源自动监控管理暂行办法，2011,3

[37] 李晓锋. 污染源自动监控设备运营模式 [J]. 能源与节能 2014.3

[38] 市环保局，溧阳市环保局关于规范污染源自动监控设施建设的通知，2014,10

[39] 李娟.王缇.环境空气自动监测站社会化运维量化评估体系研究[C]环境监测管理与技术，2015，10

[40] 《省政府关于贯彻落实国务院办公厅加强环境监管执法通知的实施意见》2015年5月25日