智慧环保体系建设方案

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刘锐北京师范大学教授博导天空地一体化环境监控与智慧环保体系建设 — 构建生态文明推进美丽中国建设汇报提纲 1 2 3 4 5 6 智慧环保建设需求智慧环保建设目标智慧环保建设总体结构及技术路线智慧环保建设关键技术智慧环保建设主要内容与应用 1 环保物联网需求分析 1 建设背景建设背景宏观环境相关政策：  2013 年将启动首次全国地理国情普查  住建部下发“智慧城市”试点通知  国家测绘地理信息局关于开展智慧城市时空信息云平台建设试点工作的通知  部财政、国土资源部、住建部等十多个部委参与编制的《全国促进城镇化健康发展规划 (2011-2020 年 ) 》将于今年全国两会前后对外颁布， 40 万亿投资大戏启幕。大环保概念：从单纯的环境保护到生态环境，再到生态文明。从广义上讲，生态环境不仅仅是环保局的事，更是市政府、省政府的大事。中共十八大提出： 1. 提升城镇化水平，推动城乡发展一体化 ---- 城镇化与城乡发展一体化； 2. 重点抓好四个方面的工作：一是要优化国土空间开发格局；二是要全面促进资源节约；三是要加大自然生态系统和环境保护力度；四是要加强生态文明制度建设。 11  环境监测是环境保护工作的“耳目”、“哨兵”、“尺子”，是政府宏观决策和环境监管的重要基础。  2009 年 2 月 16 日周生贤部长在全国环境监测工作会议上提出实现“三个说得清”。说清环境潜在的风险说清环境质量现状及其变化趋势说清环境污染源状况政策 -“ 三个说得清” 随着构建资源节约型、环境友好型社会被确定为国民经济与社会发展中长期规划的一项战略任务，国家对环境保护的重视程度日益提高，重点项目和国拨资金逐年增大，在“十一五”期间全国环保信息化建设取得了飞跃式的发展。“十二五” 重视力度更为加强。国内形势环保系统基础网络建设发展迅速环保应用系统建设力度加强数据资源管理和综合利用能力建设开始启动标准规范编制工作全面展开全国性大型应用系统建设将带动地方环保部门信息化整体推进环境应急系统将陆续进入实质性建设阶段信息资源标准化改造与整合将是环保信息化建设的重点工作环境信息化相关标准建设将不断完善环境信息化 • 领导高度重视 • 需求更为迫切 • 建设百家争鸣 • 公众意识强烈 2 、智慧环保发展需求智慧地球： 2009 年初， IBM 提出了“智慧地球”的概念，美国总统奥巴马将 “智慧地球”上升为国家战略。“智慧地球”的核心是以一种更智慧的方法，通过利用新一代信息技术来改变政府、企业和人们相互交互的方式，以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度，实现信息基础架构与基础设施的完美结合。智慧环保：随着“智慧地球”概念的提出，在环保领域中如何充分利用各种信息通讯技术，感知、分析、整合各类环保信息，对各种需求做出智能的响应，使决策更加切合环境发展的需要，“智慧环保”概念应运而生。 “ 智慧环保”概念的提出智慧环保体系结构 “ 天空地一体化”监控  如何“更快速”感知影响城市环境、人体健康、生命安全的实时指标？  如何“更全面”感知污染排放、环境污染、应急事故的变化过程？  如何“更有效”判定环境监察执法与应急处置工作的执行状态与效果？  如何“更智慧”决策重点城市、区域和流域重大环境管理问题？ 3 、智慧环保建设目标总体目标 4 、智慧环保总体结构及技术路线智慧环保“五个一”理念智能技术云中心智能 GIS 技术三维技术物联网技术 • 新技术不断涌现 • 理念日驱成熟 5 、智慧环保建设关键技术关键技术 6 、智慧环保建设内容——标准规范体系环境信息化标准体系应用支撑标准网络基础设施标准信息资源标准信息安全标准应用标准管理标准总体标准术语总体框架业务流程应用系统文件格式数据元地理信息信息分类与编码数据库元数据目录服务描述技术信息交换以太网网络安全网络设备网络管理 Ip 网技术标准管理标准总体标准项目测试与评估信息资源评价项目验收与监理信息化管理标准软件开发与管理已发布部分发布未发布智慧环保建设内容——标准规范体系 Text Text Text 感知层标准应用层标准跨层技术标准服务支撑层标准  传感器技术标准  传感器基础通用标准  传感器方法标准  传感器产品标准  短距离传输与自组网技术标准  无缝的整合和控制下层网络和感知层的各类信息和设备，并能对上提供整体、同意的运行支撑  各部门物联网技术标准；  数据传输标准；  系统接口技术规范  网路安全标准规范  标识与解析；  业务与网络安全  网络管理环境数据信息标准规范体系建设原则统筹规划原则分步实施原则上下兼容原则资源共享原则再好的系统，没有完备的更新维护机制，也不会持久的有生命力环境数据信息运营维护体系为整个智慧环保建设和运行提供维护和管理服务是环境信息系统正常稳定运行的重要保证智慧环保建设内容——标准规范体系噪声监测重金属监测水质监测辐射监测气体监测智慧环保建设内容——感知层建设感知特点：小体积、低功率、能定位、能传输、多因子、组件化、插件化、大面积、立体化无人机感知系统卫星遥感系统智慧环保建设内容——感知层建设包括系统：污染源在线监控系统、环境质量在线监控系统、环境视频监控系统、设备设施运行监控系统。