智慧环保整体解决方案

智慧环保整体解决解决方案 1 智慧环保整体解决方案智慧环保整体解决方案 智慧环保整体解决解决方案 2 目目 录录 第一章第一章 项目概述项目概述 4 1 建设背景 4 2 建设目标 4 2 1 总体目标 5 2 2 具体目标 6 3 建设依据 7 3 1 环境相关标准规范 7 3 2 电子政务信息化标准规范 8 第二章第二章 需求分析需求分析 9 1 环保业务关系梳理 9 2 用户分析 10 2 1 园区管委会 10 2 2 园区企业 10 2 3 公众用户 10 3 数据建设分析 11 4 安全需求分析 11 4 1 数据安全 11 4 2 内外网隔离 11 5 现存问题 12 5 1 信息渠道单一 交换共享不足 12 5 2 数据来源广泛 集中程度欠缺 12 5 3 业务系统独立 协同能力薄弱 12 5 4 辅助决策缺乏 智慧化水平较低 13 5 5 信息公开度低 公众服务能力弱 13 第三章第三章 总体设计总体设计 13 1 建设思路 13 2 设计原则 15 3 设计依据 16 4 总体架构 18 5 业务架构 21 6 技术路线 22 6 1 基于物联网的智能感知 22 6 2 基于 SOA 的设计架构 22 6 3 基于 Web 服务的数据共享应用模式 22 6 4 GIS 多源数据服务共享 22 6 5 数据仓库 22 6 6 基于 Portal 门户系统建立智慧环保框架 23 第四章第四章 建设内容建设内容 23 智慧环保整体解决解决方案 3 1 环保数据统一标准集约平台 23 1 1 设计思路 23 1 2 建设目标 24 1 3 总体架构 25 1 4 逻辑架构 25 1 5 建设效果 28 1 6 建设内容 28 2 环境业务服务接口总线 34 2 1 设计思路 34 2 2 建设内容 34 3 企业及园区环境指标体系建设 监控及评价 35 3 1 设计思路 35 3 2 建设内容 37 4 企业环境数据报统应用平台 39 4 1 设计思路 39 4 2 建设内容 39 5 园区环保服务决策分析与指导支持平台 40 5 1 设计思路 40 5 2 建设内容 40 6 对外环保信息发布及监管平台 49 6 1 环境质量信息发布平台 49 6 2 手机端移动应用 50 6 3 环保政务网站 外门户 51 7 生态工业园区申建与发展平台 51 7 1 设计思路 51 7 2 建设内容 52 8 智慧环保建设保障体系 53 8 1 环境信息标准规范体系 53 8 2 环境安全保障体系 55 9 系统运行环境建设 57 9 1 网络拓扑图 57 9 2 网络搭建 57 9 3 基础地图数据 57 9 4 专用支撑平台 58 9 5 硬件平台 59 第五章第五章 建设清单建设清单 60 第六章第六章 附录附录 61 智慧环保整体解决解决方案 4 第一章第一章 项目概述项目概述 1 建设背景建设背景 环境保护是发展问题 也是民生问题 现阶段 我国环境保护工作取得了 积极进展 但随着我国经济的快速增长 资源 能源消耗的持续增加 环境保 护面临的压力越来越大 环境形势依然十分严峻 在面临巨大压力的同时 各 级环境保护部门都在积极探索新模式 新途径 以实现对环境和污染源的有效 监管 满足现阶段环境保护具体业务需求 党的十八大确立了建设 美丽中国 的伟大目标 国家对各级环保部门的工作效率和水平提出了更高的要求 利用现代化信息网络技术 破解当前生态环境保护体制机制难题 扭转环 境质量局部恶化趋势 使生态更美好 环境更优良 经济健康发展 这是 感 知环境 智慧环保 的首要任务 也是当前社会形势下利用技术手段推动环境 保护工作的重要和必要的方法 通过信息化的手段建立智慧环保综合应用平台 实现对各类污染源的智能监管 环境应急的有效处置 环保业务的快速流转已 经成为各级环保部门的必由之路 建立适应生态文明建设和环保事业发展要求的环境信息化管理体制 合理 顺畅的工作机制 环境信息网络覆盖全省 环境信息基础设施基本完善 环境 信息化与环保业务充分融合 环境信息资源得到合理开发 广泛共享和深度利 用 环境信息服务覆盖环境管理全业务 全流程 实现环保业务管理信息化 管理信息资源化 信息服务智能化 建成 智慧环保 体系 最终实现对生态最终实现对生态 环保园区建设以及持续提升的目标环保园区建设以及持续提升的目标 2 建设目标建设目标 长期以来 信息化建设普遍存在一种现象 即 信息化 成为若干 信息 化建设项目 之总和 虽然许多组织都强调这些项目都是由 总体规划 分步 实施 原则指导来进行的 这种 项目导向 的信息化建设方法 总是在企业 需求不断变化和 IT 技术快速发展的现实中陷入 力不从心 的境地 在信息化建设过程中 由于缺乏持续发展的系统理论和方法论 对如何将 理论知识和实际项目建设巧妙的结合在一起缺乏总体的研究和实践总结 导致 企业业务流程不畅 部门条块分割 多头管理和本位主义等现象严重 造成信 智慧环保整体解决解决方案 5 息孤岛和资源浪费 工业和信息化部原部长杨学山曾谈到 与西方发达国家比 国内的信息 化建设在硬件方面已经不相上下 在软件方面有 5 年的差距 在信息化管理方 面有大概 10 年的差距 在企业架构方面则有 20 年的差距 信息化战略规划的重要意义在于 信息化战略规划描绘了信息化建设的顶层设计 