概述
在國民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，我們賴以生存的環(huán)境也因不斷的資源開發(fā)、工業(yè)生產(chǎn)等，造成了廢水、廢氣、廢渣大量排放等污染問題。2010年1至11月，國家環(huán)境保護(hù)部共接污染案1469起，突發(fā)事件149起，與2009年相比，環(huán)境突發(fā)事件呈不斷上升的趨勢。如何在保持經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時，從源頭減少污染物和氣體排放，積極推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，保護(hù)好人類的生存環(huán)境已成為一個全球性的問題。
我國對環(huán)保問題也高度重視，2007年，國務(wù)院發(fā)布了節(jié)能減排綜合性工作方案，建立了節(jié)能減排統(tǒng)計、監(jiān)測、考核指標(biāo)體系和目標(biāo)責(zé)任制考核評價制度，加大了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整力度，明確要求對國家重點(diǎn)監(jiān)控的污染源和治理設(shè)施實行自動在線監(jiān)控。
環(huán)境監(jiān)控應(yīng)用現(xiàn)狀及瓶頸分析
基于上述背景，各種各樣的環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，并得到了廣泛部署和應(yīng)用。但是，目前絕大部分環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)僅僅實現(xiàn)了數(shù)據(jù)監(jiān)測功能，比如實時采集和監(jiān)測排污點(diǎn)的二氧化硫和化學(xué)需氧量排放量，而沒有實現(xiàn)圖像監(jiān)控功能，不能直觀的看到排污點(diǎn)實際圖像，對污染的實際狀況掌握不夠充分。為此，建立以各級環(huán)保部門為中心、相關(guān)排污企業(yè)為分支點(diǎn)的污染源視頻監(jiān)控系統(tǒng)勢在必行。
傳統(tǒng)的模擬圖像的視頻監(jiān)控通常是基于本地化的監(jiān)控應(yīng)用，各個監(jiān)控點(diǎn)獨(dú)立組建監(jiān)控體系，雖然可以通過網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)簡單的調(diào)閱圖像功能，但是由于缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和設(shè)計，對于如何根據(jù)環(huán)境監(jiān)控業(yè)務(wù)特點(diǎn)更加方便靈活的調(diào)閱圖像、數(shù)據(jù)及出現(xiàn)突發(fā)環(huán)境事件的應(yīng)急指揮還缺乏足夠的思考，造成了環(huán)境監(jiān)控工作的被動。
同時，由于模擬攝像機(jī)技術(shù)上對清晰度的限制，絕大多數(shù)的模擬攝像設(shè)備只能提供基于CIF、4CIF、D1格式的影像資料，每當(dāng)環(huán)境污染事件發(fā)生時，錄像畫面只能勉強(qiáng)呈現(xiàn)污染現(xiàn)場的輪廓，污染細(xì)節(jié)卻模糊不清，根本起不到提供現(xiàn)場證明、線索的關(guān)鍵作用。而且這些視頻影像資料只限于圖像的瀏覽應(yīng)用，無論在圖像的清晰度、流暢度以環(huán)境數(shù)據(jù)應(yīng)用等方面都已經(jīng)無法滿足目前環(huán)保系統(tǒng)的高清、數(shù)據(jù)化同步等需求，制約了環(huán)保系統(tǒng)對染污源監(jiān)測和管控的整體效果。
現(xiàn)在的環(huán)保系統(tǒng)，除視、音頻監(jiān)控外，已越來越呈現(xiàn)出污染源監(jiān)控圖像與數(shù)據(jù)的同步顯示、智能化分析、數(shù)據(jù)異常告警聯(lián)動、突發(fā)環(huán)保事件的可視化預(yù)案處置、應(yīng)急指揮調(diào)度等一系列應(yīng)用趨勢。
高清智能網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控在環(huán)保監(jiān)控的應(yīng)用
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針對環(huán)保監(jiān)控的實際需求，結(jié)合先進(jìn)的技術(shù)及應(yīng)用，筆者提出了一套高清智能網(wǎng)絡(luò)化環(huán)保監(jiān)控方案，方案以IP傳輸網(wǎng)絡(luò)，H.264 協(xié)議群為傳輸基礎(chǔ)，是集1080p、720p高清圖像、音頻監(jiān)控及對講、數(shù)據(jù)疊加、智能化分析及告警、可視化指揮調(diào)度為一體的綜合型應(yīng)用系統(tǒng)。
