物聯網行業(yè)應用之環(huán)境保護
隨著“十二五”規(guī)劃的出臺,物聯網被上升到國家戰(zhàn)略的高度,成為了全國最炙手可熱的名詞。但同時,早在物聯網概念提出之前,環(huán)境保護已經是傳感網(物聯網的前身)探索和實踐并大力推進的熱點領域之一。經過了這么多年的發(fā)展,物聯網從單純的人力替代,到現在的強化環(huán)境執(zhí)法、提升污染監(jiān)控效率、促進節(jié)能減排等方面都發(fā)揮了比較明顯的作用。但同時,與其他物聯網相關應用領域一樣,環(huán)保物聯網的應用依然還停留在基礎應用階段,擁有相對廣闊的發(fā)展前景。據業(yè)內專家預測,環(huán)保與城市管理將成為物聯網初期起步的重點。
目前,我國環(huán)保部門在全國開展的環(huán)境在線監(jiān)控網就是典型的物聯網專業(yè)化行業(yè)應用。其目的是在點線面源的適當位置安裝各種自動監(jiān)測儀器、儀表和數據采集、傳輸設備,通過各種有線或無線方式與環(huán)境監(jiān)控中心的通信服務器相連,實現7×24在線的實時通訊。這樣,以傳感為代表的感知節(jié)點就能將環(huán)境狀態(tài)源源不斷地發(fā)送到環(huán)保部門,用以實現環(huán)境監(jiān)測等多種專業(yè)應用,同時將往期數據存儲在海量數據庫服務器上,未來還可能通過云計算技術,實現各種更大規(guī)模的信息處理或共享。
污染源自動監(jiān)控是物聯網應用的典型示范,這一技術將廣泛用于污染源自動監(jiān)控工作,它在為這項業(yè)務的工作模式帶來巨大變革的同時,也很可能會非常明顯地改善普通居民的生活。從這個角度來講,環(huán)境在線監(jiān)控等物聯網技術手段的應用,對環(huán)境管理理念、方法、體制的改革能形成推動力量,從而以技術手段為契機提高我國污染的控制效率和對環(huán)境進行更為有效的保護。
以時間為基準分析,環(huán)保領域的物聯網已經經歷過兩次階段性的發(fā)展:早在1999年,原國家環(huán)??偩衷谌珖秶鷥鹊谝淮伍_始推廣的環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)是物聯網的最早探索和實踐,這一階段為下一步發(fā)展積累了經驗;到了2008年,依托國家經濟復蘇計劃,環(huán)境保護部直接投資超過20億元,并通過地方配套配合投入另外80億元,在全國 31個省,6個環(huán)保督查中心和333個地級市部署的國控污染源在線監(jiān)控系統(tǒng),是物聯網在環(huán)保領域的規(guī)模型建設和行業(yè)級實踐。根據最新數據統(tǒng)計,目前我國已經建成的省、市兩級污染源監(jiān)控中心達343處,同時對1.5萬多家重點污染源實施了不間斷的自動監(jiān)控,為物聯網技術更深層次的應用打下了堅實的基礎。未來的第三發(fā)展階段,將通過投資、考核和創(chuàng)新,按照物聯網現有相對成熟的體系結構,重新梳理環(huán)境在線監(jiān)控和環(huán)保信息化,把物聯網最新技術深化到環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)中,建立運維體系,實現三級數據貫通。
從空間范圍來看,由環(huán)保物聯網實施的環(huán)境自動監(jiān)控系統(tǒng)應包括污染源自動監(jiān)控、環(huán)境質量自動監(jiān)測和環(huán)境衛(wèi)星遙感3個層面,由環(huán)境衛(wèi)星(宏觀,主要用于生態(tài)監(jiān)控)、環(huán)境質量自動監(jiān)測(中觀,區(qū)域流域,即線源和面源)、污染源自動監(jiān)控(微觀,即點源)3個空間尺度的監(jiān)控構成天地一體的、全方位的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng),從長遠來看,這種擁有全覆蓋能力的立體型環(huán)境監(jiān)控體系將極大地改善我國環(huán)境狀況,為我國下一步日常綠色、可循環(huán)發(fā)展的低碳型經濟提供穩(wěn)固的保障。