信息化战略规划搭建了业务与技术之间的桥梁 信息化战略规划制定了信息共享的统一标准 信息化战略规划策划了信息化建设的实施指南 生态环境大数据建设绝不是业务系统简单的堆砌叠加 而是业务的吸收 转化 重构 它属于信息化资源规范范畴 因此 为了更好的达到既定目标 建议本规划以信息化战略规划和企业架 构等方法论为支撑 以整个环保局的发展目标和发展战略 管控模式和业务流 程等为基础 结合环保行业信息化方面的实践和对信息技术发展趋势的把握 提出适合生态环境大数据的信息化战略 信息化策略 信息化建设蓝图和目标 实施策略和保障措施 风险控制等 2 1 总体目标总体目标 方案设计以 园区环境信息化建设规划 及 园区电子政务发展规划 为 指导 结合园区的环境管理模式 以构建园区 智慧环保 的理念和高度 从 业务整体框架的角度 全面整合 共享和利用现有的环境信息资源 综合运用 物联网 大数据 信息资源可视化 智能决策及预测 GIS 等新技术 提供与园区发展相适应的 智慧环保 建设思路及实施策略 通过项目的建设 提高园区环境信息管理水平 加强企业的自我约束和相互监督 构建生态文明 示范区 完善社会公众环保知情及监管架构设计 为园区居民创造一流的生活 环境 智慧环保整体解决解决方案 6 图 园区环保在总体建设 策略上应采取总体规划 分步实施 阶段见效 持续改进的方针 1 建设生态工业示范园区 2 实现对企业及园区指标体系建设 监控及评价 3 企业环保诚信平台 接口预留建设 4 环保大数据中心及可视化平台建设 5 园区环保报统及考核平台 6 园区环保服务体系建设及智慧环保决策平台 2 2 具体目标具体目标 2 2 1 完善标准规范建设 构建智慧环保基石完善标准规范建设 构建智慧环保基石 环境信息化建设必须坚持标准先行 急用优先原则 遵从环境保护部相关 标准 在项目建设中需要新建的 则建设地方标准 尤其在环保行业应用物联 网技术 云计算技术 需要有相应的标准和规范 智慧环保整体解决解决方案 7 2 2 2 建立数据资源云支撑 实现全局数据共享和宏观统计建立数据资源云支撑 实现全局数据共享和宏观统计 数据资源云支撑的建立 主要有两个大的功用 一是实现系统间的数据交 换共享 避免数据孤岛和数据重复建设 二是通过数据资源云支撑 构建起全 局级数据模型 对整个环境业务数据进行全局级的统计和分析 为领导宏观决 策提供数据支持 2 2 3 完善智慧环保业务应用 建设一体化特色应用完善智慧环保业务应用 建设一体化特色应用 针对当前环境保护的严峻形势 利用科技手段 实现环保业务管理信息化 管理信息资源化 信息服务智能化 建设环境监测 管理 监察 应急和服务 一体化 形成各类具有特色的业务应用 包括内网的 外网的 全局性的 科 室内的 全面提升环境监管能力 2 2 4 完善环境政务应用 提升业务协同与公众服务能力完善环境政务应用 提升业务协同与公众服务能力 建立统一的平台实现环保局政务信息的管理 电子政务的流转 协同办公 管理以及信息服务 进一步推进核心环境管理业务的信息化和业务协同 提升 政府服务能力 2 2 5 推动生态园区建设进程 持续提升产业生态系统的可持推动生态园区建设进程 持续提升产业生态系统的可持 续发展续发展 产业生态系统的可持续发展与其结构息息相关 因此对产业园区间的产业 企业进行生态系统的规划要与产业结构的调整 优化 升级结合起来 我国产 业结构调整与优化涉及两大方面 一是新型工业体系的构建和发展 二是传统 工业的改造和调整 在新型产业构建中必须以生态系统原理及其原则为依据进 行科学规划 构建新型产业生态系统优化模式 对传统产业也应该按照生态基 本原理和原则进行科学规划 促进传统产业结构的调整和升级 3 建设依据建设依据 3 1 环境相关标准规范环境相关标准规范 国务院关于印发 十三五 生态环境保护规划的通知国发 2016 65 号 国务院关于印发促进大数据发展行动纲要的通知国发 2015 50 号 智慧环保整体解决解决方案 8 生态环境大数据建设总体方案 生态环境监测网络建设方案 国发办 2015 56 号 生态文明体制改革总体方案 关于支持环境监测体制改革的实施意见 财建 2015 985 号 关于做好全国重点污染源监测数据管理与信息共享平台联网工作的通知 环境保护部环境监测司 排污许可证管理暂行办法 企业事业单位环境信息公开办法 环境保护部令第 31 号 国务院关于印发 十三五 国家信息化规划的通知国发 2016 73 号 先进的环境监测预警体系建设纲要 2010 2020 年 中华人民共和国环境影响评价法 主席令 第四十八号 排污许可证管理暂时办法 中华人民共和国环境保护法 国务院关于加强环境保护重点工作的意见 国发 2011 35 号 国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定 国发 2005 39 号 关于全面加强环境信息基础能力规范化建设的意见 环发 2010 87 号 3 2 电子政务信息化标准规范电子政务信息化标准规范 十三五 国家信息化规划 国家电子政务总体框架 国家信息化发展报告 信息化白皮书 关于进一步加强国家电子政务网络建设和应用工作的通知 信息安全等级保护管理办法 公通字 2007 43 号 智慧环保整体解决解决方案 9 第二章第二章 需求分析需求分析 1 环保业务关系梳理环保业务关系梳理 