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江西環(huán)保監(jiān)控建設方案

來源:江西環(huán)保監(jiān)控建設方案 更新日期:2010-01-25 作者:佚名

    由于人類無節(jié)制地開發(fā)和破壞,全球環(huán)境在過去30年里持續(xù)惡化,環(huán)保問題已引起了全世界的高度關(guān)注。目前中國政府已將節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為可持續(xù)發(fā)展的重要支撐,在“十·一五”規(guī)劃綱要中,更明確提出了節(jié)能減排的約束性目標,要求國家重點監(jiān)控的污染源和治理設施實行自動在線監(jiān)測,全國所有的重點污染源和重點治污設施,都要安裝自動在線監(jiān)測設備。

    基于上述背景,各種各樣的環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)應運而生,并得到了廣泛部署和應用。但是,目前絕大部分環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)僅僅實現(xiàn)了數(shù)據(jù)監(jiān)測功能,比如實時采集和監(jiān)測排污點的二氧化硫和化學需氧量排放量,而沒有實現(xiàn)圖像監(jiān)控功能,不能直觀的看到排污點實際圖像。為此,建立以各級環(huán)保部門為中心、相關(guān)排污企業(yè)為分支點的污染源視頻監(jiān)控系統(tǒng)勢在必行。污染源視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由各級環(huán)保部門與企業(yè)共同投資建設,自建監(jiān)控專網(wǎng)或直接租用運營商監(jiān)控平臺,系統(tǒng)根據(jù)需求可采用省單級平臺或省市兩級平臺的架構(gòu)模式。本文主要以江西的環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)為例,進行簡要分析。

    江西環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng),由省環(huán)保局牽頭,由各地市環(huán)保局分別組織建設,租用了電信“全球眼”平臺,將全省所有排放污水、廢氣的企業(yè)納入統(tǒng)一的監(jiān)控網(wǎng)絡。通過在企業(yè)的排污點部署各類污水、廢氣參數(shù)采集設備以及視頻編碼器、攝像機等視頻監(jiān)控設備,環(huán)保局領(lǐng)導及相關(guān)工作人員可在隨時隨地了解污染數(shù)據(jù)的同時實現(xiàn)對排污點圖像的實時瀏覽和監(jiān)控。科達(KEDACOM)作為江西電信“全球眼”平臺提供商,為江西環(huán)保監(jiān)測提供了完整的視頻監(jiān)控解決方案。

    系統(tǒng)部署方案

    該環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng),基于“全球眼”省市兩級平臺的架構(gòu)建設,采用省、市環(huán)保局兩級管理模式,在省環(huán)保局和市環(huán)保局分別設立監(jiān)控中心,每級監(jiān)控中心根據(jù)需求配置解碼器、電視墻以及存儲。在各涉污企業(yè)污染源監(jiān)控點部署視頻編碼器、攝像機以及污染參數(shù)監(jiān)測設備,通過Internet接入到省級“全球眼”平臺,由省級平臺統(tǒng)一管理。由監(jiān)控管理平臺與環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)的對接,各級環(huán)保部門工作人員可登錄環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)了解轄區(qū)內(nèi)所有排污企業(yè)的污染物指標及相關(guān)數(shù)據(jù),同時觀看排污點實時視頻,從而實現(xiàn)對這些排污企業(yè)的統(tǒng)一監(jiān)督和集中管理。

    部署方案如圖1所示:

    (AAA:用戶認證/授權(quán)/記帳服務器;ULS:用戶登錄服務器;NMS:網(wǎng)絡管理服務器;

    NRU:網(wǎng)絡錄像單元;VTDU:視頻轉(zhuǎn)分發(fā)單元;UAS:用戶應用服務器;CU:瀏覽客戶端)

    監(jiān)控點

    各涉污企業(yè)污染源監(jiān)控點基本上選擇在排污口,部署帶防護罩的攝像機、視頻編碼器、防雷器、補光設備、各類污染參數(shù)監(jiān)測采集設備等。監(jiān)控前端以視頻編碼器為中心,各類污染參數(shù)監(jiān)測采集設備經(jīng)過中心設備匯聚后通過RS485串口接入視頻編碼器,視頻編碼器和污染參數(shù)采集設備之間遵循科達依據(jù)《國家環(huán)保局通訊協(xié)議標準》開發(fā)制定的通信協(xié)議。該通信協(xié)議是與西安某專業(yè)環(huán)保監(jiān)測設備企業(yè)(國家環(huán)保通信協(xié)議參與制定)合作擬定,具備很強的通用性,簡單高效,污染參數(shù)采集設備廠商能快速開發(fā)實現(xiàn)對接。為了保證視頻編碼器和污染參數(shù)采集設備之間通信的可靠性,系統(tǒng)采取了完善的保障機制,如超時重發(fā)機制、通信失敗處理機制等。視頻、污染參數(shù)經(jīng)視頻編碼器集中編碼后經(jīng)ADSL上傳至“全球眼“平臺,由省級管理平臺統(tǒng)一管理和調(diào)度分發(fā)。利用視頻編碼器的數(shù)據(jù)疊加功能,監(jiān)控點的污染參數(shù)可實時疊加在監(jiān)控圖像上,監(jiān)控中心及外部用戶可在觀看監(jiān)控點圖像的同時了解該排污點污染參數(shù),直觀、便捷。

