污染源监控系统软件方案(2014-5-30).doc

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11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、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.3) 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。1.4 系统架构1.5 概述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:l 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。l 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。l 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。l 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：l 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.l 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。1.6 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。1.6.3 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。1.6.4 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31所示，选择一个企业，才能查看该企业的污水排放口和废气排放口以及控制设备的信息。2) 污水排放口通过一个企业，进入该企业的污水排放口选项卡,在这里可以查看、添加、删除、修改该企业污水排放口的信息，可以将任一DTU绑定到固定的某排放口；可以添加排放口的污染物种类，设置和修改污染物的标准排放量等参数；可以进行测定仪的参数设置;启动视频监控进行查看现场。3) 废气排放口通过一个企业，进入该企业的废气排放口选项卡，在这里可以查看、添加、删除、修改该企业废气排放口的信息。可以添加污染物，进行测定仪设置，使用视频监控进行查看现场。4) 控制设备通过一个企业,进入该企业的控制设备选项卡，在这里可以查看、添加、删除、修改该企业控制设备的信息，也可以查看每个MN号设备的详细信息。5) 机组 通过一个企业,进入该企业的机组选项卡,在这里可以查看、添加、删除、修改该企业机组的信息，也可以查看每个机组的详细信息。6) 水口通过一个企业，进入该污水处理厂的水口选择卡,在这里可以查看、添加、删除、修改该污水处理厂出水口的信息，可以将任一DTU绑定到固定的某进水口或者是出水口；可以添加水口的污染物种类，设置和修改污染物的标准排放量等参数；可以进行测定仪的参数设置。7) 视频监控通过该功能模块可以实时监控企业排污口情况。2.1.2 企业查询2.1.2.1 功能说明根据企业名称、行业类型、重点类型、地区、企业状态查询企业.以及查看企业的基本信息,污水排放口设备、污泥处理设备和控制设备信息。2.2 监控信息监控信息模块主要对企业的污染物、排放口和监箱进行实时查询；在一定时间内企业污染物的排放情况进行查询；对在一定时间内企业的报警信息进行查询.包括八个子菜单，分别是:实时数据监测、原始数据查询、报警信息查询、数据修正、过程报警查询、过程数据曲线、污染物排放曲线图、过程和末端无效数据。2.2.1 实时数据监测2.2.1.1 功能说明实时数据监测子模块用来对某企业安装的DTU设备进行查看,对污染物排放口及其污染物和监箱进行实时查询，并且可以查看排放口的历史数据，该排放口污染物的实时值趋势与总量，以及其监箱的采集时间；查看该企业的详细信息；也可对该企业的DTU设备进行控制。2.2.2 原始数据查询2.2.2.1 功能说明查询某个企业排放口（废气或者废水排放口)下一定时间段内（实时数据、时数据、日数据、月数据）监测的原始数据。且这些数据是设备直接采集的没有经过任何修复。2.2.3 报警信息查询2.2.3.1 功能说明报警信息查询子模块主要查询一定时间内企业中的各种污染物超标报警信息，报警级别为黄色报警、红色报警。2.2.4 数据修正2.2.4.1 功能说明数据修正模块主要是针对一些丢失的数据或者是无效的原始数据进行手工补缺、修正、程序进行自动补缺，以保证数据的完整性。