图 环保业务关系梳理 污染源从产生 许可 申报 监督监测到处理到最后注销 牵扯到 18 个环 保相关业务 各业务又隶属于不同的业务科室 并且与其它单位之间也存在着 业务往来 其具体相关关系如上图所示 由于环境信息化涉及多个业务部门 部门之间存在着复杂的关联和工作衔 智慧环保整体解决解决方案 10 接 要理清各业务及业务之间的需求 关联 流程 良好的需求调研工作必不 可少 因此信息化系统建设不是单纯的系统罗列 而是基于用户需求的基础上 的吸收重组和重构的过程 举例来说 基本每个环保业务都涉及对企业信息的要求 如果我们不将这 些需求分析重组 可能需要给每个业务处置提供一个企业信息平台 而这些信 息必然存在着重复建设 标准不统一的问题 通过分析 业务处室对企业信息的需求分步在企业生命周期的各个阶段 并且具有逻辑关联和通用的部分 因此 我们可以通过一个 企业环保全生命 周期平台 来为各业务处室提供信息 而无需建立多个企业信息平台 所以 建设需要加强前期的需求调研工作 不仅要了解表面的需求 更要 了解隐藏在业务背后的需求 这样才能保证设计的业务系统是可用的 实用的 易用的 2 用户分析用户分析 智慧环保体系用户分为三类 分别为 园区管委会 园区企业 社会公众 2 1 园区管委会园区管委会 区县环境保护局是系统的最主要用户群体 用户通过系统实现日常办公业 务的信息化 实现对污染源企业的环境数据采集及统计 实现对生态园区建设 持续发展措施及政策制定 决策 实现对企业的可持续政策服务指导 实现对 环境质量的监管 持续获取及完善报统数据结构 实现对环保数据 具体业务 信息的管理维护 从而提高工作效率 2 2 园区企业园区企业 企业用户主要关注与企业相关的信息 如企业基础信息 企业监测数据 企业建设项目审批数据 总量数据 排污申报数据等 2 3 公众用户公众用户 公众用户主要指互联网用户 公众用户主要通过系统行使对环境状况的知 情权 包括环境空气质量 环境水质 环境法规 环境新闻公告等 智慧环保整体解决解决方案 11 3 数据建设分析数据建设分析 数据是信息化建设的基础 智慧环保建设的数据建设需求如下 1 数据标准建设需求 数据标准建设需求 对于多源 形式多样的环境数据 统一的数据标准可以避免数据重复性建 设和数据歧义 最大限度的减少应用集成的复杂度 数据标准应包括数据编码 标准 数据分类标准 元数据标准 数据交换共享标准等 2 数据整合加工需求 数据整合加工需求 环境信息化所需数据是多样化的 多种形式的 包括了基础地理数据 监 测数据 基础数据等 这些原始数据是无法直接应用的 需要根据相应的数据 标准对其进行整合加工 形成规范的数据类型和格式 3 数据统一管理维护需求 数据统一管理维护需求 时效性是数据的一个重要特征 对于环境数据来说 无论是基础地理数据 还是各类业务数据 时效性要求都比较高 如何保证数据的时效性 即数据的 及时更新维护 是园区管委会的一个重要需求 4 数据共享及可持续发展需求 数据共享及可持续发展需求 避免数据重复性建设 实现数据的充分共享和复用是信息化建设的一个目 标 同时也是一个重要需求 4 安全需求分析安全需求分析 4 1 数据安全数据安全 数据是系统运行的基础和血液 数据的安全是系统稳定运行的关键 本项 目中的基础地理数据 业务数据都是安全保密要求较高的数据 数据的安全考 虑包括数据存储的安全性以及数据不受外部入侵 4 2 内外网隔离内外网隔离 环保部分业务系统运行于园区管委会内网 与因特网是物理隔离的 同时 部分系统又需要公开在公网上 以便于公众的访问 因此要充分考虑内外网隔 离及安全性 智慧环保整体解决解决方案 12 5 现存问题现存问题 5 1 信息渠道单一 交换共享不足信息渠道单一 交换共享不足 环境信息资源分散在各个相关科室 部门 如总量办掌握着污染源总量信息 辐射处掌握着放射源信息 监察大队掌握着执法信息 监测站掌握着实验室监 测数据等 科室 部门数据之间没有很好地共享 部门之间在使用数据时采取了 比较初级的纸质交换方法 没有形成环境数据的自动传输与交换 在环保系统 内部 环境信息和数据的获取和使用也没有做到完全统一 完全的数据共享 缺乏数据标准支撑 没有统一的数据中心 科室 部门之间信息资源相对封闭 环境信息资源 信息孤岛 现象越来越显现 环境信息资源的整合 规范及统 一应用需求越来越强烈 5 2 数据来源广泛 集中程度欠缺数据来源广泛 集中程度欠缺 目前 环境基础数据和业务数据均分布在不同的环境管理部门 或者即使 在同一个部门 数据也是分散在不同的业务科室 这就造成了环境数据资源不 集中 缺乏数据唯一性 从而给环境数据的整合和应用带来了一定的困难 除此之外 环境监测部门的数据大多以纸质数据为主 信息化程度较低 数据的存储和传输大多靠移动存储设备来完成 给数据资源交换 共享以及后 续的数据处理和分析等工作造成了很大的不便 5 3 业务系统独立 协同能力薄弱业务系统独立 协同能力薄弱 智慧环保 建设需要各个部门协同配合 共同实现各项功能 即需要发 挥的功能范围为既有横向的 也有纵向的 既有块状的 也有线状的 而环保 部门下属的众多业务部门都有各自的职能范围 其使用的业务系统多根据各自 的业务流程而设计 缺乏全局性的思考 造成决策层无法从各个部门提供的业 务信息中把握整体情况 各个业务部门之间的业务管理没有从 智慧环保 