生态环境数据中心及环境监管平台平台建设方案.docx

生态环境数据中心及环境监管平台
建设方案
展示城市大气污染源排放的行业贡献、区域排名、空间分布、年际变 化等特征，重点设计以下功能：
(1)污染源数据填报。包括各类污染源的基本信息，活动水平 信息，采用的控制技术信息，排放因子信息。以上内容均需满足系统 数据需求，也作为管理人员的参考信息，在数据收集过程中，建立统 一的数据处理方法和数据存储格式，保证数据收集和传递的质量。
(2)排放源参数配置。基于基础数据库，通过统一编码实现不 同基础数据库之间的信息匹配，包含污染源分类、行业代码、企业代 码、燃料类型、燃烧技术、产品类型、生产工艺、污染物控制技术等 信息。(要求提供详细的排放源参数化设计方案)
(3)排放清单核算。要求采用自下而上的计算方式，按照预先 设定的排放清单核算方法，基于参数化方法在基础数据库中建立污染 源基础信息、活动水平、排放因子、控制效率等数据库之间的交叉关 联，并实现每一个排放源的排放量计算。核算完成后，系统可以表单 形式输出各源的活动水平及排放结果，支持进行数据再处理。(要求 提供详细的排放清单核算方法体系和排放因子数据库设计方案)
(4)排放清单结果分析展示。排放清单结果进行不同维度的统 计分析及可视化，系统支持按行政单位、污染源类别、行业类别、工 艺类别、企业、燃料类型等不同维度对排放总量数据进行汇总；全部 的排放总量情况可根据污染物类型和排放源的类别形成综合报告，进 行查询、统计等可视化展示；排放清单数据空间展示，通过电子地图全面地反映污染源和污染物排放等分布情况，实现排放清单数据与地 理空间数据等联动查询，对重点区域污染源排放信息的筛选及查看。 实现清单数据报表的编制和导出，实现按照行政区划、排放源类型等 进行筛选统计。
2热点网格监控预警系统
融合多种不同类型的数据，形成对区域热点网格、传输通道、敏 感点周边及污染源的三维立体监测体系。以监测网站点数据、子站数 据及卫星数据反演拟合结果表征热点网格空气质量，实现长时间大面 积热点网格空气质量的变化分析、量化考核和报警管理。以监测网站 点数据表征周边空气质量，实现小范围污染源周边的空气质量的实时 变化分析和报警管理。
(1)多源数据融合分析。基于地面监测数据和来自葵花8号卫 星的气溶胶光学厚度(AOD)、臭氧监测仪(OMI) /对流层臭氧监测仪 (TROPOMI)的N02、S02、03、C0、甲醛柱浓度，以及对流层污染测 量仪(MOPITT)的C0柱浓度等卫星遥感数据进行反演，通过机器学 习-数据融合算法，迭代补缺，梯度推进，重构目标区域长时间完整 的S02、N02、PM10、PM2. 5、03、的和甲醛逐时浓度,得到高分辨率 时空分布数据集，实现区域环境质量精细化监控。支持接入卫星分析 结果，并以可视化方式展示长治市及周边地区的空气质量反演结果, 包括卫星反演的污染物分布等，建立高时空精度的天空地一体化的三 维立体空气质量监测体系，全面感知热点网格重点监管区域的空气质 量状态。可按小时、日、月等尺度实现污染空间分布图的绘制、播放 和导出。(要求提供详细的卫星数据与地面监测数据融合方案)
(2)热点网格预警管理。对热点网格监测站点进行不同污染物 实时、小时、日数据排名，并给出站点同比、环比变化情况及排名。 基于监测站点数据，设置报警基准及等级，实现监测网站点实时数据 及时报警，便于管理人员及时联动。
(3)热点网格量化评估。对热点网格的污染物浓度进行实时跟 踪与评估，按周、月、年评估热点网格的污染水平和变化趋势，给出 同比、环比排名等指标进行评估，生成报表和综合分析报告，并对热 点网格退出机制和增补机制给出决策支持。在地图上显示热点网格污 染浓度，快速智能识别重点污染区，跟踪并分析污染特征，掌握变化 规律。
