李 夏

（冀中能源峰峰集团有限公司梧桐庄矿，河北 邯郸 056200）

1 概况

传统的环保管理模式，监管人员现场检查发现问题，属于事后监管，耗时耗力，效率较低。智慧环保是数字环保系统的延伸和发展，系统采用物联网、云计算、大数据、移动互联网、空间地理信息等集成新一代信息技术，把传感设备应用到环境监控对象中，通过环保云技术将环保领域物联网整合起来，同时借助移动互联网技术，将环境现状与环境业务系统紧密联系起来，以更加精细和动态的方式实现环境管理和决策的智慧。

2 技术路线及总体架构

通过现场排放及治理监控体系、数据接受传输系统、集中管控平台三个层级，将各类数据接入管、控、治一体化平台中，实现全厂区的GIS综合定位展示。

图1 GIS综合定位流程图

3 监控平台建设内容

根据生产设施运行情况和污染源排放情况，运用物联网、大数据、机器学习等技术手段，实现对污染源排放的智能化管控和治理。

图2 智慧矿山对污染源排放的管控图

3.1 无组织排放过程动态监控

系统可监控记录无组织排放源相关生产设备的启停数据，如配料开启/关闭、上料皮带开/停机等。

3.2 污染源视频监控

料场出入口等易产尘点安装高清视频监控装置，并对产尘环节安装自动抓拍扬尘功能的视频监控装置，对作业和扬尘过程进行监控记录。

3.3 环保设施运行监控

监控记录风机、干雾抑尘、车辆清洗装置等无组织排放治理设施的启停状态和运行参数，如电流、风量、风压、阀门开闭、水量、水压等。

3.4 环境监测系统

（1）在厂界南北方向安装两套MH1031-L型8参数监测设备、主生产设备产尘源安装一套MH1031-L型7参数监测设备，实时监测周边PM2.5、PM10、TSP、大气压、风向、风力、空气温度、湿度等数值，实现企业无组织排放动态监测。

（2）污水处理进出水监测口配备水质在线检测仪器，每两小时检测采集COD、氨氮、总磷、总氮等控制指标，以列表的形式显示监测项目的监测时间、实时监测浓度、标准值、超标倍数和运行状态；生活污水处理中厌氧、好氧池配备DO传导仪，生活污水的曝气量结合环境温度、菌种活性进行调整，缺氧池溶解氧一般控制在0.2mg/l～0.5mg/l以下，厌氧池溶解氧控制在0.2mg/l左右，好氧池控制在2mg/l～3mg/l，为生化细菌的良好的生存环境。

4 监控平台功能

系统采用AcrelCloud-3000环保监管云平台，平台依托于电力传感、物联网、大数据和智能云计算等技术，系统主要设计六大功能模块，实现实时监测、点位管理、数据查询、趋势分析、报警记录、统计分析的监控功能。监控系统界面如下：

图3 监控系统界面

4.1 实时监控管理

安装分表计电传输设备，采集企业用电设备电参量数据，可以查看地面“储存、装卸、运输”系统设备的用电情况，包括生产状态、设备状态、用电、功率等，生成用电负荷曲线图，其中用电和功率曲线中包含设置的设备启停阀值，可根据启停要求进行设置。

通过系统可以查看监测颗粒物（PM2.5、PM10）、气象参数等，通过抓拍生产区域作业环境的视频监控画面，更加直观查看区域内所有监测点的部署情况和环境质量状况，实现了实时、远程、自动监控颗粒物浓度。

4.2 点位控制管理

系统设计监测点位增减功能，通过点位管理栏可以自由添加可选点位，按要求对监控点位进行信息采集，收集填入序号、点位编号、点位名称、详细地址等，设置启动设备，变更地理位置选项，简单方便实现平台更新以及编辑、删除、预警设置，增强了系统可扩展性。

4.3 历史数据查询

系统提供历史数据查询功能，通过设置时间类型、点位名称、查询时间选项后，即可查看到所选择点位的历史数据信息，包括各项监测因子、数据更新时间等，查询结果支持选用 OFFICE EXCEL文档形式导出。

4.4 趋势分析图表

数据展示支持折线图、柱状图、表格等多种形式，展示的内容包括各项监测因子浓度的实时与历史分钟值、小时值，同时可快速查看时间段内各项监测因子变化趋势，进而实现监测点位之间的各项参数的对比分析。

