智慧城市建设之智慧环保解决方案

智慧城市建设之智慧环保解决方案

1.概述

随着人类社会工业化进程的不断发展，环境问题日益严重，环境事件、灾害频发，中国正以一个负责任的发展中国家的态度重视环境，并努力通过各种手段和措施加以改善。建设一个环境友好型社会，改变原有粗放式经济增长方式为绿色经济，是维持社会可持续发展的最佳手段。

智慧环保是采用先进的信息化手段，提供环保状态感知、环保信息存储、环保事件检测、环保状态评估及预测都功能，以达到污染源控制、治理、消灭的目标，为环保政策制定、检验、评估、修正提供依据，并进一步探究环境问题成因的综合性公共服务平台，并实现以下目标：

1.构建全面覆盖的感知网络，建立智慧型信息化平台，实现环境

数据的无缝融合、信息的综合分析；

2.建设覆盖全面的、规划统一的在线监测监控系统，实现环保事

件及时预警，提高重特大环境事故的应对与处置能力；

3.使用信息化工具自动监管，为政府提供环保工作的辅助决策；

4.单点采集多点利用，实现泛环保部门和单位对监测数据进行共

享；

5.及时利用监测数据进行分析决策，解决视频、污染源在线、环

境监测的系统分割状态，提供监管部门及被监管企业的数据互动、临场互动能力，使监管更加准确、有效，增强对紧急事件的应急处理能力。

2.环保行业需求分析

2.1.业务特点

我国环保领域发展呈现以下特点：产业发展意愿强烈；产业发展进程尚处于初步阶段；产业发展区域不平衡性比较突出。目前大多数城市虽然在城市环境保护、环境治理基础设备上逐步开展投入，但对于环保领域的整体规划和综合管理方面还处于初级阶段，同时在以下方面存在共性的问题：

1.环境问题突出：当前环境形势依然严峻，环境事件、灾难频发，

未来环境压力将继续加大；

2.环保与发展矛盾依然明显：部分企业仍未改变传统的经济增长

模式，处于“三高一低”的增长方式，局面亟待改变；

3.环保数据未实现有效利用：缺乏高效的资源整合、监控信息尚

未实现全国、区域联网、数据手段缺乏；

4.环境保护工作还存在产业结构调整缓慢、法律法规不健全、环

境保护政策及制度不完善、环保投入不足、监管能力欠缺、环保产业发展缓慢等薄弱环节；

5.智慧环保概念逐渐深入人心，引起各级政府以及环保人士甚至

普通市民的高度关注。

随之环保理念的发展和环保系统的完善，智慧环保的作用日益显现，在污染减排、污染源普查、土壤调查、宏观战略研究、水专项等重点环保工作中，发挥了重要的技术支撑作用。加强环保领域研究投入，改变经济增长模式与环境发展相适应，建设环保经济，将会成为智慧环保发展的新方向。

1.目标客户分析

智慧环保涉及城市管理规划、企业污染防治、民众生活等诸多方面，引起社会各层面的关注，其面向客户主要有三类：

1.政府部门：环保、气象、安监应急等涉环保部门

智慧环保在支持环保部门提升业务能力中可以在环评质量监测、污染源监控、环境应急管理、排污收费管理、污染投诉处理平台、环境信息发布门户网站、核与辐射管理等方面为环保行政部门提供监管手段，提供新鲜的一手数据，提供行政处罚依据，有效提高环保部门的管理效率，提升环境保护效果，解决人员缺乏与监管任务繁重的矛盾，是利用科学技术提高管理水平典型应用，可以实现环保移动办公还可以提供移动执法，移动公文审批，移动查看污染源监控视频等功能。

2.企业客户

企业利用智慧环保系统可以提高企业管理水平，对企业产生的废水、废气、废渣数量可准确掌握，了解排放信息一级排放指标，保证环保技术水平以及环保管理需求相适应，经济合理的实现环保目标，避免因超标排放或不合格排放所面临的环保部门天价罚单，同时承担起企业应有的社会责任。

3.普通公众

智慧环保（环境）可以很好地满足公众对于环境状况的知情权，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，公众可

以通过环境污染举报与投诉处理平台，向环保部门提出投诉与举报，从而帮助环保部门更加有效地管理违规排污企业，保持环境良好。

2.2.关键需求

针对环保行业发展阶段和行业特点，目前从政府、企业和公众角度期关键需求主要体现在以下几方面：

污染源综合监测：建立污染源监督性监测和重点污染源自动在线监测相结合环境监测体系；

1.环保综合信息库：建立涉环保的基础信息、环保事件信息的中

和信息库，并实现对行业共享；

2.环保信息综合分析：按照设定指标对环保监控数据进行实时分

析，并对环保事件进行实时GIS分级可视告警；

3.环保事件预测：根据设定主题可对环保事件进行定性预测，用

于指导环保事件预警防范；

4.环保统计管理：对区域内环保信息进行分类有效的统计分析功

能，

5.环保质量评估：按照既定标准对区域没环保质量进行科学、公

正的综合评估，用于指导规划决策；

6.总量排放管控：建立科学的、系统的和符合国情的主要污染物

排放总量统计分析、数据核定及减排调度分配职能；

7.环保应急管理：建立环保事件多部门联动机制，加强环保事件

应急处理效率；

8.排污交易中心：作为企业排污权交易中心，对排污交易进行备

案管控；

9.环保执法：提升环保执法水平，升级执法模式，并建立质保效

果评估体系，提升整体执法质量；

10.环保信息门户：建立环保信息门户，针对管理、企业、公众开

放不同服务，提供及时信息发布，并支持开放接口，可用于相关方调用。

3.智慧环保解决方案概述

3.1.智慧环保体系架构

环保问题通常不仅仅涉及一时一地，而是在时间上和地域上都有一定的持续性，甚至可能上升为地区性、全国性行为，为了实现区域、全国环保信息共享，环保行为联动，故此某科技智慧环保支持多级体系架构，立足地市平台，发展省级、全国环保行业整合平台；同时平台支持降级为区县级别使用，并可提供级联功能。其体系架构见下图。

