“環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)”在環(huán)保管理的應(yīng)用

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1、引言

黨的十八大以來，生態(tài)文明建設(shè)已上升到國家戰(zhàn)略的高度，加大環(huán)境保護力度成為全社會關(guān)注的熱點話題。然而，我們面對的現(xiàn)狀是環(huán)保部門的基礎(chǔ)能力相對薄弱，監(jiān)管力度還不夠強、覆蓋范圍還不夠廣，行政效能還不夠高。因此環(huán)境保護工作急需依靠科學(xué)化、集成化的思維，以及法制化和市場化的力量提升管理水平和工作效率。信息技術(shù)，特別是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，無疑成為推動環(huán)保管理模式變革、提升生態(tài)文明建設(shè)水平的有效手段和途徑[1]。環(huán)保信息化起步較早，但起點低、信息分散、系統(tǒng)內(nèi)外數(shù)據(jù)缺乏有效共享、流程缺乏協(xié)同、信息碎片化嚴(yán)重。在國家層面近期密集出臺了《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》、《生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案實施計劃》、《關(guān)于加強環(huán)境監(jiān)管執(zhí)法的通知》等文件[2]，要求環(huán)境保護工作運用物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、人工智能等新技術(shù)實現(xiàn)管理的精細(xì)化、智能化，形成以問題為導(dǎo)向、以流程為驅(qū)動的新型管理模式。另一方面，環(huán)保系統(tǒng)各管理部門之間通過數(shù)據(jù)共享和大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以為生態(tài)文明建設(shè)和社會經(jīng)濟發(fā)展提供決策參考依據(jù)。環(huán)保信息化向物聯(lián)化、智慧化的演進是必然的趨勢[3-4]，“環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)”將成為推動環(huán)保監(jiān)管變革的中堅力量。

2、研究背景

2014年3月3日，重慶市環(huán)保系統(tǒng)開展了“四清四治”專項行動，其內(nèi)容為清理三同時、治理違法建設(shè)；清理排污權(quán)、治理違法排污；清理風(fēng)險源、治理安全隱患；清理監(jiān)管點、治理監(jiān)管缺位。以重慶市璧山區(qū)為例，在“四清四治”專項行動期間共清理了污染源兩千多家，建立各類問題臺賬一千多條，并對發(fā)現(xiàn)的問題提出整治要求，督促責(zé)任單位制定“一源一案”治理方案，基本實現(xiàn)了摸清底數(shù)、理清老賬的工作目標(biāo)。如何鞏固“四清四治”的成果，形成常態(tài)化的工作機制，讓已建立的基礎(chǔ)臺賬“活”起來是專項行動后面臨的難題。經(jīng)過縝密的調(diào)研和研討，市局提出了“環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)”建設(shè)。環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)正是基于“四清四治”專項行動成果，通過在系統(tǒng)中固化工作流程，規(guī)定環(huán)保工作人員必須按照要求的時間、地點和工作內(nèi)容對監(jiān)管對象進行管理，并且實時動態(tài)更新系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。

2.1物聯(lián)網(wǎng)的定義

物聯(lián)網(wǎng)的英文名是“TheInternetofthings”。顧名思義，“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)是指通過傳感器、射頻識別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等各種互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、位置等各種需要的信息，并與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是實現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識別、管理和控制。

2.2環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的定義

環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域的智能應(yīng)用[5]。通過綜合應(yīng)用傳感器、全球定位系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、衛(wèi)星遙感、紅外探測等裝置與技術(shù)，實時采集污染源、環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)等信息，構(gòu)建全方位、多層次、全覆蓋的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，以推動環(huán)境信息資源高效、準(zhǔn)確的傳遞；通過構(gòu)建海量數(shù)據(jù)資源中心和統(tǒng)一的服務(wù)支撐平臺，支持污染源監(jiān)控、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、監(jiān)督執(zhí)法及管理決策等環(huán)保業(yè)務(wù)的全程智能，從而達到促進污染減排與環(huán)境風(fēng)險防范、培育環(huán)保戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)、促進生態(tài)文明建設(shè)和環(huán)保事業(yè)科學(xué)發(fā)展的目的。