2.2.5 过程报警查询2.2.5.1 功能说明自动根据已定义好的逻辑校验规则实时校验每一条工况数据，将不符合规则定义的数据生成报警信息供用户分析，提供曲线图查看等方式进行追朔。2.2.6 过程数据曲线2.2.6.1 功能说明将工况数据及过程数据按照参数点方式组织，由用户进行随意选取,通过同一张曲线图同一坐标系下的对比从而发现数据逻辑性的异常情况,发现企业数据的问题。且这些数据是设备直接采集的没有经过任何修复。2.2.7 污染物排放曲线图2.2.7.1 功能说明污染物排放曲线图模块主要是对企业所属排放口下面的污染物的排放情况进行对比分析。2.2.8 过程和末端无效数据2.2.8.1 功能说明根据输入的企业名称，查询指定时间段，脱硫系统过程设备检测的数据与对应末端设备检测的数据有无效的记录。2.3 设备管理设备管理模块主要用来对工业企业和污水处理厂的设备进行查询、测试、核对，对有故障问题或污染物超标的设备进行反控,完成对联网设备的管理，实现对联网设备和断线设备的记录，并且统计联网设备明细和断线设备.因此，设备管理模块包括设备查询、设备反控、联网记录查询、联网设备明细、设备掉线记录查询五个子菜单。2.3.1 设备查询2.3.1.1 功能说明根据企业名称、企业ID、设备MN、设备制造商、设备类型、设备状态或者地区等条件查询设备信息。2.3.2 设备反控2.3.2.1 功能说明设备反控模块实现对某企业的监控设备和污染物采集设备进行反控。根据设备类型向它们发送告警、解除警告、断电和供电等命令.设备控制包括有报警、初级控制、紧急控制、过程控制四个级别。每个级别能发送的命令可能不相同。2.3.3 联网记录查询2.3.3.1 功能说明根据地区、第一次联网时间查询联网设备的信息.2.3.4 联网设备明细2.3.4.1 功能说明根据地区、设备制造商、设备类型（废气、废水、控制和净化设备）、设备最后上传的时间等条件查询设备信息。2.3.5 设备掉线记录查询2.3.5.1 功能说明设备掉线记录查询模块对企业设备的掉线情况进行统计，包括设备类型及掉线时间,可按地区、设备类型、MN号和掉线时间组合统计处各企业掉线设备的详细情况,并且将查询结果输出到Excel表中。2.4 排污量汇总报表排污量汇总报表模块统计企业排放的污染物，对废水废气趋势图进行分析.它可以按日期和排放口进行查询,并对生成的表格进行分析；对废水废气按地市、按行业、按企业进行统计，并对生成的曲线图进行分析。因此，排污量汇总报表模块包括污染物排放数据表、过程数据统计报表、日报表批量导出、脱硫（净化)效率计算、污水污染物超标汇总、废气污染物超标汇总、排放总量明细七个子菜单。2.4.1 污染物排放数据表2.4.1.1 功能说明污染物排放数据表模块以日报表和月报表对企业排放口的各项污染物排放数据进行查看。2.4.2 过程数据统计报表2.4.2.1 功能说明通过统一化的工况数据接口，将工况数据进行格式化存储，提供数据参数的选择,生成任意参数数量的用户自定义报表，并提供曲线图、EXCEL、打印的辅助功能.2.4.3 日报表批量导出2.4.3.1 功能说明日报表批量导出模块按照行业、地区对一定时间段内的废气和污水污染物的原始数据和补缺数据进行日数据的导出.2.4.4 脱硫（净化)效率计算2.4.4.1 功能说明脱硫(净化）效率模块主要是根据企业的每个排污口的进口和出口的数据汇总每天24小时和每月的总天数的脱硫效率，用以核算企业的脱硫系统是否正常.2.4.5 污水超标汇总2.4.5.1 功能说明污水超标汇总模块查询企业污水污染物排放量是否超标。它可以按各地市、各行业和时间进行查询.同时,可以将查询结果输出到EXCEL表中。2.4.6 废气超标汇总2.4.6.1 功能说明废气超标汇总模块查询企业废气污染物排放量是否超标。它可以按各地市、各行业和时间进行查询。同时，可以将查询结果输出到EXCEL表中。2.4.7 排放总量明细2.4.7.1 功能说明排放总量明细报表模块按照地区、行业、地区+行业对污染物的排放量进行汇总，按地区汇总出来的排放量并可下钻到地区的下一级排放量进行汇总。2.5 统计分析统计分析模块主要用来对各个设备传输的数据予以分析.因此，模块主要包括污设备传输率统计、设备达标率统计、总量分析、政务公开数据、设备传输率统计、运营考核登记表、脱硫系统综合分析七个子菜单。2.5.1 设备传输率统计2.5.1.1 功能说明对各设备上传的数据进行单位时间内的传输率统计，即实际传输数据量与单位时间内应传数据量之比;可按照地区、国控名单、时间段、数据类型分别统计，并可对统计出的结果进行导出。2.5.2 设备达标率统计2.5.2.1 功能说明对各设备上传的数据进行单位时间内的达标率统计，即实际数据的达标数据量与单位时间内应传数据量之比；可按照地区、国控名单、时间段、数据类型分别统计，并可对统计出的结果进行导出。