(4)预警溯源监管支持。可根据长治市当地属地管理特点，结 合热点网格运行考核机制，实现预警溯源过程中现场检查反应、转办 /交办、整改等流程，并可根据热点网格内报警次数、反应时间、转 办/交办时间、整改时间、整改结果等信息对热点网格相关负责人或 属地进行评分。
3污染精准溯源分析系统充分利用污染源在线监测、排放清单、模型计算等多证据耦合的
手段，选取适合长治本地的大气数值模式，定量评估本地污染源对空气质量考核站点的贡献，锁定贡献较大的排放源，为精准管控提供管 控目标。
(1)污染扩散分析：基于GIS地图，运用数值模型模拟，展现 污染源对全辖区污染扩散结果。
(2)重点污染源贡献定量：运用WRF-Calpuff数值模型模拟未 来3天污染排放源(PM2. 5、S02和N02等因子)对于辖区内大气标 准站逐时、日、月、年的贡献率结果。支持长治市境内工业污染源不 少于5000个。提供每个企业对每个站点的定量贡献，并根据贡献率 大小，对各类污染源进行排名。(要求提供详细的溯源模型参数化设 计方案)
(3)行业贡献分布：对污染源贡献根据行业类型进行统计分析， 展现不同行业对于全市空气质量以及各个站点各项污染物浓度贡献 量和贡献率。
(4)区县贡献分布：对污染源根据所属区域进行统计分析，展 现不同区县对于全市各项污染物浓度贡献量和贡献率。
五、污染源诊断治理评估系统1污染源一企一档管理系统
建立污染源一企一档，实现辖区内企业全生命周期信息监管，将 企业污染源管理、监察处分、监测检测、台帐报表等信息集中，统一 建档，每个企业形成一套全面、动态反映污染源全貌的信息档案。
(1)污染源基本信息管理。涵盖企业基本情况、生产信息、产排污环节、污染治理、环境管理台账、监察处分和监测监控等，并动 态更新。
(2)污染源数据信息管理。包括排污许可证、二污普数据、环 统数据、城市排放清单和应急减排清单、在线监测和用电监管等数据 源，采用分类管理，可查询搜索，为有效监管提供数据基础。
(3)污染源统计分析。对污染源企业信息进行统计和分析，以 图表形成展示结果，多维度比照，使管理者快速掌握全市及地方情况, 辅助决策和高效管理。
2重点行业VOCs综合监管系统
通过对涉VOCs企业产排污环节、污染治理及排放信息、环境管 理、执法监察、监测监控等信息化管理，实现污染源全过程闭环监管。
(1)污染源名单管理。将全市所有涉VOCs纳入管控名单，根据 企业排放量和规模等因素，实行分级管理。按照企业实际情况，名单 数量灵活增减，实现企业名单的动态调控。
(2)污染源常态监管。完成企业基本情况、产排污环节(如LDAR、 有机液体存储和涉VOCs废气收集治理等)和环境管理等信息的采集 录入，环保管理部门逐级审核和评估。(要求提供不少于8个VOCs 重点行业产排污环节监管要点设计方案)(3)污染源巡查帮扶。针对中央和地方的各级环保管理部门开
展的企业核查和帮扶提标等行动，从任务下达、现场核查、问题清单、 整改提升、效果评估和问题销号等环节进行全流程管控，提高行业的 整体水平。
（4）污染源统计分析。对全市所有涉VOCs企业信息从区域和涉 VOCs环节等方面全方位统计和分析，统计全市和各区县概况，深入剖 析污染特征，为管理者高效管理提供技术支持和辅助决策。
3重污染应急管控效果评估系统
（1）重污染天气预报预警。实现以区域和长治市大气污染物排 放清单驱动的，与中尺度气象模式WRF耦合的环境空气质量数值模式 预报功能，并实现系统自动化运行。
（2）减排指标制定。重污染天气状况下，能快速调取重污染应 急减排清单数据，通过系统快速分析红、橙、黄等不同预警级别条件 下工业源、移动源和扬尘源减排情况，计算应急级别相应的减排比例, 评估减排量。（要求提供详细的减排量核算方法或依据）