全局角度进行梳理 业 务流程没有打通 业务部门壁垒分明 业务系统也是割裂的 形成一个个 业 务孤岛 信息资源以各种形式分散存在 各自管理 造成了信息资源共享程度 低 共享困难 信息资源缺乏有效的整合挖掘 信息利用率低 对 智慧环保 整体的管理 决策没有起到很好的支撑作用 智慧环保整体解决解决方案 13 5 4 辅助决策缺乏 智慧化水平较低辅助决策缺乏 智慧化水平较低 现阶段我国大部分地区建设了环境自动监测体系和环保业务应用系统 取 得了一定的成绩与经验 但多以环保业务管理系统为主 功能多集中在业务流 程的实现 业务数据的查询统计分析 业务成果的展示等方面 而在环境保护 宏观决策上 在对社会和公众服务方面提供的支持还很欠缺 环境业务信息系统积累了大量的环境监测监控数据 但多为监测站和监控 站点的监测监控数据 这些数据在系统中的功能主要是实现数据的统一管理 数据的超标预警 空间属性联动 查询统计分析 报表图表展示等功能 在环 境评价 环境预警 环境质量和污染源之间的关系这些方面 没有对应的分析 挖掘功能和系统 空有大量的数据 却停留在原始数据收集展示的层面上 无 法做到智慧化的分析与发掘 为环保决策提供支持的能力明显不足 5 5 信息公开度低 公众服务能力弱信息公开度低 公众服务能力弱 环保部门的业务信息系统主要是针对单位内部的业务需求设计开发 信息 系统的针对性和专业性较强 信息对外的公开程度低 信息发布渠道单一 公 众找不到便捷的渠道获取更加全面的环境信息 公众如果需要了解更多的环境 信息 只能到环保部门办公地点去申请查询 与当前信息化时代不相适应 政府环保公共服务能力有待于进一步提高 政府部门在环境保护方面更多 地关注于执法和监管 对社会 企业 公众的服务能力往往被忽视 通过 智 慧环保 的建设与应用 全面提升环境保护服务公众的能力 让 智慧环保 的建设成果让全社会共享 第三章第三章 总体设计总体设计 1 建设思路建设思路 1 1 以标准化为纲 促进系统建设规范化 以标准化为纲 促进系统建设规范化 智慧环保 体系的建设与发展必须加快制定统一的环境信息标准规范 大力推进标准的贯彻落实 对多年的环境数据进行整合 梳理出明确规范的编 码体系和数据规则 再通过对历年业务数据的收集和整理 归纳并建立统一规 范的环境数据标准和信息管理体系 各业务系统的建设应遵循统一的标准规范 智慧环保整体解决解决方案 14 各级环保部门的 智慧环保 体系建设应以环境数据中心建设为契机 开 展环境信息化地方标准的研制工作 在进行标准体系建设时 要考虑与国家环 境信息化标准的结合 并结合地方环境信息化的现状 重点进行数据和管理规 范的建设 2 2 以数据流为轴 提高信息资源共享的水平和能力 以数据流为轴 提高信息资源共享的水平和能力 应严格遵循环境保护行业标准和环境信息化标准 以多维 立体化的思维 模式 从数据库架构升级 数据结构改善 数据字典规范化 数据内容核准与 筛选 4 个方面入手 对原有数据库架构和数据结构进行升级改造 确保数据的 准确性 唯一性 全力打造出科学完善的数据模型体系 为监测信息化的高级 应用提供根本的数据保障和技术支持 通过数据中心建设 形成各级环保部门的环境信息资源目录体系 推动数 据共享机制的建立 构建环境信息资源共建共享技术指引 逐步形成各级环保 部门的环境信息统一编码规则和元数据库数据字典 在数据中心建设过程中 应开展信息资源规划 以污染源全生命周期管理 总量减排等为主线 进行数据的梳理整合 构建全域数据模型 在 环境信息 分类与代码 标准的约束下 生成全域数据模型 全域数据模型主要用以指导 支撑各级环保部门的环保局各类业务系统数据模型的设计 逐步深化并持续改 进 3 3 以顶层设计为本 破解业务系统建设偏失 以顶层设计为本 破解业务系统建设偏失 将 智慧环保 体系建没涉及的各方面要素作为一个整体进行统筹考虑 在各个局部系统设计和实施之前进行总体架构分析和设计 理清每个建没项目 在整体布局中的位置 以及横向和纵向关联关系 提出各分系统之间统一的标 准和架构参照 可引入先进成熟的联邦事业架构 FEA Federal Enterprise Architecture 电子政府交互框架 e GIF e Government Interoperability Framework 面向电子政务应用系统的标准体系架构 SAGA Standard and Architecture for e Government Application 等理论框架为指导 对各级环 保部门的环保业务系统进行分析 确保 智慧环保 体系方向正确 框架健壮 确保各业务系统边界明确 流程清晰 同时 项目建设不应急于求成 而要按 照 再现 优化 创新 三段式发展 循序渐进地推动各项业务应用系统的标准 智慧环保整体解决解决方案 15 化和规范化 最终达到通过信息技术支持行政管理机制创新和变革的效果 4 4 以流程规范为重 通过整合与重构推进业务协同 以流程规范为重 通过整合与重构推进业务协同 传统环境管理方式中的职责不清 工作流程随意性大的是制约环境信息化 发展的重要管理因素 智慧环保 离不开业务流程的优化 某种程度上讲 智慧环保 伴随的流程再造过程 是变 职能型 为 流程型 模式 超越 职能界限的全面的改造工程 如果环境管理业务流程不能事先理顺 不能优化 就盲目进行信息系统的开发 