维普资讯 http://www.cqvip.com 第２Ｏ卷第２期 湖南理Ｌ．学院学报（自然科学版） ＶｂＩ．２Ｏ Ｎｏ．２ ２００７年６月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＨｕｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ＴｅｃｈｎｏｌｏＲｖ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｊｕｎ．２Ｏ０７ 城市环境信息系统在线监控网络构建 欧阳劲进 （湖南理工学院科技处，湖南岳阳４１４００６） 摘要：以岳阳市为案例，通过借助网络技术，探讨并实际运行了城市环境信息在线监控网络系统的建设。该系统以 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ为基本栽体。以污染源为对象的、以数据库为中心的网络系统基本模式，建立合适的系统结构和数据库，系统的关 键在于数据库的组织与管理、应用界面的设计以及应用程序的开发与维护三个方面。通过建成后的试运行，结果表明该系统 的运行良好，合乎设计要求，这一方案对我国各城市进行环境在线监控系统的构建具有借鉴作用。 关键词：城市：环境信息系统；网络；在线；监控 中图分类号：Ｘ８４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—５２９８（２００７）０２—００３２—０３ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｕｒｂａｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｎｌｉｎｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ＯＵＹＡＮＧ Ｊｉｎ－ｊｉｎ （Ｈｕｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｙｕｅｙａｎｇ ４ １ ４００６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｙｕｅｙａｎｇ ｃｉｔｙ ａｓ ａ ｃａｓｅ，ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｕｓｅｄ ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，ｓｙｓｔｅｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｄａｔａｂａｓｅｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｓｕｉｔａｂｌｙ，Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｍｏｄｅｌ ｆｏｃｕｓｅｄ ｏｎ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ｄａｔａｂａｓｅｓ．Ｋｅｙ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗｅｒｅ ｄａｔａｂａｓｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｗｉｎｄｏｗｓ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｂｙ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｒｅｆｏｒｍｅｄ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ．Ｉｔ ｗａｓ ｃｅａｉｉｆｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｔｕｒｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｗａｓ ｓｕｉａｔｂｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ａ ｂｅｔｔｅｒ ｃｈｏｉｃｅ ｔｏ ｏｔｈｅｒ ｃｉｔｉｅｓ ｔｏ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｎｌｉｎｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｒｂａｎ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａＩｉｎｆｏｒｌＴｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ：ｎｅｔｗｏｒｋ；ｏｎｌｉｎｅ；ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ 环境质量是一个国家发展水平的直接体现，环境信息与质量是资源的重要组成部分。