再從介入手段來講,環(huán)保物聯網是實現事后監(jiān)管轉變?yōu)槭虑邦A防的重要技術手段。綠色經濟僅從字面上理解并不復雜,但實現過程卻很難一蹴而就。究其原因,無處下手是最重要的一點。而物聯網建立的意義首先就是獲取信息,通過大量的數據積累和先進的數據挖掘技術,環(huán)保部門能夠從復雜多變的現實世界中抽象出一套完整的信息模型,并從中分析出癥結所在。通過對其中關鍵點的分析,很顯然能夠確切查找到問題的根源,以此為切入點對癥下藥自然事半功倍。環(huán)保經濟中,什么污染是我們不能接受的,什么污染是我們要盡量排除的,什么污染是下一步需要留心的,哪里需要降低排放,需要降低多少,均有據可依。當開具的處方或者處罰擁有切實可查的量化依據,環(huán)保工作的阻力自然減小,這顯然是最切中要害的。具體來說,建設國、省、市三級污染源監(jiān)控中心,并實現他們的互聯,對重點污染源實施自動監(jiān)控,將會為排污收費、環(huán)境執(zhí)法、污染治理提供切實依據,為環(huán)境應急、節(jié)能減排決策提供支撐。整個系統(tǒng)的實現對提高環(huán)境管理部門對各類環(huán)境違法事件的快速反應和處置能力,進而提高全國環(huán)保部門對重點污染源排污監(jiān)管能力來說至關重要。
另外,從人民生活角度來說,環(huán)保物聯網的應用可以使污染物的排放實現在時間和空間上的可控,這是常規(guī)環(huán)境管理因技術受限而無法做到的。環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)集成可以對企業(yè)污染物的排放量每小時進行自動統(tǒng)計,結合納污體環(huán)境的狀況,系統(tǒng)可以給出企業(yè)的允許排污量,通過自動反饋來保證納污體環(huán)境質量的穩(wěn)定??梢詫⑵髽I(yè)年度的排污總量分解成定期的(如一個月)的排污總量控制,實現“憑卡排污、超值報警、充值申請、環(huán)保批準”的模式,同時也為其他環(huán)境管理手段例如:排污費收取、異議處理提供了依據,應急情況下環(huán)境管理部門可利用環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)集成通過遠程應急手段關閉企業(yè)排污口,以實現真正意義上的總量控制。
以浙江嘉善縣的例子來具體說明。嘉善縣是環(huán)境保護部確定的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)數據應用試點單位,現已形成覆蓋全縣的環(huán)境自動監(jiān)控網,這套環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)集成包括環(huán)保決策綜合信息系統(tǒng)、智能污染物總量控制系統(tǒng)、企業(yè)環(huán)境動態(tài)信息手機查詢系統(tǒng)、“12369” 多信息共享、多應用聯動系統(tǒng)等一整套體系。該體系可以對本區(qū)域內地表水、空氣、廢水、廢氣、噪聲及煙控區(qū)進行實時監(jiān)控,對數據進行自動采集、處理、轉發(fā)、報警,從而全面、及時、準確地掌握實時現場環(huán)境情況,對環(huán)境安全和污染事故提前預警。并且該系統(tǒng)還實現了排污單位的數字化管理,使環(huán)境監(jiān)管透明、高效。
當企業(yè)排放超過排放限值,系統(tǒng)會自動關閉閥門,使企業(yè)無法實施排污。當環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)數據報警時,排污單位通過無線終端查詢環(huán)保數據中心污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)的污染因子實時數據、小時數據等信息,使相關人員隨時了解企業(yè)排放口監(jiān)測數據、視頻信息,對企業(yè)排放情況做出判斷,提高環(huán)境監(jiān)察的預警和快速反應能力,使環(huán)保部門實現污染物排放“說得清、管得住、行得通”的排放管理新模式,并為污染減排和排污許可提供新的可計量技術手段。
當然,物聯網的整體發(fā)展還處在雛形階段,怎樣將物聯網技術更深入地與環(huán)保工作結合,怎樣使環(huán)保工作人員更熟練地掌握全新的系統(tǒng),怎樣將環(huán)保物聯網各個層次的成功經驗普及到更多的地區(qū)依然是擺在環(huán)保部門面前的難題,建成全覆蓋、全運轉、全應用、可持續(xù)的環(huán)境監(jiān)控體系之路任重而道遠。