智慧环保大数据应用建设方案

智慧环保大数据建设方案----从感知环境到科学决策1国内外环保大数据应用情况中国环保大数据新兴起步百度上线“全国污染监测地图”，可以在线查看自己所在区域的污染源情况。内蒙古环保厅与联通合作，共同打造内蒙古重污染天气预报预警体系。重庆环保产业投资建设集团以政府、企业和公众为服务对象，探索政府向社会购买环境服务的商业模式。美国政府的环保大数据应用初见成效2009年启用DATA.GOV门户网站，提供所有行政部门大数据，可供再次开发利用。美国环保局（EPA）建设大数据系统，包含了80多万台受环保局监管的大气固定污染源、污水排放源及有害废物产生与处理设施的情况，实现了在全国范围内对污染物的管理。惠普利用其Vertica分析平台（Vertica

Analytics

Platform），对四大洲16个点位高达30TB的生物多样性和气候数据进行了收集、管理和分析，帮助科学家准确掌握全球热带森林的生物多样性丧失情况。DATA.GOV政府门户网站重污染天气预报预警2我国环保行业政策背景2015年7月，习近平总书记明确指出，要推进全国生态环境监测数据联网共享，开展生态环境大数据分析；李克强总理强调，要在环保等重点领域引入大数据监管，主动查究违法违规行为2016年1月，发改委印发《“互联网+”绿色生态三年行动实施方案》，推动互联网与生态文明建设深度融合，完善污染物监测及信息发布系统，形成覆盖主要生态要素的资源环境承载能力动态监测网络，实现生态环境数据的互联互通和开放共享2016年3月，环保部印发了《生态环境大数据建设总体方案》,方案指出要充分运用大数据、云计算等现代信息技术手段,全面提高生态环境保护综合决策、监管治理和公共服务水平，加快转变环境管理方式和工作方式环保行业政策密集出台数据来源不全采集设备部署不全各地方建设程度差异数据整合不足系统建设零散各系统之间未打通政府管理决策困难数据管理问题造成政府在监管、执法和决策时没有依据社会和公众的渴望公众希望政府公开环保数据各行各业对数据开放的需求3当前我国环保行业面临的挑战环保必须靠数据来说话需求分析第一章技术方案第二章商务模式第三章目录Contents1环保信息化建设现状各地已建成多套环保信息系统，但是对大气、水文、化工污染的监控不完善。省、市、县环境职能管理机构和监察大队人数众多，但移动执法手段缺失。省级环保厅下设水处、大气处、监测与信息处、环境监察处、执法稽查总队、固废中心、环境监测中心、信息中心等单位。烟囱式信息化建设，资源浪费、信息孤岛，不利于环保统一管理。组织机构基本概况建设现状公务人员管数据共享缺失管理流程待完善协顺合统财各市、县缺少协同管理界面模糊投资效率低平台分散建设…2环保信息化的问题及难点需求分析第一章技术方案第二章商务模式第三章目录Contents

建设原则顶层设计、应用导向-顶层设计开放-创新应用全面-基础架构灵活开放共享、强化应用-业务创新管理创新

模式创新健全规范、保障安全数据准确性数据一致性数据真实性分步实施、重点突破环境影响评价

环境监测

环境应急

环境信息用数据管理用数据决策用数据服务----参考国家环保部环办厅[2016]23号文建设目标环保大数据----建设原则和建设目标构建覆盖全省的环保专网组建一张网络省、市、县环保管理工作流程政府-企业执法监管流程优化两级流程环保云平台大数据管理平台大数据应用平台构建三套平台环境在线监控环境污染执法宏观决策研判环保公众服务输出四重应用①②③④