通過高清智能網(wǎng)絡(luò)環(huán)保監(jiān)控方案，可實現(xiàn)視音頻及報警信息的采集、傳輸/轉(zhuǎn)換、顯示/存儲，進(jìn)行權(quán)限管理，保證信息的安全、可視化的環(huán)保事件的應(yīng)急預(yù)案管理和調(diào)度等多項功能。通過攝像系統(tǒng)對污染事件頻發(fā)的區(qū)域進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視，通過控制中心和分控中心遙控的方式調(diào)整監(jiān)視區(qū)域和染污源監(jiān)控點(diǎn)，環(huán)保部門足不出戶即能實時了解情況并進(jìn)行監(jiān)督，一旦發(fā)生污染事件，可查閱現(xiàn)場錄像記錄，并與環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)疊加同步顯示，為調(diào)查和處理提供方便，把現(xiàn)場監(jiān)控模式由傳統(tǒng)的單一型、粗放型向綜合型、智能化、集約型轉(zhuǎn)變，提高了環(huán)境管理的效率。
環(huán)境監(jiān)控的高清化及智能化
監(jiān)控系統(tǒng)的高清化（1080P、720P）以及智能化（智能識別、智能分析等）應(yīng)用已經(jīng)成為目前環(huán)境監(jiān)控的發(fā)展趨勢。高清技術(shù)與IP技術(shù)結(jié)合，將為用戶提供前所未有的數(shù)據(jù)傳輸量和畫質(zhì)體驗。通過高清1080p、720p視頻監(jiān)控系統(tǒng)，用戶將能夠分辨出最細(xì)微的圖片細(xì)節(jié)和現(xiàn)場的真實情況，適用于更多環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)中污水、大氣、粉塵現(xiàn)場監(jiān)控的實際需要。高清視頻監(jiān)控將為環(huán)境監(jiān)控來來更強(qiáng)的易用性、清晰度，以及更多復(fù)雜環(huán)境的監(jiān)控應(yīng)用。
監(jiān)控系統(tǒng)的高清化應(yīng)用
智能分析系統(tǒng)則通過對視頻、音頻以及數(shù)據(jù)的獲取和分析，判別環(huán)境狀況是否正常，如出現(xiàn)污染物超標(biāo)等異常情況，則會自動進(jìn)行報警，提示環(huán)境監(jiān)測和管理部門注意并及時進(jìn)行處理，遏制重大污染事件的發(fā)生。
典型環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)方案
高清智能網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)可以省廳為單位組建系統(tǒng)。通過統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)，將全省各監(jiān)測點(diǎn)的信息全部接入到省廳環(huán)境監(jiān)測平臺進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)度。平臺為相關(guān)環(huán)保部門提供各自區(qū)域內(nèi)環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)管功能，同時為各受控單位提供自身環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測功能。
1）環(huán)境數(shù)據(jù)分析
環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)主要有大氣監(jiān)測和水污染監(jiān)測。 在大氣監(jiān)測中，主要指標(biāo)為二氧化硫和化學(xué)需氧量排放量；水污染監(jiān)測主要監(jiān)測COD（含氮量）值、流量、PH值進(jìn)行采樣。
各數(shù)據(jù)監(jiān)測需要專業(yè)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備（如污水集設(shè)備主要有明渠流量計及在線化學(xué)需氧量分析儀），采集的數(shù)據(jù)上傳到平臺進(jìn)行統(tǒng)計和分析并繪出曲線圖，同時提供歷史數(shù)據(jù)的定制查詢、生成報表等功能。
2）排污點(diǎn)視頻監(jiān)控
