省級環保汙水排放監控解決方案

　　總體方案介紹

　　1. 主監控中（zhōng）心設在省環保總局，並（bìng）具有一個固定（dìng）的萬維網 IP 地址，通過該地（dì）址（zhǐ）,其它分（fèn）監控中心和省（shěng）級企業可以把汙水（shuǐ）排放的數據傳輸到主（zhǔ）監控中（zhōng）心。

　　2. 分（fèn）監控（kòng）中心（xīn）設在各市級（jí）環保中心，負責對各汙染源的點對點的數據（jù）收集和監控，並通過 INTERNET 及時向省級（jí）中心傳送數據。

　　3. 各（gè）汙染（rǎn）源監控子係統配置計算機、設施運行記錄儀（yí）、超聲波流量計、CODCr(以重鉻酸（suān）鉀作為氧化劑的化學需氧（yǎng）量（liàng）)在線測試儀、PH(工業酸度)在線測試儀等，並配備（bèi）相應的軟件，**可靠、有（yǒu）效的運行。

　　4. 為今後擴展留有接口（kǒu）和擴展的餘地。

　　1.1 實施目標（biāo）和技術方案

　　本項目投用後，實現了（le）對所（suǒ）有生產數據的實時監控（kòng）、集中管理，在省環保中心的大樓內就可以實時地查看所有汙（wū）染源的數（shù）據、報表（biǎo）和曆史（shǐ）趨勢。

　　由於各汙染源的相距遙遠，而光纖又不能到達各個裝置，因此市級的數據采集采用電話線路傳送數據信號，在各汙染源和市級中（zhōng）心（xīn）分別安裝一（yī）條專用電話線路，由軟件（jiàn）進行分時管理，點對點直接撥號，即市級主機定時直接撥打汙染源的電話，把下位汙染源的計算機存儲的連續數據采集到市級中（zhōng）心的服務器中，但每次撥打的電話時間可以間隔（gé） 2 小（xiǎo）時以上，而（ér）通訊的時間卻保持在 10 分鍾以內，以節省運營的費用（yòng）。

　　省環保中心主服（fú）務器設立一萬網 IP 地址，市級監控（kòng）中心和**、省直屬企業（yè）的計算機通過（guò） ISDN/IDSL 上 INTERNET 網來（lái）訪問省級中心服務器，把數據連續上傳到省環保中心的數據庫中，使數據（jù）更新周（zhōu）期（qī）不超（chāo）過 4 分鍾，係統機（jī）構如（rú）圖所示。

　　主要汙染源在線監控係網絡圖

　　1.2 需要解（jiě）決的技術問題

　　1.2.1 實時數據的壓縮傳輸、數據校驗

　　為了實（shí）現低成本遠程（chéng）通訊，采用 ISDN/IDSL 線路。ISDN/IDSL 線路（lù）因受傳輸介質本身的局限，帶寬較窄，誤碼率較高（gāo），線路易受幹擾，容易發生鏈路中斷問題。為**高可靠、**率和實時性良好地傳（chuán）送數據，需要開發專用遠程通訊服務程序。

　　針對以上問題，所開發的遠程通訊（xùn）服務程序除完成基本（běn）通訊功能外，還需要實現以下功（gōng）能：

　　數據壓縮處理

　　要傳送的報文數據首先（xiān）要經過數據壓縮處理，以降低網絡負荷，提高對通訊帶寬的利用率。數據壓（yā）縮采用優化壓（yā）縮算法，以獲取（qǔ）較高的壓縮比和較快的壓（yā）縮速度。

　　數據校驗處理

　　為**實時數據傳送的可靠性，對（duì）傳送的抱文數據（jù）要進行數據校驗處理。

　　在發送端對（duì）報文（wén）數據加入校驗碼，在接收端對數據及校驗碼進（jìn）行檢驗，對（duì）誤碼進行糾錯處理。數據（jù）檢驗處理可有（yǒu）效地解決線（xiàn）路幹擾嚴重、誤碼率較高（gāo）的問題。