联通公司与环保厅深度合作，将分别从4个方面提升政府环保服务能力！总体建设方案水环境管理大气环境管理监察执法管理环保云大数据管理大数据应用公众服务应急指挥管理数据采集系统业务库数据服务控件库数据模型数据交换通用计算云高性能计算云视频监控云化工污染管理网络感知水大气大数据建模（环境影响评价）宏观决策存储云化工公安气象交通住建固网+无线+物联网环境监管第三方平台视频监测污染源在线监测环境质量监测化工污染监测公众服务宏观决策执法管理运维管理安全管理政务云上级平台运维与安全外部接口规划旅游数据标准体系总体架构智慧环保技术路线方案描述通过专线构建环保专网，连接云-省-市-县建设“两地三中心”，双活云平台+原省环保厅平台，既保护已有投资，也确保平台稳定运行。采用混合云建设模式，前端数据采集以公有云方式接入，后端数据分析、应用以私有云方式提供安全服务。构建环保专网，实现省市互联M-HLRM-SMSCM-GGSNMSC/VLRGERANUTRANMGWSGSNSGW业务能力网络层终端感知控制中心专用核心网元物联网管理平台E-UTRAN环保应用化工监测水文监测大气监测公众服务环保执法应急指挥尝试引入基于NB-IoT的环保物联网广覆盖低成本大连接低功耗自动化智能化可视化专用网元+国际领先的物联网管理平台优势NB-IoT方案价值广覆盖比通常2G覆盖增强20dB，可多穿透1-2堵墙，地下和水下信号覆盖有保障；低功耗采集终端可支持5-10年不更换电池。低成本网络结构简单，终端维护便捷。引入世界最新物联网技术---窄带物联网NB-IoT覆盖全省的环保物联网通用应用中间件、核心应用数据库视频监控监测采集虚拟计算资源池历史数据数据库服务实时数据服务视频监控服务服务层资源配置云管理计算资源虚实结合应用服务器采用虚拟机方式，资源复用，可快速扩展；数据库服务器采用物理机方式，确保处理效率，提升系统安全性。存储资源高低搭配视频监控类流数据、监控采集实时数据等采用高性能FC-SAN存储，确保数据的及时处理；通用数据及海量的历史数据采用低价的IP-SAN存储，节约成本。SDN统一调度网络层配置采用先进的SDN管理调度，配合图形化云管理平台资源分配和调度，可实现网络自动化配置，资源快速部署。物理计算资源池存储资源池通用计算资源池CPU:400核内存：3000G高性能计算资源池CPU:200核内存：1500G数据库业务区CPU:100核内存：1200G高性能存储资源池存储：100T通用存储资源池存储：200TSDN管理协同网络层大数据管理平台大数据应用平台基础资源层服务应用层应用层资源监控资源计量基础运维平台网管云运维环保云平台整体架构云灾备云迁移云安全新建环保云平台X淘汰利旧利旧原有资源,组建异构云业务系统业务系统迁移对于X86业务平台，采用P2V方式迁移。对于小机系统，建议重新部署方式数据库系统虚拟机系统在线存储文件系统其它业务系统……业务系统FC/IPSAN定期及实时自动备份在线存储虚拟机系统省云A省云B应用服务器P3-P4级灾备（应用级、异地级）：如执法系统、在线监控等关键服务；P1-P2级灾备（数据级冷同步、实时同步）：数据分析、历史数据存储；接入安全：物联网监控设备、执法终端设备采用专用APN接入网络。环保单位采用专线方式接入网络；应用安全：联通云平台提供应用安全防护。平台安全：符合国家信息安全等级保护三级，分权分域，确保平台安全。数据安全：加密存储，专网通信，备份机制；环保云平台实施考虑数据采集处理层数据采集详单加工环境日志解析非结构化环境日志处理污染源结构数据环保质量结构数据标准基础数据标签库特征库指标库数据模型水利污染监控模型大气污染监控模型污染物溯源分析模型数据服务层实时分析服务位置服务数据建模服务城区环境动态热图环境监控平台环境监管市民环境意见反馈城市环境质量报告公共服务环境人口匹配分析宏观决策执法罚款污染评估环境执法数据应用层环境污染影响分析外部系统数据资源交换及共享气象部门数据住建部门数据交通部门数据社会网站数据数据整合分析层…环保数据处理水污染源信息库气污染源信息库化工污染信息库污染排放日志库环保执法记录环保周期分析…离线分析服务国家环保局环境信息系统其他省市环保局环境信息系统爬虫抓取数据环保大数据管理平台体系架构

作为数据服务统一接口，与国家环保局、其他省市环保部门、省内相关部门以及社会数据进行对接。以可视化方式，通过监控大屏、手机APP、Html5页面等方式，向管理部门、使用部门提供有效数据服务。统一数据标准体系，完善数据集成及更新处理流程，实现数据有效交换及共享。环保大数据管理平台-----环境信息资源中心大数据建模：

大数据的核心，揭示数据中蕴含的“奥秘”。环保数据涉及水、大气、气候、历史数据等因素，属于高复杂性数据分析。只有通过建模分析，才能有效进行污染物溯源、环境质量评价、环境形势研判等大尺度分析工作。联通成功经验重污染天气预报人流热力图水质分析图PM2.5污染物来源追溯化工污染源监控点图环保建模服务环保大数据管理平台-----大数据建模智慧环保技术路线智慧环保核心技术GIS互联网天空地一体化智慧环保智慧环保技术框架智慧环保关键技术1环保大数据----建设原则和建设目标

建设原则顶层设计、应用导向-顶层设计开放-创新应用全面-基础架构灵活开放共享、强化应用-业务创新管理创新

模式创新健全规范、保障安全数据准确性数据一致性数据真实性分步实施、重点突破环境影响评价

环境监测

环境应急

环境信息用数据管理用数据决策用数据服务----参考国家环保部环办厅[2016]23号文建设目标构建覆盖全省的环保专网组建一张网络省、市、县环保管理工作流程政府-企业执法监管流程优化两级流程环保云平台大数据管理平台大数据应用平台构建三套平台环境在线监控环境污染执法宏观决策研判环保公众服务输出四重应用①②③④2总体建设方案

