智慧環保是借助物聯網技術,把感應器和裝備嵌入到各種環境監控對象中,通過云計算將環保領域物聯網整合起來,進行數據匯集、信息處理、信息共享、決策支持,以更加精細和動態的方式實現智能的環境管理和決策。
智慧環保在支持環保部門提升業務能力中可以在環評質量監測、污染源監控、環境應 急管理、排污收費管理、污染投訴處理平臺、環境信息發布門戶網站、核與輻射管理等方 面為環保行政部門提供監管手段,提供新鮮的一手數據,提供行政處罰依據,有效提高環 保部門的管理效率,提升環境保護效果,解決人員缺乏與監管任務繁重的矛盾,是利用科 學技術提高管理水平典型應用,可以實現環保移動辦公,還可以提供移動執法,移動公文 審批,移動查看污染源監控視頻等功能。企業利用物聯網技術可以提高企業管理水平,對企業產生的廢水、廢氣、廢渣數量可準確掌握,如果生產線各流程產生的三廢排量過高,可影響去污設備(凈化裝置)的處理效果,三廢排量過高,去污設備無法完成凈化工作時,企業可停止生產,這樣可避免因超標排放或不合格排放所面臨的環保部門天價罰單。同時,也承擔起企業應有的社會責任。
智慧環保可以很好地滿足公眾對于環境狀況的知情權,公眾可通過環境信息門戶網站了解當前環境的各種監測指標,公眾可以通過環境污染舉報與投訴處理平臺,向環保部門提出投訴與舉報,從而幫助環保部門更加有效地管理違規排污企業,保持環境良好。
二、典型需求1.在線監測系統
在線監測的目的:及時發現環境問題,如超排、偷排,對污染源進行有效控制管理; 及時發現污染問題,對環境質量進行有效監督;對放射源進行監控管理,可及時尋回丟失 放射源;獲取及時有效的監測數據,使環境管理工作處于主動地位;更好地實現環境管理信息共享,提高環境管理效率,避免資源浪費。
在線監測內容:污水排放在線監測、廢氣排放在線監測、放射源在線監控、水環境在 線監測、大氣環境在線監測、聲環境在線監測等。
2.突發環境事件應急
經濟的迅速發展和人口的不斷增加,我國的環境污染問題日益嚴重,突發性環境污染事件時有發生。事件的發生直接關系到人民生命安全和國家財產,使生態環境遭受嚴重破壞。如何能在環境事件發生前對危險化學品、重點污染源進行實時監控,在事件發生時能在第一時間接到報警,并能及時采取有效的應急措施是環境應急最關心的問題,也是環保信息化工作的一大難點。
突發環境事件應急目的:根據生成的應急預案,制定重點管理對象及加強管理措施; 可在日常管理中進行應急演練、培訓功能;發生突發環境事件時,可收到及時報警,為事 件的及時處理爭取時間;根據提供的事件發生地周邊詳細的信息,可快速對污染事件產生 直觀感性認識;事件發生后可根據系統仿真模擬了解整個事件發生過程及可能的影響;根 據提供的科學分析模擬結果、優化的響應方案等決策支持,提高應對決策科學性、事件處 置及時性,使整個事件損失最小化。
3.環境綜合業務處理
需要實現環保部門業務管理自動化,提高工作效率和管理水平;充分利用信息技術的 特點和優勢提高信息獲取和處理水平;科學整合環保業務資源,實現系統互連、數據信息 共享,加強部門間溝通協作,避免資源浪費。
業務信息資源共享。對不同業務信息化系統進行整合,集行政辦公、資源管 理、業務流程信息化于一體,實現環境質量監測信息管理、建設項目審批、排污申報與收 費、生態環境管理等各種環保業務的信息化及資源共享。
4.污染源普查
普查的目的:對普查信息的便捷、高效管理,為環境管理提供翔實、可靠的基礎信息, 并方便相應權限的業務部門取用信息;良好的成果展示方式可提供普查信息的快速檢索、 查詢,準確了解污染源信息,明確管理方向;充分應用普查結果,使相關環境管理有理有 據,提高環境管理的科學性;使報表和業務分析更加有效準確;實現污染源管理相關信息 的共享,加強部門間聯系,提高管理效率。
以污染源普查管理及應用需求為導向,通過GIS 系統的強大功能將普查數據與空間信 息相結合對普查結果進行管理和展示;通過對普查數據進行深入分析,引入模型,并結合 用戶已有的業務資料,實現污染源普查結果能進一步為環境管理提供決策支持。
5.污染源減排
減排需求:及時了解污染控制對象的排放情況,有效控制偷排、超排現象;綜合高效 的管理,可為國家總量控制計劃的完成提供一定保證;滿足污染源減排管理需求,在各個 流程可實現方便、快捷、高效地進行管理,提高減排效果;豐富的信息集成及高效快捷的 數據分析工具可明確重點管理對象,實施重點監控,提高管理效率;支持一定權限的信息 共享,實現相關管理部門、公眾、污染控制對象對相應權限的信息的了解和應用,加強部 門間聯系,增強對控制對象的監管力度,提高控制對象自主減排意識。 以污染源減排的需求為導向,對污染源管理的相關信息進行集成,分別從總量控制計 劃管理、污染源排放管理、污染源管理、總量核定管理、減排任務分配等角度建立系統模 塊實現污染源減排業務的信息化管理。
6.智慧城市規劃建設