该系统通过实时、连续在线监控，提供一体化应用，准确、及时地反映污染源和环境质量变化。环境质量在线监测系统重点风险源监控系统污染源在线监测系统环境质量预测预报系统环境生态遥感监测系统放射源监控系统 “ 天地一体化”的环境监测体系以企业为主体多种监控模式一体化进行放射源监控严格遵循符合国家统一标准的传输协议丰富的 GIS 展示跨专业、跨系统的监测数据查询体系设备设施运行状况监控环保监控指挥中心卫星影像遥感监测射频（ＲＦＩＤ）监测环境质量动态监测污染源动态在线监测 GPS 定位监测突发事件应急监测  移动监测数据传输视频动态监测视频动态监测设备运行状态监测天空地一体化感知体系建设总体目标全面贯彻落实科学发展观，按照国家环境保护“十二五”规划，提出的“深化主要污染物总量减排，努力改善环境质量，防范环境风险，全面推进环境保护历史性转变”的要求，建立全面感知、广泛互联、深度融合、集中管理、智能应用、安全可靠和机制完善的国家环境保护物联网体系初步实现对总量控制指标的有效监管、危险废弃物、环境风险源、放射源的全生命周期过程监管，提高环境预警水平以及提升突发环境事故处理水平，为全面提升环境管理能效提供智能化平台支撑。卫星遥感面状感知层服务器终端地下水动态感知水下仿生机械人在线监测传统点源地面感知层固定监测台站传统面、线感知层监测船移动应急监测传统动态面、线感知层立体感知实现点线面体全面感知天空地一体化环境监测智慧环保体系建设目标天空地一体化环境遥感监控综合应用服务体系智慧环保建设内容——网络技术建设建设方案建设方案智慧环保建设内容——网络技术方案智慧环保建设内容——应用系统方案环保数据中心以减排综合数据库为基础进行扩充，构建环境信息资源主题逻辑库，重新规划库表逻辑关系，最终实现环境数据资源统一存储、统一管理维护、统一检索、统一应用、统一展示，为各级单位提供统一的环境专业数据服务，实现整体环境信息资源 “一源多用”“穿透式查询展示”。环保一张图工程一张图办公一张图监测一张图应急一张图执法一张图决策一张图智慧环保建设内容——应用系统方案污染源监控声环境监控尾气监控放射源监控烟气黑度监控一张图监测水环境监控智慧环保建设内容——应用系统方案 NO2 遥感反演产品 PM10 遥感产品企业信息统计图表一张图监测智慧环保建设内容——应用系统方案一张图应急智慧环保建设内容——应用系统方案一张图应急一张信息全面的态势图一张图应急 危险废物全生命周期监管系统 设计理念（ 1 ）基于物联网先进技术；集 RFID 、 GPS 、 GIS 、 GPRS 和视频监控等先进技术于一体，有助于环保部门收集固体废物基础数据收集，全面掌握固体废物相关信息。（ 2 ）对固体废物从产生、贮存、收集、运输和处置的全生命周期实时监管，便于环保部门实时了解固体废物状态，加强监管力度，最大限度减少对环境的污染。（ 3 ）对固体废物从业务管理、综合监控、决策支持到信息发布的全面管理。（ 4 ）固体废物业务数据的高度共享。解决各地固体废物业务管理模式不同，数据无法统一的问题，使全国各地固体废物管理数据高度共享，促进固体废物管理的一致性。智慧环保建设内容——应用系统方案 危险废物全生命周期监管系统智慧环保建设内容——应用系统方案定位监控辐射剂量监控门禁系统移动载源箱射频识别安全巡检红外监控视频监控八位一体的监控手段移动源监控基于一张图的放射源在线监控管理系统智慧环保建设内容——应用系统方案智慧环保建设内容——安全体系方案安全等级保护安全保障体系统一的安全门户平台智慧环保建设内容——安全体系方案宇图天下——数字环保便携移动化、覆盖全面化、综合查询化、高效管理化统一的移动安全展示平台智慧环保建设内容——安全体系方案统一的公众服务平台智慧环保建设内容——安全体系方案智慧环保建设工程方案特色 “ 新理念”：基于智慧环保“五个一”工程，进行物联网建设工程方案设计，使感知、传输、应用、决策有机结合，使工程实现“有思想，能感知、会表达、能体验”。 “ 新思路”：采用天空地一体化立体传感方式，将传统物联网方式与空间信息技术相结合，摆脱了传统物联网中 RFID 的狭义定义，使感知更全面、方式更灵活，使物联网在环保中的应用更可持续发展。 “ 新方式”：采用一张图工程做为应用基础，结合业务模型，使数据动态可视化，为环保决策分析提供了新的支撑方式。 “ 新模式”：结合泛载网模式，搭建有线、无线相结合的数据传输模式，为有效传输创建了新模式。总结