即便一些部门内部的流程可以运转起来 部门间 的流程还是无法衔接的 各级环保部门的的 智慧环保 体系建设 应充分重视业务流程的梳理和 规范化的作用 以标准 规范的工作流程逐渐替代依赖个人经验管理环境事务 的方式 一方面对已有的应用系统要进行深入整合 实现重点业务领域的跨部 门协同 另一方面随时适应各级环保部门的环保局组织体系的调整 重构一些 重大综合应用系统 特别是面向公众的一些社会管理 公共服务的系统 提高 公共服务能力和社会化管理水平 5 5 以数据挖掘和模型技术为径 提升综合决策能力 以数据挖掘和模型技术为径 提升综合决策能力 引入先进的模型技术 构建环境模型模拟与预测体系 利用环境信息感知 平台获取的数据 为环境管理提供模拟 分析与预测 升级空气质量集成预报 系统 形成臭氧和 PM2 5 的业务预报能力 开发基于地理信息系统的各级环保 部门的重要湖库和河流水质综合评价和预警系统 建设污染源排放清单数据平 台 实现大气和水污染源数据的动态更新 通过环境时空数据挖掘分析 开展环境经济形势联合诊断与预警分析 以 及基于 社会经济发展 污染减排 环境质量改善 的环境预测模拟 开展环 境形势分析与预测 识别经济社会发展中的重大环境问题 开展环境规划政策 模拟分析 探索建立各类政策模拟分析模型系统 实现环境税 排污收费 排 污权交易 生态补偿 价格补贴等手段对经济社会的影响的预测 开展环境经 济政策实施的成本分析 开展环境风险源分类分级评估 环境风险区划等工作 支撑环境风险源分类分级分区管理政策的制定 2 设计原则设计原则 十三五 期间 环保信息化将贯彻生态文明理念 围绕 智慧城市 建 智慧环保整体解决解决方案 16 设目标 按照 提升环境质量 促进发展转型 的总体要求 以业务需求 信 息惠民为导向 全面推进 智慧环保 建设 逐步实现环境保护感知更全面 传输更快捷 应用更智能 服务更高效为目标 按照 规划引领 整体推进 统一标准 规范建设 需求导向 突出绩效 创新驱动 协同共享 的原则 在完善 一中心 两平台 三应用 信息架构的基础上 十三五 期间 着 力推进环保 一朵云 一张图 三个智慧 一朵云一朵云 环保云 实现环保 环保云 实现环保 信息化基础设施 数据 应用等资源的高效整合 形成动态的 可扩展的资源信息化基础设施 数据 应用等资源的高效整合 形成动态的 可扩展的资源 共享平台和安全可靠的运维管理体系 共享平台和安全可靠的运维管理体系 一张图一张图 环保地图 是以数据中心 环保地图 是以数据中心 为依托 完善地理信息数据库 实现环境质量评价 污染源监管等信息的可视为依托 完善地理信息数据库 实现环境质量评价 污染源监管等信息的可视 化 化 三个智慧三个智慧 智慧监测 智慧监管 智慧门户 是基于物联网 移动互 智慧监测 智慧监管 智慧门户 是基于物联网 移动互 联网和遥感 云计算架构等技术 完善生态环境监控网络 建成环境监控平台 联网和遥感 云计算架构等技术 完善生态环境监控网络 建成环境监控平台 并实现对污染源 风险源全生命周期管理 对重点区域环境质量进行评估 提并实现对污染源 风险源全生命周期管理 对重点区域环境质量进行评估 提 高污染溯源和突发环境事故处置水平 提高门户网站服务能力 基于大数据实高污染溯源和突发环境事故处置水平 提高门户网站服务能力 基于大数据实 现个性化推送服务和双向交流 现个性化推送服务和双向交流 1 服务需求 应用主导 服务需求 应用主导 智慧环保建设与发展必须紧密结合环境保护工作的业务需求 从业务管理 的实际需求出发 积极营造信息化保障环境 促进环保事业健康发展 2 统筹兼顾 持续建设 统筹兼顾 持续建设 环境信息化建设不可能一蹴而就 平台建设要在统一规划下 兼顾当前急 需与未来扩展 设计上要有很强的开放性和扩展性 有步骤的持续性建设 3 整合资源 协同共享 整合资源 协同共享 智慧环保的建设与发展必须充分利用已有的网络基础 业务系统和信息资 源 加强资源整合 发挥投资效益 避免信息孤岛 使有限的信息资源发挥最 大效益 实现 一源多用 体现相关业务系统之间的环境资源共享与协同工作 4 充分借鉴 集成创新 充分借鉴 集成创新 项目建设需要充分借鉴省内外城市及生态园区环保平台的建设经验 取其 精华去其糟粕 采用先进成熟的技术标准和方法 并根据本地实际因地制宜 智慧环保整体解决解决方案 17 建设一个技术先进 具有本地特色技术先进 具有本地特色的智慧环保 3 设计依据设计依据 国家电子政务总体框架 中国信息化发展报告 信息化白皮书 国务院关于加强环境保护重点工作的意见 国发 2011 35 号 国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定 国发 2005 39 号 国家环保部信息化能力建设 十二五 规划 环境信息化能力建设技术指南 全国环保系统环境信息机构规范化建设标准 关于全面加强环境信息基础能力规范化建设的意见 环发 2010 87 号 先进的环境监测预警体系建设纲要 2010 2020 年 环境信息标准化手册 环境信息系统集成技术规范 环境数据库设计与运行管理规范 环境信息术语 环境信息分类与代码 智慧环保整体解决解决方案 18 4 总体架构总体架构 图 总体架构 依据国家对智慧环保总体设计以 统一架构 统一体制 统一支撑 统一 管理 