4.5 异常实时报警

污染物浓度预警设置是针对污染物一旦超过某一数值系统会自动给使用者发送预警提示信息，一旦各项监测因子浓度出现异常波动时，系统启动超标报警，当达到预警设置后会发出报警信号，便于在报警以后查看分析。通过关联分析、超限分析、启停时间分析，及时发现环保治理设备未开启、异常关闭及减速、空转、降频等异常情况，同时通过数据分析还可以实时监控限产和停产整治企业运行状态。

4.6 数据统计分析

统计企业在某个时间段内的产污数量、监测数据，包括：实时数值、限值以及倍数，统计企业在生产日、非生产日的负荷对比，以小时为单位展示功率曲线，可查询企业用电设施的日功率曲线，通过不同时间段、不同监测区域，系统分析企业用电及污染物控制状况。

5 数据接入与平台搭建

信息化平台采用实时接收海量现场端上传的各类监测数据，实现数据包的效性检查、解析和入库（数据存储）；采用多线程异步通信技术与各监测点通信，并可实现数据同步转发。

5.1 监测数据传输特点

（1）支持 HJ/T 212协议。

（2）具备系统日志，可追朔近期每一条数据的原始记录。

（3）稳定接收，不丢数。

（4）可实现对本项目中废水在线监测数据、生产/治污设施运行数据的实时接收入库。

5.2 采用阿里云服务器，性能强劲、运行稳定

配置为：2核8GCPU、200G云盘、4M带宽。

5.3 监控平台搭建

5.3.1 无组织排放清单管理

以列表形式展现企业无组织排放源清单信息。可查看不同点位无组织排放源的详细信息，包括排放源基本信息、对应生产设施和治污设施、治污设施运行状态、对应的微站数据。

5.3.2 治理设施管理

以列表项形式展示除尘器、雾炮、洗车台、喷淋的运行状态信息，点击可查看站点详情，包括设备基本信息、设备运行曲线。

5.3.3 空气质量监测

以列表的形式显示各空气监测站点监测项目（PM10、PM2.5等）的监测值，不同的空气质量等级以不同的颜色圆点区分显示。

5.3.4 有组织排放监控管理

以列表的形式显示厂区内排水口在线化学需氧量、pH值、污水流量、氨氮等监测项目的监测时间、实时监测浓度、标准值、超标倍数和运行状态，且超标项目以高亮颜色突出展示。

通过对厂区内有组织排放、无组织排放的实时监测，结合厂区主要节点空气质量微站的设置，将各类数据接入管、控、治一体化平台中，有效掌握有组织和无组织排放分布、浓度、变化规律等数据，为企业扬尘深度治理提供有力支撑。

6 智慧平台应用效果及优势

通过智慧环保系统，将企业整体环境质量状况、污染源在线监控、环保移动监控终端等多系统整合到一起，进行大数据分析、智慧监管，逐步建立起连续、可控、可追溯的智慧化监管模式。

6.1 应用效果

（1）在环境质量监测方面，全矿3个空气自动监测子站，对全矿空气质量进行综合统计分析，为精准管理提供依据。

（2）在污染源自动在线监控方面，对污水处理安装自动在线监测设备进行24小时管控。

（3）在环保设施运行情况方面，通过电量监控系统，智能判断企业生产状态、生产负荷、污染治理设施运转状况。

6.2 特点优势

（1）智慧环保综合管控平台，以物联网、GIS、移动互联技术为支撑，以企业生命周期管理为主要抓手，利用智能分析、异常监测和工作流引擎等技术，使管理人员全面掌握环境发展态势及存在问题，进一步解决了人员缺乏与监管任务繁重的矛盾，最大程度地减少环境保护管理业务的人力成本，提高环保管理效率。

（2）将企业生产设备用电和治污设备用电纳入云平台监控，通过关联分析、停电分析、停产限产分析等计算方法，及时发现环保治污设备未开启、停电、空转和异常关闭等异常工作状况，同时结合调取视频监控抓拍画面，远程核实环保设施的运行状态。

（3）信息平台实现了一站式自动化管控方式，污染物指标超过限定值后直接显示报警，使得操作人员“足不出室”就能作出预判并第一时间汇报，为事故抢修和应急处理赢得了宝贵时间，进一步增强了系统的稳定性和可控性。

（4）信息平台可以及时、全面的掌握环境监测数据，更有说服力，为环保监管、企业内部考核提供了可靠的数据支撑，大大提高企业的环境监管水平，推动环境治理和管控方式的转变，逐步迈向自动化、智能化。

（5）智慧矿山环保监控平台可实现数据上传和共享，增强了企业的环保透明度，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，保护了公众对于环境状况的知情权。