“环境质量在线综合管理系统”是“智慧环保”的一个重要组成部分。系统综合运用环境科学、地理科学、信息科学、物联网技术、高性能计算、数据库技术等最新的科学技术,迅速收集各类包括地表水、大气质量等环境质量资料监测数据信息并自动对具有地理属性和空间内涵的这些数据信息进行科学管理和综合分析,及时为环境规划、环境管理、环境决策和环境科学研究提供所需数据信息的综合信息系统。
       系统总体框架按照环保物联网的三层架构进行设计,包括为三个层次两个体系。基于环保物联网的三层架构设计既符合环保业务的要求,又具备先进性和扩展性。感知层可接入新的环境监测子站,可增加新的监测设备(如噪声监测设备、视频监控设备);传输层同时支持无线、有线传输等多种方式,可做到一用一备,保证设备实时在线;业务应用层可根据用户的实际需要,扩展或增加新的业务应用。
        软件系统采用J2EE平台开发,B/S架构,浏览器端基于ExtJs技术,由接入服务、数据服务、报警服务、应用服务等几个部分组成,可实现分布式部署。系统目前实现了250个自动监测站的数据接入,自动对监测数据进行有效性审核。软件主要包括实时监测、远程控制、综合查询分析、区域排放总量分析、数据审核、历史数据查询、统计报表、报警管理、系统配置功能。系统集成基于先进的高性能技术平台、虚拟化技术。
1. 基于物联网技术的系统一体化
    多样的数据采集功能,采用物联网技术,感知层可接入新的环境监测子站,可增加新的监测设备(如噪声监测设备、视频监控设备),各功能模块实现了无缝连接,有效的实现了各模块的信息共享,真正实现了数据采集--数据传输--数据监测监控一体化。实现自动在线监测功能;及时准确的报警功能;强大的数据库管理功能;快速的数据统计分析功能;地理信息匹配功能;快捷的网络通讯功能。
2. 智能远程反向控制
    系统采用嵌入式Web及基于PLC的实时流程控制技术,实现远程智能控制三大功能:设备监控、监控信息维护、远程反控。远程可以直接访问现场系统,可以进行如TOC采样、等比例采集仪采水、系统重启、设置时钟等众多功能。同时可对各监测点位目前的通信状态,运行状态,报警状态,仪器状态等进行监控。基本配置都可以通过服务器端管理、配置,无需赴现场进行,最大限度的减少现场维护,提高运维效率和系统的适应能力。
3. 视频数据实时整合与叠加
    采用视频整合叠加技术,将基于网络的H.264视频流与在线监测数据实时叠加,将视频与监测数据结合起来,在一个画面呈现,并能对历史数据和视频图像进行检索输出,绘制成直观的图形和视频图像,可以与电信全球眼与海康等系统有机整合。
4. 大气数据分析预测采用美国AIRNow-I系统
    AIRNow-I为美国环境保护署开发的较为先进和成熟的专业化大气环境数据管理和应用系统,在美国和加拿大得到了广泛的应用,一些欧洲国家也开始采用其作为数据管理平台,其自动化的空气质量数据管理,丰富的和生动的环境质量数据产品;快速成熟的监测系统的质量保证和控制(QA/QC),自动化的数据审核;成熟的预报方法和系统等使得它成为世界上较成熟的环境空气质量预报发布系统。整个系统实现了与AIRNow-I的实时对接。
5. 区域排放总量分析
    将污染源在线监测数据和报警信息进行全方位多角度的分类汇总与统计分析,充分满足各种统计要求。强化企业排放口的管理,以多种方式对污染物排放量、超标排放量、超标排放介质量、监控设备停运时间等重要指标进行统计,满足管理工作的需求。
实现对受控企业污染物排放总量的管理,及时掌握企业污染物排放总量的发展趋势,为总量管理、总量控制提供基础依据。
汇总统计区域内所有污染物的排放总量,动态掌握和量化污染物的排放趋势,为区域内污染物排放总量的削减提供技术支持。
6. 报警与预警
    趋势预警:系统自动分析评估监测数据,实时汇总各种污染物的排放总量,及时、准确地掌握排污口的动态,对污染物排放量发展趋势过快的情况提前预警。
    超标报警:当监测数据超出了系统设定的范围时,通过声光报警、短信报警等多种方式将超标排放的详实数据通知相关的管理(执法)人员。
    故障报警:当在线监测仪表或数据采集终端发生故障时,系统自动发出故障报警信号。
7. 高性能计算平台(HPC)
    采用了42节点的曙光高性能计算节点,运行并行计算算法,实现大气以及区域排放的预测、预报和预警。该系统支持InfiniBand高速计算网络,支持国内外主流的高性能服务器、刀片服务器、大容量存储、高速网络交换等硬件设备,提供任务与资源管理、HPC集群管理、并行编译、并行计算等功能,能够满足大规模计算和海量数据处理的应用需求。高性能计算系统(HPC)由硬件系统和软件系统两部分组成。其中硬件系统主要包含计算节点、服务节点、I/O节点、可视化子系统、互联通信子系统和监控诊断子系统。软件系统主要由并行操作系统、并行编译系统、集群管理系统等组成。

 

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