2.3建設(shè)環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的必要性

在經(jīng)濟新常態(tài)背景下，環(huán)保工作如何占領(lǐng)信息化高地，提高管理精細(xì)化水平，并逐步實現(xiàn)從人防到技防，事后監(jiān)管轉(zhuǎn)變到事前預(yù)警，成為目前環(huán)保領(lǐng)域最前沿的課題[6]。同時，污染源流動性大、監(jiān)管人員不足一直困擾著環(huán)境監(jiān)管和整治，所以重慶市計劃用三年時間建成全市一體化的環(huán)保監(jiān)管物聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)建成以后，各企業(yè)的整治監(jiān)管點都將安裝上物聯(lián)網(wǎng)芯片。這樣，建設(shè)項目審批、風(fēng)險源評估排查和整治、污染防治設(shè)施運行和排污情況等信息都將通過芯片傳送到“云端”的信息庫進行存儲和共享，實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)管的全覆蓋，消除監(jiān)管盲點，提升環(huán)保監(jiān)管和治理能力。

3、重慶市璧山區(qū)環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)體系框架的構(gòu)建

為繼續(xù)深化和靈活運用“四清四治”的成果，重慶市環(huán)保局提出了在全市建設(shè)環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)，并將重慶市璧山區(qū)環(huán)保局作為試點，對環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)、理論及框架進行深入探索和研判。

3.1管理模式的改變

信息化助推環(huán)保，不僅是助推相關(guān)的環(huán)保業(yè)務(wù)，更是要求管理模式的轉(zhuǎn)變。以往，環(huán)境監(jiān)察極大地依賴人力，需要工作人員去現(xiàn)場監(jiān)察，去現(xiàn)場掌握排污，但執(zhí)法人員往往苦于沒有確切的證據(jù)，而無法對排污企業(yè)進行處罰。信息化手段可以實現(xiàn)對各要素的實時管控，并且可以實時傳輸，如有違法行為，可以立即對排污企業(yè)進行執(zhí)法。這極大地改變了以前靠“人眼”執(zhí)法、以平臺和系統(tǒng)為核心的管理模式。不僅如此，以往企業(yè)排污、工作崗位內(nèi)容等詳細(xì)情況主要靠“傳幫帶”（即人傳人）的方式進行傳遞，因為這些信息都是被個人所掌握。這就面臨著如果出現(xiàn)輪崗、換崗等情況，工作可能會面臨生疏甚至“癱瘓”，而信息化手段是解決這一問題的良方，無論人員如何輪換崗，只要依靠相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，很快就可以掌握工作內(nèi)容，使工作具有連貫性。

3.2構(gòu)建“一網(wǎng)一端一中心”

“一網(wǎng)”：廣義指互聯(lián)網(wǎng)，連接了“一端”和“一中心”，同時匯聚了海量污染源實時狀態(tài)信息，準(zhǔn)確掌握污染源動態(tài)變化，為環(huán)境管理變革提供大數(shù)據(jù)分析。“一端”：指移動監(jiān)管手機終端，它既是環(huán)保管理感知的觸角、又是執(zhí)行指令的“規(guī)程”。通過移動監(jiān)管終端，執(zhí)法人員可以及時處理環(huán)保指揮調(diào)度中心通過環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)派發(fā)的任務(wù)，第一時間解決群眾投訴、企業(yè)巡查等環(huán)境問題。除了處理任務(wù)之外，執(zhí)法人員還可以隨時在移動監(jiān)管APP（環(huán)保通）上查詢一企一檔、環(huán)境質(zhì)量、歷史文檔、環(huán)保知識庫等等，所有信息及時動態(tài)更新。“一中心”：建立環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)指揮調(diào)度中心，此中心把各種渠道發(fā)現(xiàn)的環(huán)保問題匯聚到環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)平臺進行統(tǒng)一分析和研判，并通過環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)平臺進行調(diào)度處理，保證平臺常態(tài)運轉(zhuǎn)，是整個環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的中樞大腦。日常主要工作：（1）統(tǒng)一協(xié)調(diào)環(huán)保局及相關(guān)部門，對環(huán)境投訴、日常巡查、監(jiān)控預(yù)警、專項行動、生態(tài)創(chuàng)建等工作進行派發(fā)、催辦和督辦，保障環(huán)保監(jiān)管業(yè)務(wù)的有效運行及管理。（2）對工作過程中的流程、業(yè)務(wù)規(guī)則、問題及解決方法等進行分析總結(jié)，不斷形成制度和規(guī)范，促進業(yè)務(wù)持續(xù)改進。（3）對納入環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)運行的相關(guān)部門和人員的每日任務(wù)完成情況、效率、質(zhì)量等進行統(tǒng)計，分析存在的問題并提出改進措施。（4）每周對系統(tǒng)的運行情況進行分析整理，并形成工作通報經(jīng)審核后。