（3）减排效果评估。利用空气质量数值模型，模拟评估不同的 应急预案实施后空气质量改善效果和变化趋势。可对多种情景进行沙 盘推演，支持管控清单的设置以及修改。根据应急减排情景模拟结果, 实现未来几天管控效果的预评估，为及时启动和停止重污染预警提供 决策支持。（要求提供详细的减排情景模拟方法）4空气质量达标分析系统
（1）支持PM2.5浓度目标、优良率目标的月份及逐日分解;(2)可根据每日空气质量数据变化，自动更新剩余时间任务目
标;(3)支持污染物浓度差距、排名差距、综合指数差距分析。
六、指挥调度动态监管系统1调度指挥业务管理系统
实现从热点网格预警溯源及其他污染源巡查、监管任务创立到归 档全过程管理，建设任务处置跟踪机制，保障各项任务落实到工作中, 执行到行动上，做到任务全程可控、可视，执行有始有终。
2污染源动态监控系统
基于污染源排放监测数据及废气处理排放监测设施的运行工况 数据实现对全市范围内污染源排放情况的实时动态监管，及时掌握异 常状况发生情况，及时采取管控措施。实现污染源排放监测点位的空 间分布情况展示，实现各污染源排放点和环保治理设施用电数据的查 看功能，基于不同维度和监管业务需求，实现污染源动态排放情况的 统计分析，发现存在问题，结合管理要求,及时调整和制定监管对策， 为科学决策提供数据支撑。
充分利用移动端设备不受时间空间限制使用方便特性，将环境监 管业务使用频度较高和对现场情况依赖较高的应用延伸到APP端应 用，辅助提升日常工作便利性和工作效率。基于地图或者列表形式, 实现各大气监测站及污染源监测数据的查询功能，实现报警信息、提 醒信息及通知信息的推送功能，实现日常监管关联度较高统计数据信息的展示，基于调度指挥业务管理应用延伸，实现任务领取，现场核 查、取证上传及任务提交等工作流程处理。
七、系统支撑软件
为支撑本工程平台系统的开发与运行，投标人须根据实际情况提 供用于服务器的操作系统、数据库管理系统、地理信息管理系以及作 为分布式系统基础架构的大数据平台。服务器操作系统须具备文件管 理、设备管理、日志管理、服务管理、进程和监控管理、网络管理、 资源管理等基本功能。数据库须支持主流操作系统，兼容多种应用中 间件。地理信息系统软件须包含完整的GIS数据创立、更新、查询、 制图、分析和管理的系统，可以执行高级的空间处理工具和制图综合 功能。大数据平台软件支持能够统一处理数据，满足高速数据分析。
一、大气环境数据中心3
二、决策指挥调度一体化大屏展示系统5
三、来源成因分析研判系统6
四、热点网格预警溯源系统9
五、污染源诊断治理评估系统13
六、指挥调度动态监管系统16
七、系统支撑软件17
一、大气环境数据中心1数据中心体系设计
大气环境数据中心体系设计要从数据资源规划、数据体系设计及 数据库体系设计三个方面进行。通过对长治市大气环境数据资源的规 划设计，在此基础上形成大气环境数据中心的数据体系；针对数据体 系的不同分类数据进行不同的数据库设计，形成数据库体系。
2大数据采集与集成整合
针对现有大气环境数据资源来源复杂、格式多样、不一致、不准 确、不完整、存放分散等现象，要求通过大数据采集与整合建设，将 各类数据资源纳入到大气环境数据资源中心，为长治市大气环境监管 业务开展提供有效数据支撑。
3数据资源梳理集成整合
要充分考虑应用系统之间、数据传输系统、历史数据导入、各级 数据同步，以及互联网抓取数据等方面的数据交换和数据一致性需求, 从横纵两个方向考虑应用系统建设的架构与功能，横向为各部门间的 数据交换，纵向为各单位间的数据交换。
实现异构、多源、海量数据的采集、传输、交换、格式转换、质 量检查，将业务数据汇集到大气环境数据中心；实现结构化、半结构 化（例如：邮件、HTML、报表、资源库等）、非结构（例如：视频、 音频、图片、图像、文档、文本等）等环保数据资源的集成整合，为 长治市生态环境局提供全方位、多层次的大数据服务，满足其对生态 环保数据交换、共享、集成、环境管理等需求。
