智慧环保是互联网技术与环境信息化的结合 当前位置:首页仪电自控
 

    概 念

    智慧环保是互联网技术与环境信息化相结合的概念。“智慧环保”是“数字环保”概念的延伸和拓展,它是借助物联网技术,把感应器和装备嵌入到各种环境监控对象(物体)中,通过超级计算机和云计算将环保领域物联网整合起来,可以实现人类社会与环境业务系统的整合,以更加精细和动态的方式实现环境管理和决策的智慧。物联网技术的发展会带动智能环保的发展,将环境的保护实现最有效化。

    数字环保

    “数字环保”是近年来,在数字地球、地理信息系统、全球定位系统、环境管理与决策支持系统等技术的基础上衍生的大型系统工程。“数字环保”可以理解为,以环保为核心,由基础应用、延伸应用、高级应用和战略应用的多层环保监控管理平台集成,将信息、网络、自动控制、通讯等高科技应用到全球、国家、省级、地市级等各层次的环保领域中,进行数据汇集、信息处理、决策支持、信息共享等服务,实现环保的数字化。

    智慧环保

    2009年初,IBM提出了“智慧地球”的概念,美国总统奥巴马将“智慧地球”上升为国家战略。“智慧地球”的核心是以一种更智慧的方法,通过利用新一代信息技术来改变政府、企业和人们相互交互的方式,以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度,实现信息基础架构与基础设施的完美结合。随着“智慧地球”概念的提出,在环保领域中如何充分利用各种信息通讯技术,感知、分析、整合各类环保信息,对各种需求做出智能的响应,使决策更加切合环境发展的需要,“智慧环保”概念应运而生。

    “智慧环保”是在原有“数字环保”的基础上,借助物联网技术,把感应器和装备嵌入到各种环境监控对象(物体)中,通过超级计算机和云计算将环保领域物联网整合起来,实现人类社会与环境业务系统的整合,以更加精细和动态的方式实现环境管理和决策的“智慧”。“智慧环保”是“数字环保”概念的延伸和拓展,是信息技术进步的必然趋势。

    智能环保平台由数据采集硬件和数据中心软件系统两部分组成。数据采集硬件负责采集现场的各种环境数据并将数据传输到数据中心,数据中心安装智能环保软件系统,软件系统负责对数据进行存储、分析、汇总、展现和报警。智能环保平台可以采集的环境数据 包括空气温湿度、土壤温湿度、CO2 浓度、光照强度、水中温度、水中的氨氮、溶解氧浓 度和 pH 值等。数据传输方式采用无线方式,各个采集器之间以及采集器和路由之间采用 无线 ZigBee 技术可以自由组网,路由和数据中心服务器之间采用 GPRS 或者 3G 通信技术 进行通信。当环境数据超出系统设置的阈值时,系统会产生报警,通过声光报警器、手机 短信和弹出窗口等形式通知相关人员,同时启动或者关闭相关设备调节现场环境指标。

    总体架构

    “智慧环保”的总体架构包括:感知层、传输层、智慧层和服务层。感知层:利用任何可以随时随地感知、测量、捕获和传递信息的设备、系统或流程,实现对环境质量、污染源、生态、辐射等环境因素的“更透彻的感知”;传输层:利用环保专网、运营商网络,结合3G、卫星通讯等技术,将个人电子设备、组织和政府信息系统中存储的环境信息进行交互和共享,实现“更全面的互联互通”;智慧层:以云计算、虚拟化和高性能计算等技术手段,整合和分析海量的跨地域、跨行业的环境信息,实现海量存储、实时处理、深度挖掘和模型分析,实现“更深入的智能化”;服务层:利用云服务模式,建立面向对象的业务应用系统和信息服务门户,为环境质量、污染防治、生态保护、辐射管理等业务提供“更智慧的决策”。