通過在排污點(diǎn)部署高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，把監(jiān)測點(diǎn)的圖像信息實時采集并上傳到監(jiān)控中心進(jìn)行實時監(jiān)控。1080P、720P的高清圖像效果，可讓環(huán)境監(jiān)管部門清晰的了解現(xiàn)場煙塵、水體顏色、水面漂浮物、水生物死亡情況、排污管道情況等信息，同時能夠有效避免受控單位對破壞數(shù)據(jù)采集設(shè)備的傳感器進(jìn)行偷排等行為。
3）環(huán)境數(shù)據(jù)與圖像關(guān)聯(lián)
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數(shù)據(jù)采集器采集到的數(shù)據(jù)疊加到監(jiān)測圖像上，可以很方便地看到監(jiān)測點(diǎn)圖像和數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)與圖像關(guān)聯(lián)。看數(shù)據(jù)的時候能夠看到圖像，看圖像的時候也能夠看到數(shù)據(jù)，在后期可以通過數(shù)據(jù)調(diào)看錄像。通過視頻和數(shù)據(jù)的結(jié)合，可以有效的防止偷排和虛假數(shù)據(jù)的問題。
監(jiān)控圖像數(shù)據(jù)疊加
4）錄像功能
對監(jiān)測點(diǎn)的圖像信息進(jìn)行錄像，為環(huán)境整治提供依據(jù)。錄像方式可以靈活設(shè)置，如白天不錄晚上錄，監(jiān)測夜晚偷排情況；告警錄像，采集的數(shù)據(jù)達(dá)到規(guī)定數(shù)值時，觸發(fā)錄像，對違法違規(guī)情況進(jìn)行記錄。
5）聯(lián)動告警
當(dāng)排放參數(shù)超標(biāo)時，系統(tǒng)產(chǎn)生報警，有多種聯(lián)動的方式（如：圖像切換到電視墻、告警讀秒、發(fā)送短信、外接告警設(shè)備告警等），同時留下歷史記錄，方便管理人員了解一段時間內(nèi)都有哪些企業(yè)的哪些項參數(shù)超標(biāo)。
6）受控單位數(shù)據(jù)管理
對企業(yè)信息及監(jiān)控監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理。企業(yè)地點(diǎn)、排污點(diǎn)有哪些、負(fù)責(zé)人、有哪些采集設(shè)備、設(shè)備型號、隸屬的單位、工作狀態(tài)等都可以通過環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理。
數(shù)據(jù)管理
7）WEB瀏覽
支持WEB瀏覽，可在任何地點(diǎn)方便地查看數(shù)據(jù)分析及監(jiān)控圖像。排污企業(yè)的整個生產(chǎn)過程及污染物處理過程都可以通過網(wǎng)絡(luò)視頻的方式對外公開，供市民進(jìn)行了解和監(jiān)督，使整個系統(tǒng)成為一個透明的工程，讓社會和民眾監(jiān)督并了解環(huán)境現(xiàn)狀，有利于環(huán)境保護(hù)工作的有效實施。
基于BS結(jié)構(gòu)，WEB瀏覽
8）GIS地圖聯(lián)動顯示
系統(tǒng)支持電子地圖功能，可把全部監(jiān)控點(diǎn)位分布制成靜態(tài)圖片或MAP INFO格式的矢量圖，在地圖上標(biāo)示污染源監(jiān)控點(diǎn)，當(dāng)有告警發(fā)生時，系統(tǒng)可自動顯示告警位置，在地圖上點(diǎn)選該告警監(jiān)控點(diǎn)，可查看現(xiàn)場監(jiān)控圖像，管理非常方便、直觀。
GIS地圖顯示
9）可視指揮調(diào)度
基于高清監(jiān)控管理平臺的開放性，可與視頻會議系統(tǒng)實現(xiàn)無縫融合，打造可視化視頻指揮調(diào)度系統(tǒng)。如有環(huán)保系統(tǒng)的突發(fā)事件，相關(guān)部門可進(jìn)行多方圖像及數(shù)據(jù)調(diào)度，以及多方會談研究，及時解決問題。同時，環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)為各環(huán)保部門建立多種不同的應(yīng)急預(yù)案，如廢水排放、大氣污染排放等應(yīng)急預(yù)案，出現(xiàn)不同的突發(fā)事件，可啟動不同的預(yù)案進(jìn)行應(yīng)急指揮。
結(jié)束語
在如今環(huán)境污染日益嚴(yán)重的情況下，環(huán)境污染的治理工作刻不容緩，對環(huán)境的保護(hù)及對污染的預(yù)防則更顯重要。網(wǎng)絡(luò)化、高清、智能的環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)，就是現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測及管理的利器。
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