2.5.3 总量分析2.5.3.1 功能说明将每月计算出的最终总量数据文件倒回入系统中,并对总量数据进行按地市、行业、流域等内容的环比及同比分析，分析结果分为总体概况及各统计内容的专题图，在统计结果中可以看到按行业、地区、流域等方式的统计图示例，并可以以EXCEL、WORD等形式对统计分析结果及统计图进行导出操作.2.5.4 政务公开数据汇总2.5.4.1 功能说明按照国家政务公开需求,将需要公开的数据进行判断、汇总，并以查询页面的形式提供给用户，同时，各级监控中心均可以EXCEL的形式导出自己所需要的数据.2.5.5 备传输率2.5.5.1 功能说明按照国家重点污染源自动监控考核要求，通过判断设备的有效传输情况,导出设备的有效数据传输率、巡检率、运转率。并可以按照重点类型（2013年国控、2012年国控)、区域、日期、企业名称(模糊查询）等信息进行筛选.2.5.6 运营考核登记表2.5.6.1 功能说明根据企业名称、设备MN以及时间查询该月运营考核登记的详细信息,以及根据查询出的记录修改实际运转小时、总运转小时、2小时响应次数以及平均指令次数参数。2.5.7 脱硫系统综合分析2.5.7.1 功能说明分析某个企业的脱硫系统,分析的参为末端设备S02、NOX、颗粒物等污染物日排放走势、过程设备开关量日走势、脱硫系统脱硫效率月分布图以及脱硫系统运行各种运行状态分布图等。2.6 基础信息设定2.6.1 工况校验条件设定2.6.1.1 功能说明由用户根据自己实际工作中的分析需求,自定义任意工况数据参数的逻辑校验条件，实现校验功能的可定制化及个性化需求。2.6.2 工况校验规则设定2.6.2.1 功能说明根据之前的逻辑校验条件，由用户设定由单个条件或多个条件组合的数据逻辑校验规则，规则设定时可以选择并、或关系，在标准值上可以使用百分比或实际值比较等功能.规则设定完毕后，分配至具体的治理设施由系统自动化的进行数据校验.2.7 数据审核工作流2.7.1 审核角色管理2.7.1.1 功能说明总量审核角色的分配模块，可以将不同企业数据的审核、修正根据要求划分给不同的工作人员,以满足日常工作中的工作量划分管理。2.7.2 审核权限管理2.7.2.1 功能说明总量审核权限的分配模块，可以将不同企业数据的审核、修正权限根据要求划分给不同的工作人员，以满足日常工作中的工作量划分及权限的管理。是总量审核系统的基础支撑模块.2.7.3 数据初审2.7.3.1 功能说明在原有数据修正模块的基础上，根据当前用户所拥有的审核权限，给出用户数据审核的专属模式，在专属模式下，用户可以轻松的对其所负责的企业数据进行数据的修正、恢复等操作，同时也可参看之前相同权限的工作人员的修正意见以及结果等，完成后进行数据初审结果的提交，并附上自己的初审意见，以供后面的数据终审人员进行参考。2.7.4 数据终审2.7.4.1 功能说明根据用户所指定的时间段，将经过了初审并且符合当前审核用户权限的企业列表查询出来，审核用户通过点击相应日期的数据可以看到相应日期的数据，并且可以看到相应的初审人员以及初审意见，在检查无误后,进行终审提交.在用户终审提交后,后台服务将此数据自动汇总入月报表中。并作为排污权交易、企业服务平台的合法数据.2.7.5 审核状态查询2.7.5.1 功能说明所有总量审核流程情况的一个整体查询功能，可以根据地市、时间段、相应初审人、终审人、以及审核状态等条件将当前还未审核、已经经过审核的记录查询出来,并可以查看相应审核流程的具体细节.2.8 权限管理权限管理模块主要是配置用户权限。用户的权限由角色决定、角色包含着各种权限,权限包含着各种资源。用户对本系统的任何操作都可以配成资源,而权限有可以连接多个不同的资源,最后通过配置符合用户的角色来控制用户的权限。2.8.1 用户管理2.8.1.1 功能说明该功能可以添加，修改用户信息和展示用户的基本信息。2.8.2 角色管理2.8.2.1 功能说明该功能可以添加角色、修改角色、删除角色以及查看角色的详细信息.2.8.3 模块与菜单管理2.8.3.1 功能说明模块与菜单管理功能可以添加模块、删除模块、修改模块、查看模块，以及添加菜单、修改菜单、删除菜单、查看菜单。注意：该模块用户用不上，是为开发人员使用的2.8.4 资源管理2.8.4.1 功能说明资源管理功能可添加资源、删除资源、修改资源和查看资源。注意：该模块用户也使用不上，所有的资源在系统发布是都已配置好，是为开发用户使用的 2.8.5 权限管理2.8.5.1 功能说明权限管理功能可添加权限、删除权限、修改资源和查看权限。注意：该模块用户也使用不上，为了不使“权限”粒度混乱，有开发人员配置权限的粒度. 2.8.6 企业注销2.8.6.1 功能说明企业注销功能用来对企业注销和启动，以及查看企业的状态。第 11 页 共 11 页 2024/7/19 周五