3.2.智慧环保系统架构

智慧环保平台基于某科技智慧城市整体架构，支持共享感知层、融合网络层能力以及业务基础层平台大数据存储、分析能力，在该基础上构建环保行业应用；同时也支持作为独立平台存在，支撑城市级智慧环保专项项目建设。

智慧环保系统整体逻辑框架主要包括应用基础设施平台、应用支撑服务平台、业务应用服务平台以及安全、法律标准体系：

1.应用基础设施平台由感知层和网络层组成，实现对环

境数据信息的监测监控以及数据传输功能；

2.应用支撑服务平台采用云计算思想进行设计，以期实

现系统的智慧能力；

3.业务应用服务平台满足政府、企业、公民的城市环境

要素的需求，结合不同的服务模块，满足政府政策制定、环保

政策宣贯、城市规划等工作业务要求；

4.安全框架是信息系统的关键支撑，是信息系统运行的

前提；

5.执行法律、标准体系是落实国家环境发展规划战略，

执行城市环境管理法律法规的必要要求，通过规范信息化服务

体系建设，是各项法律指标落实到具体的执行过程中，增强了

约束力，强化了执行力，保证了智慧环保项目健康有序的开展。

3.3.系统简述

3.3.1.应用基础设施平台

应用基础设施平台建设主要指智慧环保信息化平台运行的底层支撑环境建设，包括感知层监测信息节点的设计、感知层环境执行信息节点的设计、网络传输层信息传输通道的建设。智慧环保不同于数字环保的重要方面为环境数据的更加全面地感知。

3.3.2.应用支撑服务平台

智慧环保系统应用支撑平台建设将以待建城市现有的环境信息系统为基础，引入云计算设计理念，将应用支撑平台建成为集环境信息监测、环境管理与执行、环境海量知识库、基于云的面向环境信息服务支持的多功能应用支撑平台，最终实现环境海量信息的全面整合，

为环境应用业务管理、环境政策与管理工作的执行以及社会环境的公众需求提供全面的知识服务。

3.3.3.应用服务平台

环保综合服务平台根据服务对象不同分为公众服务和政府内部综合管理两大部分。公众服务门户作为城市环保局面向公众的统一门户。目标是在环保部门信息化建设基础上，借助互联网平台，为基层群众、企业提供各种网上服务。内部综合门户是城市环保局及其直属单位和区县局得内部应用入口。门户契合用户工作关注的重点，基于不同用户角色，各有特色的呈现和聚合信息内容。

4.核心产品/系统说明

某科技经多年积累，在智慧环保领域积累了丰富的项目经验并可提供相应软硬件系统，

4.1.全面环境感知能力

某科技环境感知设备涵盖智慧环保各个领域，主要包含以下设备：

4.1.1.风廓线雷达

风廓线雷达能广泛适应于各种局地环境监测，准确提供瞬时气象要素信息。通过网络将所观察的风数据传送到气象分析资料中心，作为气象业务观察数据，完善气象预报的数据库。主要特点包括：

1.采用模块化、高占空比（10%）、全固态的发射机，适应军品级

环境温度器件，全密封结构，完全适应室外工作环境，可靠性

有保证且免维护；

2.利用工业级处理平台和高可靠软件设计，提高了系统的鲁棒性、

可扩展性；

3.采用了软件无线电技术，实现了风廓线雷达信号处理，方便进

行处理方法的实验和验证，并使用户方的参与成为可能；

4.采用高效率低副瓣平板相控阵天线，波束指向控制准确；

5.双层围网设计，最大程度抑制地物回波，实现低空有效探测；

采用高频头前置技术，实现低损耗接收；

6.接收通道的馈线损耗只有0.85dB，大大减小了信噪比损失，提

高雷达探测威力；

7.采用高低工作模式和发射波形设计，兼顾最小探测高度和最大

雷达探测威力；

8.采用数字中频接收机，利用中频直接采样，通过高速数字处理

获得数字视频 IQ 信号。16位的A/D变换、四通道DDC芯片、多种类多级滤波器的设计灵活实用等特点，使接收系统获得优于－150dBm的灵敏度；

9.采用适合气象特点的谱数据处理和质量控制方法，有效应对不

同气象条件下的大气湍流回波，探测数据质量好。

4.1.2.环境视频监控系统

环境视频检测系统利用高清视频监测技术，对环境现场进行视频信号采集，完成录像、回放、检索等数字监控系统，实现对烟气污染源的气体色度分析、水质污染原的排污量分析、空气质量的气象追踪，进而可以同智能环境执法与调度提供联动信息，为指挥决策提供信息参考。

环境视频检测系统主要具备以下特点：

1.视频图像实时分析：支持视频图像分析功能，可接入

各类高清视频设备，可按照各种预设模式对环保视频进行实时

分析；

2.高清视频处理设备支持预设模式与人工干预模式，对

环境现场进行全方位、全时的视频信息监控；