3.3環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的組成

3.3.1環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的眼睛、鼻子和耳朵

物聯(lián)感知設(shè)施是指各種傳感器及監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，感知設(shè)施中的視頻監(jiān)控類似人的眼睛，水、氣、聲在線監(jiān)測類似人的鼻子和耳朵。環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)通過這些感知設(shè)施對環(huán)境進行實時的感知，就能自動地、不間斷地獲取環(huán)境和污染源的數(shù)據(jù)[7]。將這些數(shù)據(jù)匯聚到環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)就能對環(huán)境問題進行分析和研判。

3.3.2環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的探頭

環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的探頭主要包括電子標(biāo)簽、視頻監(jiān)控、工況監(jiān)控、在線監(jiān)測等。所謂電子標(biāo)簽是射頻識別技術(shù)的俗稱，簡單的說就是帶有線圈的電子芯片，它是通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象，并對其信息進行標(biāo)志、登記、儲存和管理。在環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)中使用的是NFC技術(shù)，是RFID技術(shù)的一種擴展，我們通常使用的交通卡、門禁都是應(yīng)用的這項技術(shù)。電子標(biāo)簽可以為監(jiān)管企業(yè)的排污口、治理設(shè)施建立唯一“身份證”，搭建統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫，為環(huán)境監(jiān)管精細(xì)化打下基礎(chǔ)。監(jiān)控監(jiān)測設(shè)備可以實現(xiàn)對企業(yè)的實時監(jiān)測把控，在問題初顯時及時預(yù)警，減輕人工監(jiān)測比對的壓力，解決人工采樣監(jiān)測不具備時效性和連續(xù)性的難題。

3.3.3環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)組成

環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)是一個開放的平臺，它包含一系列的系統(tǒng)用于支撐環(huán)保管理各項業(yè)務(wù)。重慶市璧山區(qū)環(huán)保局試點項目的首要目標(biāo)是解決環(huán)境監(jiān)管的問題，所以目前已經(jīng)實現(xiàn)了最重要的指揮調(diào)度系統(tǒng)和環(huán)保通。指揮調(diào)度系統(tǒng)是環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的中樞大腦，即“一中心”，用于環(huán)保監(jiān)管工作的指揮調(diào)度，是整個環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)正常運行的后臺保障；環(huán)保通，即“一端”，主要用于現(xiàn)場人員在監(jiān)管單位現(xiàn)場記錄檢查情況、取證，是環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)管終端。兩個系統(tǒng)相互協(xié)同配合，大大提高了環(huán)保監(jiān)管的效率。目前環(huán)境管理應(yīng)用了大量各自獨立的信息系統(tǒng)，形成了一系列的信息孤島。環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范業(yè)務(wù)流程，建設(shè)基礎(chǔ)支撐組件以支持各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的互聯(lián)互通。已經(jīng)在使用的業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以逐步通過數(shù)據(jù)接口的方式與環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進行對接，實現(xiàn)功能的集成與完善。近期在原來調(diào)研的基礎(chǔ)上已逐步完成了微信公眾互動系統(tǒng)、企業(yè)門戶系統(tǒng)、排污許可管理系統(tǒng)、審批系統(tǒng)、污染源管理系統(tǒng)、應(yīng)急管理系統(tǒng)、移動執(zhí)法系統(tǒng)、環(huán)保決策支持系統(tǒng)、實驗室信息管理系統(tǒng)等的開發(fā)和試運行。

3.4構(gòu)建環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)體系框架

根據(jù)目前璧山區(qū)環(huán)保局開展的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)情況及后期的拓展開發(fā)，結(jié)合實際環(huán)保工作中的系統(tǒng)應(yīng)用繪制出環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)體系框架，如圖1所示。

4、環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)在日常環(huán)保工作中的應(yīng)用

4.1在環(huán)境監(jiān)管中的應(yīng)用

以智能感知問題來源為例，當(dāng)某企業(yè)在線監(jiān)測超標(biāo)時，環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)會自動產(chǎn)生一條報警。此時系統(tǒng)會自動將該條問題分派給相應(yīng)執(zhí)法人員，同時按照環(huán)保管理要求預(yù)置處理期限、任務(wù)內(nèi)容等信息，再由指揮調(diào)度中心的調(diào)度人員派發(fā)到移動監(jiān)管手機終端。執(zhí)法人員手持終端第一時間到現(xiàn)場處理該監(jiān)測值超標(biāo)問題，處理完之后通過APP（環(huán)保通）將結(jié)論建議及照片等信息上傳回調(diào)度平臺。環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)指揮調(diào)度平臺匯聚所有信息后從不同維度進行分析評估，做到獎懲有據(jù)、業(yè)務(wù)協(xié)同。