    常見的污染監(jiān)測設備主要有污染參數(shù)監(jiān)測儀器(氣體監(jiān)測:含單種氣體監(jiān)測儀和多種氣體綜合檢測儀、粉塵檢測儀等;水質(zhì)監(jiān)測有水質(zhì)細菌檢測儀、各種金屬含量監(jiān)測儀、PH值檢測儀等。)流量(速)計、污染治理設施運行記錄儀和數(shù)據(jù)采集傳輸儀等,這些監(jiān)測設備部署在排污口,完成污染參數(shù)的采集與分析,并與監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)。

    管理平臺

    管理平臺是整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心,可以支持多級級聯(lián)部署架構(gòu)。江西電信“全球眼“平臺負責完成前端接入、設備管理、視頻轉(zhuǎn)發(fā)分發(fā)、錄像存儲、檢索回放、告警聯(lián)動、用戶權(quán)限管理以及網(wǎng)絡管理等一系列功能;管理平臺還負責完成與環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)之間的對接,實現(xiàn)監(jiān)控點污染數(shù)據(jù)的深度利用,比如根據(jù)采集數(shù)據(jù)進行錄像檢索、視頻關(guān)聯(lián)等應用。

    傳輸網(wǎng)絡

    該系統(tǒng)通過江西電信的ADSL寬帶網(wǎng)絡將前端監(jiān)控點視音頻信號和污染參數(shù)接入“全球眼”平臺。

    監(jiān)控中心

    江西環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)在省環(huán)保局設立一級監(jiān)控中心,在市環(huán)保局設立二級監(jiān)控中心,對其所有下轄企業(yè)污染源監(jiān)控進行統(tǒng)一控制與管理。通過部署電視墻、客戶端等,完成所有排污點視頻的輪流集中顯示和實時監(jiān)控。

    存儲

    環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)對錄像或者圖片的存儲可靠性、存儲質(zhì)量要求非常高,通常可采用前端本地存儲、客戶端存儲、中心集中存儲三種存儲模式,根據(jù)用戶的需求,該系統(tǒng)采用的是前端存儲模式。監(jiān)控點視頻圖像及錄像通過視頻編碼器內(nèi)置硬盤實現(xiàn)D1前端存儲,省、市兩級中心機房通過磁盤陣列實現(xiàn)重點監(jiān)控圖像及錄像的分布式中心存儲。該存儲策略首先可以保證錄像完整性;其次,中心存儲僅需針對重點監(jiān)控點進行備份存儲,可降低中心存儲的投資成本,節(jié)省網(wǎng)絡帶寬。

    客戶端

    環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)的客戶端內(nèi)嵌科達(KEDACOM)的客戶端的OCX二次開發(fā)控件,經(jīng)過二次開發(fā)完成平臺所有功能的調(diào)用和融合。客戶端基于PC,可以位于網(wǎng)絡的任意位置,經(jīng)授權(quán)后,可實時瀏覽和控制任意排污點視頻,當排污點的各類數(shù)據(jù)指標超過范圍時,可以進行實時告警,實現(xiàn)各種聯(lián)動行為(如:錄像、抓拍、聲光告警等等);可隨時調(diào)用任意監(jiān)控點錄像資料,也可以根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)查找相關(guān)的錄像片段。

    業(yè)務功能

    實時視頻監(jiān)控——可對排污點進行實時視頻監(jiān)控,實時監(jiān)督涉污企業(yè)排污點的水、廢氣、廢渣以及周圍環(huán)境狀況,還可以防止部分企業(yè)偷排及對污水采集設備的傳感器進行破壞,有效遏制作假行為。

    污染物參數(shù)疊加顯示——通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的對接,在前端進行圖像與數(shù)據(jù)的疊加編碼,可在監(jiān)控圖像上顯示監(jiān)控點采集到的污染物數(shù)據(jù)信息,直觀的進行參照比對。疊加的字幕信息一般會顯示煙塵、二氧化硫、氮氧化物等污染物的排放指標,分為污水與廢氣兩種,污水有6項指標,廢氣有9項指標。字幕在顯示時支持英文字母和數(shù)字,排污數(shù)據(jù)指標的有效長度為10位。在查詢歷史錄像及數(shù)據(jù)的時候,圖像和數(shù)據(jù)間相互關(guān)聯(lián)應用,從圖像可索引出相關(guān)數(shù)據(jù),從數(shù)據(jù)可直接搜索出圖像。視頻和數(shù)據(jù)的有效結(jié)合,進一步加強監(jiān)管力度。