　　1.2.2 實時數據庫的曆史數據保存及其壓縮

　　現階段 100 個汙染源全部實時數（shù）據（jù）接近 500 點，保存所有曆史數據供未來分析使用無疑具（jù）有重要作用，因為我們不知道將來會需要什麽數據。大量的曆史數據在保存和檢索時必須采用數據（jù）壓縮技術，以提高存儲效率。

　　1.2.3 通訊狀態的自動診斷和鏈路的自動恢複

　　通訊狀態檢測與監（jiān）視

　　為提高通訊可靠性（xìng），遠程（chéng）通訊（xùn）服務程序要（yào）具備通訊狀態檢（jiǎn）測與監視功能，實時診斷通訊狀（zhuàng）態和鏈路連接情況。

　　鏈路自動恢複處理

　　當通訊鏈路（lù）出現中斷（duàn）現象時，遠程通訊（xùn）服務程（chéng）序要具備（bèi）鏈（liàn）路自動恢複功能，並**在發生鏈路中斷時（shí）發送的報文不被丟失。

　　1.2.4 市級監控中心和**、省直屬企業的數據采集

　　由於市級監控中心設有個子汙染源的服務器，**、省直屬企業基本采用Ⅱ型配置，配有終端計算機，為采集這一部分裝置（zhì）中的生產過程數據，需要開發專（zhuān）用通訊程序。

　　遠傳軟件

　　遠傳軟件將加載在（zài）市級工作站內。它要完成從每個汙染源的監（jiān）控（kòng）軟件的實時數據庫（kù）內獲取實（shí）時數（shù）據和曆史數據，並存入自身的數據庫中;同時遠傳軟件也要加載在**、省直屬企業汙染源（yuán）的終端工作站內（nèi）。它的另一（yī）項任務就是（shì）要完成將（jiāng）各種數據發送到環保局主中心的局域網服務器上。

　　對遠傳軟件的設計有如下要求（qiú）：

　　采用內部進（jìn）程通訊機製，以降低係統資源開銷，提（tí）高通訊速（sù）度。兼容現有組態文件格式，以免修改原組態內容。代碼（mǎ）緊湊，運行效率高，以減少對上位機工作站（zhàn）的資源占用。具有較高的可靠性，以便在加載後不致影響願係（xì）統的控製功能。

　　多個市級服務器和直屬企業終端在與省環保中心互聯通訊時，由於ISDN線路容量有限，不能做到每套終端單獨使（shǐ）用一條線路，隻能共享一條線路，因而需要開發網絡調度（dù）程序以對（duì）整個網絡的通訊過（guò）程進行管理，合理分配通訊資源，均衡通訊負荷。網絡調度程序的核心（xīn）功能（néng）是線路複用，包括對網絡結點的自動輪詢訪問，通過鏈（liàn）路的自動（dòng）搭接與拆除等。**每個終端都能機會均等地訪問主（zhǔ）服務器。

　　1.2.5 瀏覽器、數據庫接口

　　為**網絡上各工作站（zhàn）在使用標準瀏覽器（qì）時也能實時監視數據監控的動態（tài）過程(狀態（tài）圖（tú）、趨勢圖、報警畫麵等)，需要開發（fā） Web Server 程序.Web Server提供訪（fǎng）問各（gè）級服務器數據的（de）一個公共入口.支持（chí）標準流覽器，如：IE、Navigator等。通過 Web Server，在瀏覽器上可查看所有終端的動（dòng）態流程圖，其效果如同各工作站。另外（wài） Web Server 提供（gòng）安全機製，限製了對過程控製的任何操作與修改，使現場的安（ān）全生產完全得到**。

　　1.2.6 市級終端自動網絡撥號的調度和管理

　　自動撥號（hào）

　　當啟動係統時，係統自動按預置的號碼輪流進行撥號，直（zhí）接撥打市（shì）級汙染源終端電（diàn）話，費用為市內通話費用，自（zì）動和市級企業汙染源建（jiàn）立通訊鏈路。整個撥號（hào）過程是透明的。