4.2在建設(shè)項目審批中的應(yīng)用

隨著環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)不斷的深入各個環(huán)節(jié)，對環(huán)保各業(yè)務(wù)科室提出了更高更新的要求，將互聯(lián)網(wǎng)+的思想融合進日常的業(yè)務(wù)工作中，成為今后的建設(shè)重點。新審批系統(tǒng)的研發(fā)全面提升了轄區(qū)內(nèi)建設(shè)項目審批管理的精度，以項目編號串聯(lián)建設(shè)項目全過程，提供GIS大數(shù)據(jù)空間分析、重大項目跟蹤、移動審批、查詢統(tǒng)計等功能。同時，通過新建的門戶系統(tǒng)企業(yè)可以直接進行項目申報，并能夠隨時掌握項目申報的過程信息和進度，為企業(yè)提供便利。

4.3在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

環(huán)境監(jiān)測業(yè)務(wù)流程繁瑣、儀器設(shè)備眾多，管理難度較大，如何將信息化的手段利用到繁雜的日常業(yè)務(wù)工作中，提高監(jiān)測的辦事效率，成為急需解決的首要問題。通過對監(jiān)測站深入的業(yè)務(wù)調(diào)研，目前建立起一套實驗室信息管理系統(tǒng)：（1）利用電子標(biāo)簽對儀器設(shè)備進行身份認(rèn)證，跟蹤儀器設(shè)備的使用情況，進行檢修和校驗提醒。（2）利用二維碼對樣品進行管理，通過二維碼掃描獲取樣品和任務(wù)信息，為任務(wù)處理提供便利，提高了從采樣、送樣、領(lǐng)樣、化樣全流程的工作效率。（3）通過原始記錄電子化的方式，將人工監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，結(jié)合感知設(shè)施自動監(jiān)測數(shù)據(jù)，構(gòu)建監(jiān)測大數(shù)據(jù)中心，利用云計算技術(shù)為污染源排放行為分析和環(huán)境質(zhì)量分析提供依據(jù)和支撐。

5、結(jié)論與展望

環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)在璧山區(qū)環(huán)保局試點以來，將互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)完全的融入到日常工作中，從以前的事后處理改變?yōu)楝F(xiàn)在的事前預(yù)警，從以前的紙質(zhì)化工作流程轉(zhuǎn)變到現(xiàn)在的電子化進流程，大大的提高了環(huán)保局的辦事效率，不僅受到工作人員的推崇，還得到了企業(yè)和其它第三方的認(rèn)可和支持。為使環(huán)保管理工作進一步提高，從環(huán)保業(yè)務(wù)整個流程出發(fā)，提出今后物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的幾點建議：（1）實現(xiàn)測管協(xié)同。環(huán)境監(jiān)察支隊隊員在現(xiàn)場處置任務(wù)時，進行采樣，將樣品送到環(huán)境監(jiān)測站，監(jiān)測站通過二維碼掃描收樣，獲取樣品的相關(guān)信息并對樣品進行管理。項目分析完成后，通過系統(tǒng)消息提醒支隊隊員，支隊隊員及時獲取監(jiān)測報告。其次，監(jiān)管平臺獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)分析算法對污染源企業(yè)及外環(huán)境歷史數(shù)據(jù)進行分析整理，掌握環(huán)境質(zhì)量的變化趨勢，了解企業(yè)的排放規(guī)律，提供環(huán)境監(jiān)管的效率與能力。（2）打通正向?qū)徟c逆向監(jiān)管。通過開發(fā)新系統(tǒng)的監(jiān)督管理功能，將許可證超期、試生產(chǎn)超期、久試不驗、環(huán)評超5年、未建先批問題推送到物聯(lián)網(wǎng)調(diào)度平臺，打通正向?qū)徟侥嫦虮O(jiān)管的業(yè)務(wù)閉環(huán)。

作者:段然 謝春 王程 彭雪 單位:重慶市璧山區(qū)環(huán)境監(jiān)測站 重慶揚訊軟件技術(shù)有限公司 重慶市璧山區(qū)環(huán)境監(jiān)察支隊

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