生态环境监测预警平台.docx
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1、一、生态环境监测预警平台概述1 .平台总体介绍当前生态文明建设已上升到国家战略地位,水、空气监测是基础,中国电科为了改善环境指标数据采集量不足,采集代价大的现状,自主研发了包括前端实时采集设备,后端软件系统的生态环境实时监测预警平台。通过布设实时在线的,水、空气等质量监测设备,形成监测网络,结合气象、水文以及其他环境数据,通过大数据应用,实现实时监测报警、污染情况溯源、实时预警等功能,并建设第三方机构,为国家生态文明建设提供基础性保障。当前经济快速增长带来的环境压力与现有监测管理能力的矛盾日益加剧,为适应新形势需要,形成主动、事前、预防的环境保护监测工作,公司研发出了生态环境监测预警平台,采用
2、数据处理芯片上与硬件传感器相结合的方式,实现前端数据的自动处理和多频次实时传输,并调用环境分析预测模型,强化数据的挖掘分析能力,对环境发展趋势进行预测分析,进而实现高效精确的环境实时监测及预测预警,全面提升环境监测整体能力。生态环境实时监测预警系统是对相关区域的各类环境指标进行实时采集、校准、存储、管理、分析、预警和可视化表达的综合信息处理系统。通过融合传感器技术、物联网技术、无线通信技术和网络化平台、大数据及云计算技术,由前端监测设备获取空气、水质等环境监测实时数据,通过无线网络(GPRS或W1F1)将数据回传至服务器并校准保存,同时为客户提供监测区域空气、水质的实时监测、污染溯源、预警预测
3、等服务。平台总体架构图如下:生态环境监测预警平台生态环境在线监涌预警平台门户污染溯源环境实时监酒环境预测预警安全保隙环境数据服务I/校准数据笆理分析IgiB共享交换生态环境数据中心计算机软硬件及网络安全设备计算机网络Ezx+一公共朋务【系按资源展务平c支瘴I-r=I舱务管理I安全管理机房环境生态环境监测信息采集水质实时信息采集空气实时信息采集移动服务支持平台总体架构图2 .平台特点 产品精度高:采用进口传感器,设备精确度高,同时通过前端数据预处理及后台数据校准提高数据准确度; 可扩展性强:监测设备及后台软件均采用模块化设计,可依据客户需求进行传感器选配和软件模块的调整; 实时性强:回传间隔5分
4、钟,可依据客户需求进行调整; 性价比高:与同类产品比较,价格便宜,运行成本低,适合大范围布点; 性能稳定:正常工作环境下,可持续30*24小时不停运作,无需停机维护; 部署简单、易于维护:设备安装部署简单,支持终端远程升级和日常维护; 功能强大,可操作性强:平台采用人性化设置,易于操作,同时借助预警预测模型,满足各种监测预警需求。3 .平台实用意义生态环境监测预警平台是集实时环境监测、数据存储、风险预警、信息查询与发布为一体的新型环境质量监控方式,相较于传统环境监测手段,低成本高精度实时监测设备更适合大范围的监测布点,提高区域环境监测的精准性,同时通过监测数据的高频次传输与环境模型的利用,极大
5、的提高了环境监测的实时性及数据的利用率,为环境维护提供科学保障。平台采用模块化设计,可依据实际情况与环保部门现有系统实现良好结合,进而对开放源进行有效监控和执法,在很大程度上降低相关部门在环境监测投入的人力物力资源,提高环境监控效能。二、平台功能该平台提供对监测区域环境的实时监测、污染溯源、预测预警等功能。1 .实时监测通过前端传感器设备高频次的实时获取监测指标,取其平均值进行数据预处理并回传,同时采用先进的数据中心数据校准技术,经过数据积累(设备数据和参照用的标准数据)和自学习功能来建立一个数学模型,在数据入库的时候使用该模型来对数据进行进一步的校准,使得数据中心校准后的数据更为精确。随后基
6、于GIS地图将环境监测区域的站点实时反馈信息进行显示,展示各站点环境指标详情。通过与预先设置的告警阈值进行比对,超过阈值则给予报警提示。环境监测站点分布图如下:环境监测站点分布图同时系统还提供相关站点的比对信息、历史监测数据以及监测指标的实时变化曲线等功能,如下图所示:2 站点实时监测视图3 .污染溯源通过读取区域内相关历史监测数据,提供环境趋势热力图回放功能,展示过去一段时间范围内环境污染指标的变化情况,为污染溯源提供参考依据。同时系统通过调用因子分析模型进行异常检测数据的关联性分析,结合污染源排放数据进行污染源对应分析,并调用污染层次分析模型结合相关经验数据,进行污染源诊断,进而获取对污染
7、事故负主要责任污染源的定位,从而达到对污染源溯源目的。环境趋势热力图如下:4 环境趋势热力图5 .预测预警系统通过调用水质、空气预测模型,导入水质、空气监测数据、气象预测数据、相关调度方案等参数,对未来一段时间内水质、空气指标进行预测分析,获取监测区域环境预测分析成果,以图表的方式进行展示。同时将预测分析成果与预先设置的告警阈值进行比对,超过阈值则发布预警提示。水质评价预警图如下:水质评价预警图三、监测设备前端采集设备具有实时监测、数据精准、价廉物美、模块定制、易于维护等特点。1 .空气在线监测设备空气在线监测设备采用摆钟外形设计,便于室外悬挂安装或者包装,目前可在线监测空气6项参数(PM2.
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