　　帳號（hào）自動管理係統在啟動時，可按照預置帳號自動登錄，完成用戶（hù）注冊和密（mì）碼校驗。

　　1.3 技術指標（biāo）

　　在使用專線的情況下，每個子站數據點（diǎn）數小（xiǎo）於100點時，更新周（zhōu）期不大於（yú）15秒。

　　不（bú）使用專線時，數（shù）據更新周期不大於 30 秒*(遠程終端數（shù）/撥號服（fú）務器實際線數)。

　　曆史趨（qū）勢數（shù）據保存周期大於 3 年(精（jīng）度 0.1%)。

　　1.4 係統功能的擴展方向及基礎方案

　　這一次的 100 各汙染（rǎn）源還不能完全代表所有的基層數據，要想徹底（dǐ）提高實時數據管理係統的完整性，就必須將計量數據、能耗數據和其它關（guān）鍵數據納入到網（wǎng）絡（luò）中來（lái），使底（dǐ）層信息化堅實、可靠。在現有係統的基礎上，下一步應（yīng）從係統分析入手，對汙染源（yuán）監控的（de）計算機綜合信息管理係統建設規劃出合理的結構，並盡快實施。

　　1.5 計算機（jī）綜合（hé）信息管理係統的需求分析

　　從應用的角（jiǎo）度看，計（jì）算機（jī）綜合信息管理係統的各子係統之間應該能夠（gòu）共享數據，能及（jí）時（shí）、準確地（dì）進行汙染瞬時點進行分析（xī）、經營效益的核算，隨時（shí）能夠查看環保設備的（de）投入、運營等共享數據，形成全局的生產、經營、辦公的一體（tǐ）化管理係統，充分發揮各種硬件資源和軟件資源，給生產和（hé）經（jīng）營管理（lǐ）提供強（qiáng）有力的支持。

　　待開發係統將所有（yǒu）生產、經營、辦公自動化係統在應用軟件平（píng）台（tái）上有機地聯係（xì）起來，具有生（shēng）產、資源等一體化管理（lǐ）的優（yōu）勢，優化配置生產資源、市場資源、供應及儲存資源、人力（lì）資源，滿足 ISO9002 管理規範（fàn）要求，同（tóng）時，引入（rù） ERP 管理（lǐ）思（sī）想(注：ERP 是管理思想，不是軟件)，符合環保公司管理(注：不是現（xiàn）有（yǒu）管理模式，是待建的新的管理模式（shì），包括 ISO9002 規範和 ERP 思想)特點的係統。