为基本思路 通过整合现有信息资源 统一建设感知 通信信息基础设施 物联网专用网络 应用支撑平台等基础设施 遵循分建共享原则 统筹部署感 知设备 避免重复建设 重视环境信息的共享和业务的协同 逐步实现各类信 息的整合集中与共享 智慧环保体系着眼于提升环境管理效率 节约环境管理 成本 在需求最迫切 最易实现的领域开展智慧应用重点项目建设 以点带面 智慧环保整体解决解决方案 19 重点推进 同时加强安全意识 严格执行国家 省颁布的安全保密规定 保证 信息安全 从建设内容的角度 主要包括 智慧环保建设保障体系 感知层 云支撑层 应用层和政务服务层建设 保障体系 环境信息化建设必须坚持标准先行 急用优先原则 遵从环境 保护部相关标准 在项目建设中需要新建的 则建设地方标准 尤其在环保行 业应用物联网技术 云计算技术 需要有相应的标准和规范 主要包括环境信 息标准规范体系建设及环境安全保障体系建设 保证系统应用安全 决策有理 有据 有规范标准做参考 感知层 利用任何可以随时随地感知 测量 捕获和传递信息的设备 系 统或流程 通过环保专网 运营商网络 结合 4G 卫星通讯等技术 将个人电 子设备 组织和环保信息系统中存储的环境信息进行交互和共享 实现对环境 质量 污染源 生态 辐射等环境因素的 更透彻的感知 更全面的互联互通 云支撑层 以云计算 虚拟化和高性能计算等技术手段 整合和分析海量 的跨系统 跨行业的环境信息 实现数据的实时处理 海量存储 深度挖掘和 模型分析 实现 更深入的智能化 应用层 以云支撑层所提供的各种基础数据服务 GIS 云服务 业务数据 服务 目录服务等为基础 通过业务协同 信息共享 访问控制等为智慧环保 应用层中环境监测监控平台 环境监察及应急平台以及业务管理及服务平台中 所涉及的各类各科室应用系统以及业务系统提供支撑 为环境质量 污染防治 生态保护 辐射管理等业务提供 更智慧的决策 服务层 利用云服务模式 建立面向对象的业务应用系统和信息服务门户 主要包括智慧环保政务门户 办公自动化 信息发布公众服务 沙盘环境政务 信息展示等 为环保部门 企业及公众提供统一的智慧环保入口 为行政办公 领导提供 更便捷有效的管理 目前园区环保在总体设计的原则基础上 依据现有园区管委会环保监管业目前园区环保在总体设计的原则基础上 依据现有园区管委会环保监管业 务范围应将建设重点 首先集中在数据统一标准集约平台 数据交换接口总线 务范围应将建设重点 首先集中在数据统一标准集约平台 数据交换接口总线 企业报统数据应用平台 园区环保顶层业务应用交换平台 决策分析与指导支企业报统数据应用平台 园区环保顶层业务应用交换平台 决策分析与指导支 持平台 园区环保治理建设报统平台 对外环保信息发布及监管平台 生态工持平台 园区环保治理建设报统平台 对外环保信息发布及监管平台 生态工 智慧环保整体解决解决方案 20 业园区申建与发展平台 以上平台的建设会将数据 应用 对外数据交换及申业园区申建与发展平台 以上平台的建设会将数据 应用 对外数据交换及申 报接口 环保信息发布 指标体系建设与维护 统筹思维建立上层指导性建设 报接口 环保信息发布 指标体系建设与维护 统筹思维建立上层指导性建设 必将在长期业务开展 数据积累的同时 将平台的任务会发挥至对系统的有依必将在长期业务开展 数据积累的同时 将平台的任务会发挥至对系统的有依 据计划建设周期 有效避免对环保系统建设的同时出现据计划建设周期 有效避免对环保系统建设的同时出现 头痛医头 脚痛医脚头痛医头 脚痛医脚 的弊病 并随着环保感知技术 国家环保标准提升的同时 最大限度避免系统的弊病 并随着环保感知技术 国家环保标准提升的同时 最大限度避免系统 重复建设的问题 重复建设的问题 卓朗智慧环保整体解决解决方案 21 5 业务架构业务架构 图 业务架构 卓朗智慧环保整体解决解决方案 22 6 技术路线技术路线 6 1 基于物联网的智能感知基于物联网的智能感知 环保物联网技术是指通过各种传感设备 传感器 射频设备技术 全球定 位系统 红外感应器 激光扫描等 采集声 光 热 电 位置等各种信息并 与互联网 无线专网进行交互传输信息的一个巨大网络 能够实现物与物 物 与人的网络连接 识别 管理和控制 6 2 基于基于 SOA 的设计架构的设计架构 SOA 是基于开放的 Internet 标准和协议 支持对应用程序或应用程序组件 进行描述 发布 发现和使用的一种应用架构 通过 SOA 开发者可以对不同 的服务或功能进行组合以完成一系列的业务逻辑与展现 最终可让用户像使用 本地桌面业务组件一样方便地调用服务或功能等各种资源 6 3 基于基于 Web 服务的数据共享应用模式服务的数据共享应用模式 Web 服务是一种革命性的分布式计算技术 它使用基于 XML 的消息处理 作为基本的数据通讯方式 消除使用不同组件模型 操作系统和编程语言的系 统之间存在的差异 使异构系统能够作为计算网络的一部分协同运行 平台对外的数据共享模式将主要基于 Web Service 方式实现 达到跨平台 异构多源数据的访问和互操作 6 4 GIS 多源数据服务共享多源数据服务共享 建立 GIS 服务引擎 对外提供各类地理数据服务 不仅为数字地理空间框 架 提供的各类数据服务 还包括三维地图服务 GIS 分析服务 专题图服务 等 实现 GIS 的 一张图 6 5 