通過智慧的一體化城市規劃和建設方法,實現規劃和建設的一體化和動態化管理。加 強對經濟信息、地理、人口、文化等綜合信息的收集,提升對這些數據分析、統計、集成、 互聯,以及系統化、結構化和智能化的能力,為城市管理者和企業運營者們提供洞察的支 持,從而確保其做出更適應城市發展的規劃決策。
7.智慧水務處理
通過對整個城市水務(包括水庫、河流、水源、蓄水池、供水/污水管網、污水處理廠、 堤壩、海港等)部署信息采集和視頻監控設備,并建設統一通訊網絡進行監控信息的傳遞, 將實時的水務監控信息能夠及時反映在城市水務三維仿真分析系統上或者水務綜合業務 系統,使得水務管理者可以根據綜合信息進行日常水務管理工作。二是建設水務綜合業務 管理系統。水務綜合管理系統由水土保持管理模塊、水資源管理模塊、供水管理模塊、排 水管理模塊、污水管理模塊、水政執法模塊、三防信息管理模塊、財務模塊、工程建設與 運行管理模塊、涉水管網GIS 系統等共同組成,結合監控網絡收集的信息和三維仿真系統 的動態展示,實現水務工作的日常監管和執行流程控制
三、典型參考模型智慧環保的總體思路是“融合網絡、共享資源、集成業務、異構用戶、智慧服務”, 通過統一虛擬終端、云計算環境、數據挖掘與分析平臺、信息應用服務管理等技術有效融 合環保信息數據, 高度共享環保信息資源,大幅度提升環保信息化系統一體化水平,突出環 保智慧服務中心的共同性;通過泛在化、超強感知的環境監測系統以及高度強化的網絡與 信息安全,落實“擬人化、智慧化”服務為中心的新一現代環保信息服務。 “智慧環?!钡目傮w參考架構如圖11-1 所示。

總體參考架構包括:感知層、傳輸層、智慧層和服務層。
感知層:利用任何可以隨時隨地感知、測量、捕獲和傳遞信息的設備、系統或流程, 實現對環境質量、污染源、生態、輻射等環境因素的“更透徹的感知”。
傳輸層:利用環保專網、運營商網絡,結合3G、衛星通訊等技術,將個人電子設備、 組織和政府信息系統中存儲的環境信息進行交互和共享,實現“更全面的互連互通”。
智慧層:以云計算、虛擬化和高性能計算等技術手段,整合和分析海量的跨地域、跨 行業的環境信息,實現海量存儲、實時處理、深度挖掘和模型分析,實現“更深入的智能 化”。
服務層:利用云服務模式,建立面向對象的業務應用系統和信息服務門戶,為環境質 量、污染防治、生態保護、輻射管理等業務提供“更智慧的決策”。
四、SOA應用分析SOA是智慧環保系統建設重要支撐。在“智慧環?!笨傮w參考架構中,感知層與傳輸層是基礎,智慧層和服務層是核心。智慧層包括云計算基礎設施與智慧應用支撐平臺,云計算基礎設施則是以SOA 的思想通過服務對上進行支撐。智慧應用支撐平臺中提供大量的基礎服務,如物聯網基礎數據服務、物聯網信息接入服務、共享信息交換服務、空間基礎信息服務等,這些基礎服務的提供都體現了SOA 的架構思想,再者智慧支撐平臺需要對眾多的服務、數據進行整合,為服務層的應用系統提供支持,其中SOA 技術得到廣泛應用 ,比如共享信息的交換就會用XML、WebService、REST 等技術,而大量服務的整合也需要諸如ESB 等SOA 基礎設施的支持。而在服務層,各應用系統對智慧應用支撐平臺所提供的各種基礎資源的調用也會用SOA 相關技術,以及各應用系統之間的協同也會廣泛使用SOA 技術。
同時還可以利用SOA 技術,將現在的與環境保護相關的虛擬為環保信息資源提供者對其進行有效的數據采集和智慧能分析,從而充分利用已有的信息系統資源,快速提升環 保管理的智能決策水平。
五、發展愿景智慧環保的發展,有助于環保部門高效監測環境、監控污染源,有助于提高環境管理 效率和科學決策水平,有助于保障環境安全、生態,為人們創建美好的生活環境,提高人 們的生活質量,構建環境和諧的社會。
國家高度重視環保產業發展,2011 年12月15日,國務院發布了《國家環境保護“十二五”規劃》,對“十二五”環境保護工作進行全面部署。規劃提出,要積極探索代價小、 效益好、排放低、可持續的環保新道路。重點突出了二氧化硫和氮氧化物減排、改善水環 境質量、大氣污染物綜合控制等方面工作。優先實施城鎮生活污水處理、污泥處理、工業 水污染防治、畜禽養殖污染防治,電力行業脫硫脫硝、鋼鐵燒結機脫硫脫硝、其他非電力重點行業脫硫、水泥行業與工業鍋爐脫硝8 項環保重點工程,開展一批環境基礎調查與試點示范,投資需求約1.5萬億元。總體來看,“十二五”全社會環保投資需求約3.4萬億元。 IDC Government Insights 節能環保系列研究中總結了節能環保相關的十二五規劃,并對其內容、影響和IT 機會做了一個簡單歸納。從中可以看出,政府主管部門的十二五規劃不但帶動了節能、環保產業的發展,還大大拉動了節能環保相關的IT 需求。
除此之外,十二五規劃中還明確提出要通過推動信息化來改造升級傳統產業,另外相 關部門還制定《電子信息應用技術導向目錄》來積極引導傳統企業在環保方面的信息化建 設。可見,十二五規劃對節能環保產業的促進必然會帶來行業IT支出的增長。