　　1.6 設計路線及數據流

　　環保公司主要包括三類數據信息：

　　過程數據：監控生產過程產生的、由各種儀器儀表測量出來的。

　　管理（lǐ）數據（jù）：財務、人（rén）事、計劃等數據。

　　文檔數據：辦公過程（chéng）中擬（nǐ）訂的包括文件、通知、條例等。

　　過程數據、管理數據、文檔數據統一按如下規則管理：

　　擬（nǐ）上網（wǎng）的過（guò）程數據都存儲在實時數據庫中

　　擬上網的管理數據都存儲到 Oracle 關係（xì）數據庫中

　　擬上網的文（wén）檔數（shù）據都存儲到 Lotus Notes 文檔數據庫（kù）中

　　過程數據包括：

　　數據采集係（xì）統

　　計量數據管理係統

　　以 Oracle 關係數據庫（kù）為中心的（de）管理（lǐ）信息係統包括：

　　水質調度監控數據係統（tǒng）

　　化驗數（shù）據管理係（xì）統

　　環保監（jiān）測管理係統

　　計（jì）劃統計管理係統

　　設備管理係（xì）統

　　財務數據上網係統

　　備品配件管（guǎn）理係統

　　分中心管理係統

　　人力資源管理係統

　　綜合查詢係統

　　以 Lotus Notes 文檔數據庫（kù）為中心的辦公自動化（huà）係統包括：

　　環（huán）保企業形象，行政管理，檔案管理，生（shēng）產技術管理，公共信息，網上資訊

　　1.8.環保（bǎo）公司（sī）應用係統的開發目標

　　環保公司（sī）應用係統應包括以下部分：

　　以北京三維力控科技有限公司的（de）大型實時數據庫為中心，建立以實時數據管理為核（hé）心的實時數據庫管理係統，包括曆（lì）史數據查詢、事故追憶。

　　以 ORACLE 公司的大型管理數據庫 Oracle 8i 為中心，建立以生產經營為中心的（de）管理信息係統，包括汙染（rǎn）源監測、化驗數據管理、計量數據管理、環保監測、計劃統計管理、設備管理、備品配件管理、人力資源管理係統、財務（wù）數據上網、經理綜合查詢係統等，實現以成本核（hé）算為核心的統計分析。

　　以 LOTUS 公司的文檔數據庫 Lotus Notes R5 為中心，建立包括內部（bù）辦公管理的（de）所（suǒ）有功（gōng）能的辦公自動化係統。

　　1.9 設計原則與策略

　　1.9.1 數據庫選型技術原則

　　* 數據的完整性：DBMS 要能防止數據的腐化、錯誤的錄入和非法的數據（jù）關（guān）係的發生。

　　* 物（wù）理數據保護：要能提供恢複功能和再啟動功能，能利用（yòng） DBMS 將數據庫返回到原先的狀（zhuàng）態。

　　* 數（shù）據安全：能對讀、寫分別提供（gòng）存取控製，這種控製要能到達數（shù）據項（xiàng）一級，並能支持數據的（de）加密。

　　* 數據的獨立性：可以不改變原先的程序而遷移數據。

　　* 性能可調整性（xìng）：可以通過物理存貯來調整性能，數據的冗餘度可減少到（dào）一定（dìng）程度，能提供變長記（jì）錄和數據壓縮，其響應時間可以接受。

　　* 多用戶：能支持並發的多用戶訪問同一數據庫並在記錄級具備鎖定（dìng）機製

　　• 容易使用：可以方便地定義複雜的數據關係;程序可以用任何主要的程序語言書寫 ，命令簡明，提供完備的技術文件。

　　• 查詢（xún）報告係統：可以用標準化的語句進行查詢，可以（yǐ）從（cóng）預（yù）先定義的查詢得到複雜的報表，支持嵌套查詢。

　　• 可移植性：支持多種計算機係統、多種操作係統、多種**語言，可以與**環（huán）保總局的網絡進（jìn）行無縫接入。

　　1.9.2 數據（jù）分析與係統結構

　　從（cóng）環保局管理（lǐ）的角度考察待開發係統，要求待（dài）開發係統以明確表達監控管理各（gè）個環節間的聯係，量化（huà）顯示控製點。作為一個完整的（de）管理計算（suàn）機管（guǎn）理係統，待開發係統還將加強各環節部門間的聯係與（yǔ）協作，提高經營信息的透明度，強化生產效益（yì）和經營效益核算。

　　建（jiàn）立監控調度管理數（shù）據(包括各汙染源中間過程計量數據)和環保監測分析數據（jù）庫;所有這（zhè）些數據在待開發係統中被稱為原始數據或一次數據，也稱作（zuò）直接數據。原始數據以（yǐ）一定的頻度參與按指定（dìng）的算法或模（mó）型進行的匯總和（hé）統計，產生統（tǒng）計數據或間接數據。部（bù）分原始數據和統計數據進入核算係統中（zhōng），產生核算（suàn）數據。核算數據是獎懲的依（yī）據。

　　在待開發係統（tǒng）中還有指標數據或控製數據，如：環保達標指數，指標數據在係統（tǒng）各個控製點控製原（yuán）始數據（jù）、統計數據和核算數據。統計數據和核算數（shù）據反過來（lái）成為指標數據的依（yī）據。