数据仓库数据仓库 信息技术与数据智能大环境下 数据仓库提供了许多经济高效的计算资源 是一个面向主题的 集成的 相对稳定的 反映历史变化的数据集合 为前端 查询和分析作为基础 用于支持管理决策 系统利用数据仓库技术 实现数据 集中整合 分析展现 高级应用 信息描述 质量保障和数据移动 卓朗智慧环保整体解决解决方案 23 6 6 基于基于 Portal 门户系统建立智慧环保框架门户系统建立智慧环保框架 基于统一认证与单点登录建立环保门户 将各类环保信息化系统有效组织 到一起 第四章第四章 建设内容建设内容 1 环保数据统一标准集约平台环保数据统一标准集约平台 数据统一标准集约平台是要建设一个集中统一的环境数据资源中心 中心 将 数据模型建设标准 数据交换的标准 信息输出的标准等在平台上建设制定 及维护的环境 环境数据资源云中心是集中管理环境业务部门数据的系统 它 是在现有信息化建设基础上 根据统一规范 标准 整合和集成各种环境业务 数如环境质量数据 污染源监管数据 安全防控数据 实验室监测数据 排污 许可数据 总量控制数据 辐射信息数据 危废数据 信访数据 建设项目管 理数据 地理数据 行政管理数据和基础支撑数据 经过分析 挖掘等处理 构建环境信息资源数据的存储中心 管理中心 共享服务中心和决策中心 创 造一个环境信息资源的 云 集成后的平台可支撑海量环保管理数据 可提供 污染源信息综合查询 为环境综合管理提供查询 统计 分析等服务 利用云 计算模型实现各种信息的交流和共享 环境管理的决策和分析 该数据资源云 中心 具有较高的安全性 稳定性和服务连续性 具有智能化的数据自容错与 恢复功能 图 数据规划管理 卓朗智慧环保整体解决解决方案 24 1 1 设计思路设计思路 1 梳理现有信息建立标准体系 梳理现有信息建立标准体系 依托环保行业内各系统提供的基础信息数据 结合国家相关标准梳理出资 源目录体系 2 划分存储区域科学管理数据 划分存储区域科学管理数据 针对各种业务数据 划分不同的数据存储区域 为环境业务系统提供数据 存储管理的环境 3 数据实时交换资源分级授权 数据实时交换资源分级授权 构建数据交换中心 以满足监管企业 环保各部门间 上下级单位和公众 的数据共享交换 4 构建信息平台 构建信息平台 辅助政府决策辅助政府决策 在海量数据基础上 构建面向主题的分析模型 提供多维数据分析 为领 导决策提供支持 1 2 建设目标建设目标 数据集中统一管理和使用 有效支持业务发展需要 确保全区环保数据的高质量和一致性 为统计分析提供有效保障 以业务需求驱动数据架构的发展 数据架构具备可扩展性 能够适应业 务未来发展对数据的需求 提供对全区环保数据的标准化维护管理 提高对数据的维护管理水平 数据架构和应用系统技术无关数据架构和应用系统技术无关 数据架构可以适应未来技术的发展 通过信息资源规划 制定行业数据标准通过信息资源规划 制定行业数据标准 建立环保数据中心模型 实现 数据环境的统一规划 统一设计与统一管控 通过主题数据仓库的建设 提供实时 标准化的数据资源 支撑各类业 务系统的数据应用 实现环保范围的数据集成 消除数据孤岛 初步构建环境 数据云平台 通过数据仓库的建设 实现实时指标监控 多维分析 业务报表 GIS 等数据表现形式的整合 面向业务部门与领导提供综合分析应用 卓朗智慧环保整体解决解决方案 25 通过元数据管理系统 数据质量管理系统的建设 并配套相关的制度 实现数据管控体系的建设 1 3 总体架构总体架构 图 数据资源中心总体架构 数据资源中心按照统一数据源接口标准 从业务系统数据源 在线监测 动态管控 安全防控 自行监测 移动执法等 中进行抽取 转换 加载 按 照环保数据中心的不同应用需求 形成不同信息存储 并进行访问控制管理 数据使用部分为各级领导 业务人员以及相关业务系统提供上层的各种应用 实现综合查询系统以及数据共享的需求 1 4 逻辑架构逻辑架构 逻辑架构如下图所示 卓朗智慧环保整体解决解决方案 26 数据源1 数据源3 ETL1 数据仓库 元数据管理 OLAP分析 和 前端展现 WEB服务 数据源2数据交换 图 数据资源中心逻辑架构 1 数据源和数据获取方式 数据源和数据获取方式 数据源是指为数据中心提供数据的部分 具体包括 环保部门的相关业务 系统 对于一些对安全性要求不高的业务系统如污染源信息发布 环保门户网站 等 可直接采用 ETL 工具进行数据抽取 对于一些对安全性要求较高的业务系统如自动监测 动态管控 安全防控 等 需要通过 WEB 服务的方式获取数据 2 数据仓库 数据仓库 数据仓库是数据中心内的核心数据存储区域 它包含一个相对稳定的 企 业级的数据仓库数据模型 支撑大部分应用 这些数据按主题存放 数据粒度 等同或粗于 ODS 存放企业级的当前数据及历史信息 数据在线存储的周期通 常比较长 数据仓库中所存数据是基于主题域 高度集成 高质量的 按一定 频率更新 保留时间窗比较长 并按需求建立一定粒度汇总的数据 3 OLAP 分析和前端展现分析和前端展现 一般来说 OLAP 分析和前端展现包括如下内容 统计报表 通过报表工具实现预定义报表的自动生成和分发 并能够灵活 的实现用户自定义报表的功能 即席查询 通常即席查询的功能会涉及准实时的业务信息 可以由 ODS 区 提供此类应用 通过即席查询工具 不需要非常专业的 