为了积极适应 知识经济时代的发展要求，环境信息工作的建设目标为：建立适合环境保护工作需要的环境信息管理机 制，实现环境信息的统一管理、统一发布和信息共享；建成全国性的环境信息资源网络平台、环境管理 业务应用平台、环境信息资源共享平台、环境信息资源服务平台；保持与国家信息化建设进程同步的发 展水平，实现环境政务与业务信息化、环境管理信息资源化、环境管理决策科学化和环境信息服务规范 化，向“数字环保”的战略目标进一步迈进Ｉ】】。自九十年代末始，随着我国社会的发展，对于环境管理的要 求越来越高，而环境监督管理由原来的浓度管理向总量控制的转化，常规化的环境监测手段越来越不能 适应现代化的环境管理的要求，因而建设环境在线自动监控系统势在必行。 １城市环境信息系统网络概况 １．１建设概况 各级环境信息机构建设已经启动。国家环保总局局、各省市自治区环保局、地市环保局已经建立了 或正在建设环境信息中心。市级以上环保局已经建成了政府上网网站，向社会公众提供政务公开、法律 法规、环境公报等信息服务；有的县级机构也有自己单独的网页。 环境信息管理各级局域网建设初具规模省。各省环保局通过卫星通讯实现了与国家环保总局及３１个 收稿日期：２００７—０２—０９ 基金项目：湖南省自然科学基金项目（０６ＪＪ５０１２６）；湖南省教育厅基金项目（０５Ｃ５９１）。 作者简介：欧阳劲进（１９７１．），女，湖南岳阳人，湖南理１＿＝学院Ｔ程师，主要研究方向：环境信息管理与信息系统构建。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第２期 欧阳劲进：城市环境信息系统在线监控网络构建 ３３ 省（自治区、直辖市）环保局的互联，并实现了与国家环保局的公文传送；通过光缆实现与省电子政务外网 的联网；通过桥本项目的实施，全国１００个地级城市环保局建成了计算机局域网系统。岳阳市环保局就 属于这１００个城市之列，建立起了办公自动化系统和环境信息管理系统。 １．２存在的问题 地市级环境信息系统的建设参差不齐，环境信息网络平台建设工作虽然取得了一些成绩，但距相关 要求还有较大差距，总体来说，整个环保系统的网络平台建设还不完善，信息流通不畅，主要为省—— 市——县级环保部门之间的信息交流渠道尚未成熟，纵向与横向环境电子信息无法交流。上报材料、下 达文件等仍然以传统的方式为主，息传输和交流技术较为落后。此外，各信息系统安全性能较差，经常 被攻击或系统处于瘫痪状态，相关的统一标准还比较欠缺。 ２岳阳市环境信息在线监控网络结构 ２．１系统结构 以国家环保总局推行的中国环境监理信息系统为一个序幕，我国各省市投资建设各自区域性的环境 预警监控系统，希望通过该环境自动监测系统对本区域的重点污染源进行全天候的自动监控，达到预警 的作用，以避免重大污染事故的发生【２】。 我国目前环境保护管理设置采用国家环 保总局、省环保局、地市县环保局及及企业环 保部门四级机构，因而环境预警监控信息从系 统结构上来说，必须采用国家、省、地级市、 县级市（或区）、监测点（或企业）等多层次分级 结构，各层再建构自己的基于ＬＡＮ的独立子 系统，并且通过通讯网络的实现各层之间的数 企业 系统 据，管理信息和控制指令的流动，见图１。 图１ 我国环境信息系统结构图 ２．２环境污染监控中心 本系统一个非常重要的功能就是对突发污染事故采取及时的反应和处理，一旦事故发生后，相应的 城市环境预警系统通过报警进行自动或半自动应答，距离事故地点最近的监控人员立即采用ＧＰＳ现场定 位，将其定位结果反馈到远离现场的应急指挥机构或高层指挥机构。指挥机构根据事故地点经纬度，迅 速调用实时卫星遥感影像定性了解周围的环境概况和地形 地貌，初步判断可能污染的河流、区域和可能影响的人群， 确定主要环境保护目标，布设环境监控点位，选择救援路线 等【引。借助ＧＩＳ技术可详细了解事故周围环境、地形地貌、 河流水文、受影响区域和人群、到达现场的最佳路线等。在 专家系统及模型库等支持下实时下达指令、定警戒范围、遥 控指挥救援抢险。