4大气环境数据库资源池
构建生态环境大数据仓库将各类数据资源按照不同主题和层次 进行汇总，面向生态环境管理业务线或用户构建各专题数据库，为生 态环保大数据的专题应用提供数据支撑。包括但不限于空气质量数据、 大气成分数据、卫星遥感数据、气象数据、污染源数据、模型数据、 管理业务数据、地理信息数据等主题数据资源。
5数据资源共享交换管理
要求基于数据共享交换引擎服务技术实现大气环境大数据的交 换和共享服务。能够作为共享交换统一出口为不同业务部门和它系统 进行数据共享与交换服务，实现纵向、横向数据交换和共享，同时便 于数据共享与交换统一管理，降低系统风险资金投入，提高数据利用 价值。
6大气环境数据资源目录
基于大气环境大数据资源目录规划成果，归集各种来源的数据资 源建立数据目录管理系统，实现对数据的产生者、使用者、数据资源 的统一管理。同时大数据资源目录需按照环境信息内容的属性或特征, 将信息按一定的原那么和方法进行区分和归类，建立起一定的分类系统 和排列顺序，便于信息资源的检索、编辑及获取的信息资源编目。
7大气环境数据资源管理对大气环境数据资源全生命周期的过程管控和质量管理，厘清数
据资产、提升数据质量、保障数据平安使用和高效有序运行。包括元 数据管理、数据维护管理、数据访问控制、共享交换监控及日志管理 等内容。通过规范化的数据资源管理，可实现大气环境数据资源的透 明、可管、可控，厘清数据资产、完善数据标准落地、规范数据处理 流程、提升数据质量、保障数据平安使用、促进数据流通与价值提炼。
8大气环境地理信息系统
要求建设大气环境地理信息系统，将空间地理信息技术与计算机 信息化技术相结合，为各系统建设中地理信息应用提供技术支撑，支 持各信息系统中与空间因素相关的信息以结合地图的形式表现，集图 形图像信息、、地理位置信息、文字数据信息于一体，实现实时、直观、 动态、可视化的环境质量分析和监控，提升管理效率。要求本工程地 理信息基础平台要基于长治市已建设的地图数据，按照有关国家标准、 行业标准、技术规范与质量管理体系，规定或制订环境地理信息平台 建设与运行维护所需的技术规范。大气环境数据中心系统将采用GIS 方式实现对全市大气监测点空间位置信息、设备属性信息进行统一的 数据管理，系统提供完整的数据管理功能。
二、决策指挥调度一体化大屏展示系统要求充分利用地理信息、统计分析、可视化展示等科学技术手段，
实现大气环境监管业务相关重点要素和关键数据信息的“一张图”可视化展示，通过“一张图”整体掌握区域大气环境状况，支撑快速监 管决策支持。包括大气综合监管一张图和污染源综合监管一张图。
1大气综合监管一张图
大气综合监管一张图通过对长治市大气环境业务重点要素信息 的汇聚展示为大气综合监管业务决策提供直观决策支撑，能够展示长 治市所有空气质量监测站的空间分布情况、监测设备运行状况、数据 变化情况、预测预报情况以及大气污染历史演变过程和未来开展态势 模拟。
2污染源综合监管一张图
面向长治市污染源排放信息一张图可视化展示，为涉气污染源业 务监管提供直观决策支撑，能够基于时空分布情况，展示各区域污染 源排放量，通过统计分析展示辖区内各区县污染源排放情况并实施排 放排名展示；通过可视化展现方式展示点、面、移动源等不同种类污 染源的贡献情况；基于行业分析，展示各行业贡献情况。
三、来源成因分析研判系统1空气质量动态分析子系统
基于海量的环境空气质量标准站、微型站、组分站以及卫星遥感 等天空地大气环境立体监测数据，进行深入数据挖掘与分析，对空气 质量数据进行空间分布、时间趋势、高值时段等维度分析，明确当前 环境质量及污染重点区域、重点时间，实现从不同角度可视化展示长治市大气复合污染水平和特征。投标人需根据相关数据基础和业务需 求，重点设计以下功能：