    价值分析

    1)对政府的价值
    环境保护监测范围:空气污染,水污染,固废污染,化学品污染,噪声污染,核辐射污染等。
    智慧环保在支持环保部门提升业务能力中可以在环评质量监测、污染源监控、环境应急管理、排污收费管理、污染投诉处理平台、环境信息发布门户网站、核与辐射管理等方面为环保行政部门提供监管手段,提供新鲜的一手数据,提供行政处罚依据,有效提高环保部门的管理效率,提升环境保护效果,解决人员缺乏与监管任务繁重的矛盾,是利用科学技术提高管理水平典型应用,可以实现环保移动办公还可以提供移动执法,移动公文审批,移动查看污染源监控视频等功能。
    2)对企业的价值
    企业利用物联网技术可以提高企业管理水平,对企业产生的废水、废气、废渣数量可准确掌握,如果生产线各流程产生的三废排量过高,可影响去污设备(净化装置)的处理效果,三废排量过高,去污设备无法完成净化工作时,企业可停止生产,这样可避免因超标排放或不合格排放所面临的环保部门天价罚单。同时,也承担起企业应有的社会责任。
    3)对公众的价值
    智慧环保可以很好地满足公众对于环境状况的知情权,公众可通过环境信息门户网站了解当前环境的各种监测指标,公众可以通过环境污染举报与投诉处理平台,向环保部门提出投诉与举报,从而帮助环保部门更加有效地管理违规排污企业,保持环境良好。

    实现智慧环保

    实现从“数字环保”到“智慧环保”的跨越,关键是要在原有“数字环保”的基础上,重点加强感知层与智慧层的建设。一是利用物联网技术,建设实时、自适应进行环境参数感知的感知系统;二是利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,整合现有信息资源,建设具有高速计算能力、海量存储能力和并行处理能力的智能环境信息处理平台,为最终实现“智慧环保”的各项应用服务提供平台支撑与信息服务。
    “智慧环保”的基础是物联网。基于“数字环保”平台和物联网技术在环保领域的深入发展,构建环保领域覆盖全国的物联网系统,是实现由“数字环保”向“智慧环保”转化的第一步。在全国选择基础较好的地区开展“智慧环保”试点,建立环境物联监测网络,实时采集污染源数据、水环境质量数据、空气环境质量数据、噪声数据等环境信息,对重点地区、重点企业实施智能化远程监测[5] ,对各种环境信息进行智能分析,将为“智慧环保”的全面推进奠定良好基础。

    智慧环保的困境与突破之道

    1、环保物联网建设面临的挑战
    首先,环保物联网应用中环境监控、环境信息共享范围与协同能力尚不能满足环境保护的需要。
    其次,环保物联网应用在环境质量监测、行业、企业污染防治、总量减排等履行环保职责中还没有充分发挥作用,影响了环境保护的效果。
    第三,科技创新和技术应用的意识、思路有待进一步开拓,环境管理理念、方法、体制、机制不匹配,缺乏统筹规划与组织。
    第四,目前环境保护管理模式从污染控制为目标开始向环境质量改善为目标转变,在这种形势下,现有环境监控模式和能力还存在明显差距。
    最后,环保物联网相关产业发展也滞后于应用需求,同时,公共服务能力与公众参与水平还不能满足日益增长的需求。

    2、环保物联网难题的解决之道
    首先,进行环保物联网顶层设计要明确建设理念。目前和今后相当一段时间内环保物联网建设和应用应当以服务的理念为出发点和落脚点,服务对象包括政府的环境管理、监测和研究部门、污染排放及治理企业、其他社会机构和社会公众等。
    其次,现阶段环保物联网建设和应用必须强调周密的配套设计.前些年环保部门中相对简单、易于实现的系统已经初步实现,剩下的全是‘硬骨头’,并且与方方面面密切联系,涉及组织建设、制度建设、体制创新等诸多方面,需要对涉及的建设、应用、运维的所有方面进行整体配套设计。
    第三,要明确环保物联网建设和应用的范围,通盘考虑环保物联网应用的服务体系、应用体系、信息资源体系、管理体系、基础设施,统筹好各部分之间的依赖关系,使其能有效支撑、协同发挥作用;同时,要把握建设重点、合理规划建设策略和实施路径,确保环保物联网建设和应用的效果。
    最后,要把握好国家和地方的关系,考虑中央、地方的制度体系及其管[2] 理的优化,做好环保物联网建设、应用和运维的财政、行政等体制、机制统筹,并通过把顶层设计上升到决策高度,保证顶层设计的落实。
    环保物联网的建设和应用关系经济可持续发展,关系亿万民民生,需要锐意进取,周密设计,履行面向现代化、面向民生需要、面向未来的‘历史担当’,相信在各方力量的不懈努力下,必将构建出远大宏伟、利国利民的环保物联网。