污染物監(jiān)測參數(shù)表可參看下表:
      廢氣(ST=31)監(jiān)測因子:
污染物編碼
污染物名稱
污染物英文名稱
計量單位
01
煙塵
DUST
Mg/ M³
02
二氧化硫
S02
Mg/ M³
03
氮氧化物
NOx
Mg/ M³
04
一氧化碳
CO
Mg/ M³
S01
氧含量
O2
S02
煙氣流速
Speed
M³/H
S03
煙氣溫度
Temp
S05
煙氣濕度
Humi
S08
煙氣壓力
Pres
MPa
*B02
瞬時流量
Flow
 
      廢水(ST=32)監(jiān)測因子:
污染物編碼
污染物名稱
污染物英文名稱
計量單位
001
Ph值
R-PH
 
010
生化需氧量
BOD5
Mg/L
011
化學需氧量
CODcr
Mg/L
060
氨氮
NH4-N
Mg/L
B01
瞬時流量
Flow
L/S
污染物監(jiān)測參數(shù)表可參看下表:
 
      廢氣(ST=31)監(jiān)測因子:
污染物編碼
污染物名稱
污染物英文名稱
計量單位
01
煙塵
DUST
Mg/ M³
02
二氧化硫
S02
Mg/ M³
03
氮氧化物
NOx
Mg/ M³
04
一氧化碳
CO
Mg/ M³
S01
氧含量
O2
S02
煙氣流速
Speed
M³/H
S03
煙氣溫度
Temp
S05
煙氣濕度
Humi
S08
煙氣壓力
Pres
MPa
*B02
瞬時流量
Flow
 
      廢水(ST=32)監(jiān)測因子:
污染物編碼
污染物名稱
污染物英文名稱
計量單位
001
Ph值
R-PH
 
010
生化需氧量
BOD5
Mg/L
011
化學需氧量
CODcr
Mg/L
060
氨氮
NH4-N
Mg/L
B01
瞬時流量
Flow
L/S

    字幕與圖像疊加如圖2所示:

江西環(huán)保監(jiān)控建設方案

    污水監(jiān)測字幕疊加

江西環(huán)保監(jiān)控建設方案

    廢氣監(jiān)測字幕疊加

    錄像存儲與回放——可以對排污點視頻進行錄像存儲,并對存儲的錄像文件進行集中管理。用戶可以對存儲的監(jiān)控錄像進行多種條件下的檢索、點播及回放,如按照監(jiān)控點、錄像時間、環(huán)境指標數(shù)據(jù)等信息進行錄像文件檢索,回放時支持拖拉、慢放、快放等操作。

    告警聯(lián)動——當污水參數(shù)超標時,系統(tǒng)支持兩種模式的告警,第一是監(jiān)測設備將告警信號通過采集數(shù)據(jù)一起上報給管理平臺,第二是平臺對數(shù)據(jù)進行設置告警指標,通過對前端上報的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析比較后,確認是否進行告警的觸發(fā)。江西環(huán)保對于排放超標的監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析判斷等功能由環(huán)保數(shù)據(jù)采集設備進行判斷處理,如有排放量等數(shù)據(jù)超標,環(huán)保數(shù)據(jù)采集設備通過485串行總線發(fā)送給科達編碼器一個告警觸發(fā)信號,監(jiān)控平臺接收到告警信號即產(chǎn)生相應的告警聯(lián)動操作,包括切換該監(jiān)控點圖像到電視墻、發(fā)出聲光電警報、啟動該監(jiān)控點錄像、對環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的設備進行自動控制等,同時在系統(tǒng)中留下告警歷史記錄,方便查詢管理。

    遠程巡查、指揮調(diào)度——通過會議監(jiān)控互通網(wǎng)關(guān),可實現(xiàn)環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)與科達視頻會議系統(tǒng)的對接,使得環(huán)保監(jiān)控更加直觀化、圖像化。領(lǐng)導在辦公室、會議室等場合通過視頻會議系統(tǒng)即可任意調(diào)看各污染源監(jiān)控點圖像,滿足其遠程巡查和指揮調(diào)度的需求。

    結(jié)語

    污染源視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過與環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)合,將環(huán)保監(jiān)測數(shù)據(jù)處理服務器中的數(shù)據(jù)信息和污染源監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻信息相關(guān)聯(lián),在實現(xiàn)排污點數(shù)據(jù)監(jiān)測的同時進行更為直觀的排污點實時視頻瀏覽和排污點監(jiān)控錄像調(diào)用,可以很好的幫助各級環(huán)保部門有力提升監(jiān)督能力和監(jiān)管效率,在環(huán)保領(lǐng)域極具推廣價值。

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