(1)监测数据管理。提供长治市国控站、省控站、区县标准站、 VOCs组分站、网格站、工业园区污染源、移动源、车载监测等监测数 据查询，要求能够科学合理的对数据进行审核，确保查询结果真实有 效。
(2)实况气象数据展示。集成各类气象观测与预报资源，提供 外部下载的实况气象资料、预报气象图查看与分析功能。根据实况的 气象数据进行灵活的数据图形化展示，便于预报人员研判污染气象成 因与开展趋势。
(3)空气质量变化趋势。以多种形式显示城市级、点位级(国 控站、省控站、市控站、街镇站、微站)各站点任意时间段综合指数 及六项污染物浓度(PM2. 5、PM10、CO、及2、03和N02)的变化趋势， 比照分析相邻站点或周边城市污染物变化趋势、排名状况等
(4)空气质量决策分析。对各类监测数据、污染源信息进行实 时监控，同时利用各类溯源技术对长治市的污染情况进行解析，平台 自动绘制区域污染差值图、污染/时间特征雷达图，制作参数间的相 关性分析、指标贡献分析，结合气象信息自动绘制区域污染风玫瑰图, 并通过设置区域日监测指标，实时核算当日剩余排放指标，预测本月 /本年区域指标完成情况，为区域及时有效地控制重点污染物提供数 据依据。
(5)指标动态研判分析。基于空气质量现状及目标完成情况， 集合多维监测数据分析常规六项污染物、PM2.5和VOCs成分的时间 变化特征、空间分布特征以及污染特征演变趋势。分点位、分时段、 分指标评估空气质量情况，分析长治市空气质量改善面临的主要问题, 对污染影响防治提供定制化的决策支撑。
2空气质量预报预警子系统
基于数值模式，提供对未来不低于5天的空气质量高时空分辨 率、全参数的空气质量预报产品。
(1)空气质量模型搭建。搭建基于WRF驱动的中尺度空气质量 模型，结合长治地区地形特点、气象变化规律和常规污染物监测数据 等进行参数本地化和模型调优工作。
(2)气象条件预报。WRF模式输出预报结果包括气象参数(风速、 风向、温度、湿度、气压、降水等)，天气形势图。用于对空气质量 变化形式的耦合分析诊断。
(3)精细化预报。基于WRF-CMAQ/CAMx模型，实现空间精度不 低于3*3km、时间分辨率不低于lh的空气质量预报；精细化预报时 长不低于5天；可同时提供24小时日均值预报和逐时预报；预报参 数包括AQI和各站点六项污染物(S02、N02、PM1O、PM2. 5、03、CO) 的浓度。(要求提供详细的预报模型参数化设计方案)3污染来源在线解析子系统
通过数值模拟精准评估本地及周边区域污染源对辖区内空气质量影响及污染物浓度贡献，判定污染物来源和演变趋势，获得主要污 染物的输送规律，为区域联防联控提供技术支撑。
（1）颗粒物来源解析。基于辖区内污染源排放情况，通过空气 质量模型实现小时分辨率动态PM2. 5来源解析，评估PM2. 5本地源以 及区域传输所占比例，统计任意时段PM2. 5各类污染源本地以及外来 污染源占比情况。（要求提供详细的颗粒物来源解析模型参数化设计 方案）
（2）臭氧来源解析。基于辖区内污染源排放情况，通过空气质 量模型实现小时分辨率动态臭氧来源解析，评估臭氧本地源以及区域 传输所占比例，统计任意时段各类相关污染源本地以及外来污染源占 比情况。（要求提供详细的臭氧来源解析模型参数化设计方案）
（3）气团传输轨迹分析。分析区域传输表征污染团到达关注区 域前后48小时的运行轨迹、传输过程，并提供传输路径上的重点污 染源清单。
四、热点网格预警溯源系统1排放清单动态管理系统
基于清单的污染源排放特征分析及动态管理。系统集成污染源信 息统计、展示、污染物排放特征分析及自定义设置等功能于一体，各 类源的排放数据可通过统计表、统计图、地图等多种形式在线分析、