这个过程可在接到ＧＰＳ报告后半小时内 图２应急处理流程图 完成，反应迅速。应急中心见图２。 ２．３网络拓朴结构 早期的环境在线监控系统由于技术的局限性，采用公用电话网作为数据通讯的媒介，只能实现点对 点通讯，而监测中心接入点有数量的限制，所以难以实现类似于国际互联网的大规模并发通信，电话线 传输方式由于其计费方式是按连通时间来计费，通讯费用的高昂不允许系统实现真正意义上的连续在线 监控；同时企业的排放进行监控是采用上端到下端去要数据的方式，监控人员的工作劳动强度大。由于 有这些原因和局限性，电话网作为通讯介质的环境动态监控系统在市场推广上有许多失败的先例 。 维普资讯 http://www.cqvip.com ３４ 湖南理工学院学报（Ａ然科学版） 第２Ｏ卷 这几年我国的信息化水平有了很大提高，宽带和无线通讯网络得到长足的发展，现有ＧＰＲＳ的数据 通讯网络，而中国联通则建设了ＣＤＭＡ数据通讯网络，随着宽带使用的大众化及技术日益成熟，使得环 境动态在线监控系统借用这些网络来进行数据通讯成为可能。 我国的污染源的分布特点是点多 面广，对带宽的要求并不高，因而在 网络的选择上主要还是考虑网络组网 的便捷性和网络的覆盖率【５ｊ。环境在 线监控系统的下端主体网络可以借助 目前的无线网络（如ＧＰＲＳ或 ＣＤＭＡ），同时结合监控企业的现实情 况，部分监测点还可以借助其他通讯 手段（有线宽带）实现联网通讯。其 网络拓朴结构见图３。 通过这种网络进行数据传输，较 原来的电话线传输方式有较多优势：（１）优化监测数据传输流程，改原来电话线方式时上端向下端要数据， 变为下端主动上报数据，可实现真正意义的在线监控，更大程度的发挥在线监控系统的作用；（２）改下端 点对点传输为一点对多点传输方式，即下端可同时向多个需要获取数据的上端管理层传送监测数据。这 样数据传输的及时性得到了保证；（３）改上端监控点对点方式为一点对多点同时监控，即一个管理上端可 同时监控多个下端，实现了污染源的集中监控和管理功能。 ２．４数据库管理 ２００５年１Ｏ月，为配合湘江流域水污染综合治理工作的开展，岳阳环保对全市七家大的污染源企业的 图３网络拓朴结构 排放进行了动态在线监控。本次监控的废水流量和ＣＯＤ、ＴＯＣ指标，基于以上分析考虑，决定主要用无 线传输作为监控数据的主要传输方式，对已有数字传输媒介的企业尽量利用现有传输方式，降低企业运 行成本。数据的刷新频率为１条／分钟，事故反应时间只有１２分钟。由于需要监测数据的部门较多，比如 省环保局、市环保局、监察支队、各企业环保科等，同时为了仪器供应商能及时地做好售后维护，相关 的仪器供应商也需获取数据。因此，数据传输采用一点对多点，上端监控也采用一点对多点的方式进行 设计【６】。数据传人各个上端 点后，通过各自的软件，根 据需要对数据进行处理。见 图４。传人市环保局的数据 直接进入环境信息中心的 ＳＱＬ ＳＥＲＶＥＲ数据库，市局 领导和各相关科室、支队可 以用ＷＥＢ浏览的方式【７ｊ，通 过信息中心查看实时和历史 数据，并且可以生成月报表、 年报表以及变化趋势图。这 种基于ＷＥＢ浏览的方式实 现监控，利用现有的数据中 心软件，局域网的每一台工 （下转第６Ｏ页） 维普资讯 http://www.cqvip.com ６Ｏ 湖南理工学院学报（自然科学版） 第２Ｏ卷 ３－２样品中干扰因素的排除 空气中湿度大时会在活性炭管中凝结，严重影响活性炭的穿透容量和采样效率。空气湿度大于９０％ 时，活性炭的采样效率仍然符合要求，空气中的其它干扰物质，由于采用了气相色谱分离技术，选择合 适的色谱分离条件即可以消除…。空气采样泵的流量在使用时，用皂膜流量计校准，保持采样前和采样后 的误差小于５％。 ３．３注意色谱条件的选择和参数的设定 在测定中要考虑目标化合物在色谱柱上的分离效率以及检测器对目标化合物的响应。在ＨＰ一５柱上， 采用３５。ｃ（１ ｍｉｎ）开始程序升温到９５。ｃ，升温速率１０。Ｃ／ｍｉｎ，６ｍｉｎ内组分可以完全流出，４ ｍｉｎ内主 要苯系物完全流出，分析周期短，检测器对苯系物响应值很高。 参考文献： ［１】崔九思．室内空气污染检测方法［Ｍ】．北京：化学工业出版社，２００２，２－３３． ［２】刘力，冯坚持，张桥，邓丽霞．苯、甲苯、二甲苯暴露人群遗传毒性生物标志物的研究［Ｊ】＇中华劳动卫生职业病杂志，１９９６，１４（１）：１－３ ［３】曾昭彗，邓海等．乙苯吸人毒性研究ｆＪ１．工业卫生与职业病，１９９４，２Ｏ（６）：３５４—３５６． 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