SQL 知识即可完成业务 信息的即席查看 OLAP 分析 利用 OLAP 分析工具 配合设计良好的 OLAP 数据模型 可 卓朗智慧环保整体解决解决方案 27 以完成业务人员对业务的分析需求 联机分析的手段包括各种图形和表格的表 现 以及在其上进行的多维度的交叉分析 帮助用户快速定位和解决问题 4 数据挖掘 数据挖掘 用户获取有用信息的能力体现了数据仓库系统的价值 通过数据挖掘 企 业原是数据中的有用信息将被探测出来 可使用自动化或半自动化的工具进行 分析 数据挖掘应用根据专题的不同可采用自顶向下或自底向上的方法 分别 适应假设验证和知识发现型的应用 内 门 户 综合查询系统 元 数 据 引擎 在线监测自行监测动态管控安全防控 移动执法 数据质量管理 技术元数据管理 业 务 元 数 据 管 理 决 策 分 析 数 据 共 享 数 据 缓 冲 ETL 数据仓库 图 系统实现数据流图 卓朗智慧环保整体解决解决方案 28 1 5 建设效果建设效果 图 建设效果 1 6 建设内容建设内容 1 数据整合集成数据整合集成 环境数据资源云中心是将零散 无序的数据进行有机整合 由于数据资料 类型不同 来源不同 需首先收集整理归纳 然后进行数据的审核保证数据的 准确性 在系统建成之后 需要将基础数据资源进行系统初始化 无论基于哪 种数据来源 必须保证数据的完整性和准确性 1 数据采集 数据采集 与各业务科室系统及其它平台形成数据采集机制 对各业务科室 其它平 台不同类型数据库可以接入到数据中心 国发系统对接国发系统对接 中心应与国发系统进行无缝对接 如 十二五 环统系统 排污申报系统 将数据导入到其中 可直接获取重点企业相关信息 这些数据是准确的 由此 可建立基础的企业信息台账 已有数据已有数据 对已有的任何形式的存储数据都能够导入到云中心里来 如 Excel 表格导 卓朗智慧环保整体解决解决方案 29 入 WORD 导入 XML 导入 数据库导入以及其它存储介质数据导入等方式 对于纸质数据等没有电子化的数据采取手工录入的方式 环保业务内部数据共享环保业务内部数据共享 与各个环保系统进行数据对接 如在线监测 移动执法 实验室监测管理 系统 自行监测等系统 进行数据共享 外部数据外部数据 与安监局 公安局和消防局等部门建立数据交换 实现不同部门之间的协 作和应急联动 2 数据抽取 数据抽取 对业务部门的数据按照一定的规则进行筛选和抽取 通过 ETL 模块将源数 据通过并行抽取的方式快速的导入到分布式数据集市中存储 同时存储在数据 集市的数据也可以通过并行的方式导出到关系型数据库中便于进一步的对数据 进行分析处理 3 数据质量控制 数据质量控制 从各业务部门采集共享数据后 对数据分类 过滤 转换 规整 对数据 进行数据比对 冲突检测处理并入各级数据中心数据仓库或数据库 4 数据转换 数据转换 建立业务部门数据与标准规范数据的转换映射关系和转换规则 将业务部 门的数据转换为符合标准规范的数据 5 数据整理 数据整理 对缓存数据库中的各业务部门数据进行比对 清洗 检查数据冲突 对数 据进行审核校验 确保数据一致性 完整性 6 数据交换 数据交换 实现环保局业务科室与数据中心之间 其它系统与数据中心之间的数据交 换业务 形成高效 安全 可靠 稳定的数据交换网络 提供定时批量 实时 按需的数据交换 提供点对点 一对多的数据交换支持 支持基础和共享数据 的更新维护模式 对数据交换进行管理和监控 2 环境中心数据库环境中心数据库 环境中心数据库包括各类主题的数据仓库和以及经梳理出的各类专题的数 卓朗智慧环保整体解决解决方案 30 据集市 A 数据仓库数据仓库 环境中心数据库建立在政务中心服务器上 以数据仓库的形式表现 主要 是管理环境数据资源 建立标准数据体系 形成统一的数据库体系 包括以下 数据库 1 基础数据库 整合各种环境相关的业务数据 统一为标准的数据结构 2 主题数据库 针对各种业务系统划分不同的主题数据 如污染源台账 主题 环境质量分析主题 污染源分析主题等 为业务系统提供数据存储管理 的环境 3 空间数据库 针对地理信息数据 建设空间数据库 实现对地理数据 的存储与调用 4 元数据库 存储环境基础数据库与环境数据仓库的元数据 并提供各 类元数据检索功能 通过环境中心数据库的建设实现数据传输和信息共享的基础 满足环境保 护局内部不同部门间的数据共享要求 在环境数据中心数据库上 对环境数据进行高效智能挖掘 打破环保各业 务系统之间的隔阂 优化环保信息资源结构 为各项环保业务提供一个统一的 数据支撑基础平台 切实提高各信息系统运作和各业务工作的效率 为领导决 策提供信息支持 为企业和社会提供更好的数据服务 使环境监督管理由被动 管理型向主动服务转变 由粗放定性型向集约定量型转变 由单一封闭管理向 多元开放管理转变 最终实现对环境的 科学 严格 精细 长效 管理 最 终提升环境管理的整体水平 在建设过程中 通过数据查询 发布 资源目录 决策支持等数据应用 服 务方式 将经过数据挖掘技术中心的整理 分析后的各类环境信息提供给局领 导 各业务部门 社会公众及其他政府部门等具有不同数据需求的用户使用 在中心数据库这一层汇集所有环境数据及业务数据库的数据结构 对其进 行标准化建设 形成面向主题的环境中心数据仓库 建成环境中心数据库 按 照标准化后的环境中心数据库的需要 定期