联通公司与环保厅深度合作，将分别从4个方面提升政府环保服务能力！3总体架构水环境管理大气环境管理监察执法管理环保云大数据管理大数据应用公众服务应急指挥管理数据采集系统业务库数据服务控件库数据模型数据交换通用计算云高性能计算云视频监控云化工污染管理网络感知水大气大数据建模（环境影响评价）宏观决策存储云化工公安气象交通住建固网+无线+物联网环境监管第三方平台视频监测污染源在线监测环境质量监测化工污染监测公众服务宏观决策执法管理运维管理安全管理政务云上级平台运维与安全外部接口规划旅游数据标准体系第二章技术方案12345总体方案网络方案环保云平台大数据管理平台大数据应用1构建环保专网，实现省市互联方案描述通过专线构建环保专网，连接云-省-市-县建设“两地三中心”，双活云平台+原省环保厅平台，既保护已有投资，也确保平台稳定运行。采用混合云建设模式，前端数据采集以公有云方式接入，后端数据分析、应用以私有云方式提供安全服务。M-HLRM-SMSCM-GGSNMSC/VLRGERANUTRANMGWSGSNSGW业务能力网络层终端感知控制中心专用核心网元物联网管理平台E-UTRAN环保应用化工监测水文监测大气监测公众服务环保执法应急指挥2覆盖全省的环保物联网尝试引入基于NB-IoT的环保物联网广覆盖低成本大连接低功耗自动化智能化可视化专用网元+国际领先的物联网管理平台优势NB-IoT方案价值广覆盖比通常2G覆盖增强20dB，可多穿透1-2堵墙，地下和水下信号覆盖有保障；低功耗采集终端可支持5-10年不更换电池。低成本网络结构简单，终端维护便捷。引入世界最新物联网技术---窄带物联网NB-IoT第二章技术方案12345总体方案网络方案环保云平台大数据管理平台大数据应用1环保云平台整体架构通用应用中间件、核心应用数据库视频监控监测采集虚拟计算资源池历史数据数据库服务实时数据服务视频监控服务服务层资源配置云管理计算资源虚实结合应用服务器采用虚拟机方式，资源复用，可快速扩展；数据库服务器采用物理机方式，确保处理效率，提升系统安全性。存储资源高低搭配视频监控类流数据、监控采集实时数据等采用高性能FC-SAN存储，确保数据的及时处理；通用数据及海量的历史数据采用低价的IP-SAN存储，节约成本。SDN统一调度网络层配置采用先进的SDN管理调度，配合图形化云管理平台资源分配和调度，可实现网络自动化配置，资源快速部署。物理计算资源池存储资源池通用计算资源池CPU:400核内存：3000G高性能计算资源池CPU:200核内存：1500G数据库业务区CPU:100核内存：1200G高性能存储资源池存储：100T通用存储资源池存储：200TSDN管理协同网络层大数据管理平台大数据应用平台基础资源层服务应用层应用层资源监控资源计量基础运维平台网管云运维2环保云平台实施考虑云灾备云迁移云安全新建环保云平台X淘汰利旧利旧原有资源,组建异构云业务系统业务系统迁移对于X86业务平台，采用P2V方式迁移。对于小机系统，建议重新部署方式数据库系统虚拟机系统在线存储文件系统其它业务系统……业务系统FC/IPSAN定期及实时自动备份在线存储虚拟机系统省云A省云B应用服务器P3-P4级灾备（应用级、异地级）：如执法系统、在线监控等关键服务；P1-P2级灾备（数据级冷同步、实时同步）：数据分析、历史数据存储；接入安全：物联网监控设备、执法终端设备采用专用APN接入网络。环保单位采用专线方式接入网络；应用安全：联通云平台提供应用安全防护。平台安全：符合国家信息安全等级保护三级，分权分域，确保平台安全。数据安全：加密存储，专网通信，备份机制；第二章技术方案12345总体方案网络方案环保云平台大数据管理平台大数据应用1环保大数据管理平台体系架构数据采集处理层数据采集详单加工环境日志解析非结构化环境日志处理污染源结构数据环保质量结构数据标准基础数据标签库特征库指标库数据模型水利污染监控模型大气污染监控模型污染物溯源分析模型数据服务层实时分析服务位置服务数据建模服务城区环境动态热图环境监控平台环境监管市民环境意见反馈城市环境质量报告公共服务环境人口匹配分析宏观决策执法罚款污染评估环境执法数据应用层环境污染影响分析外部系统数据资源交换及共享气象部门数据住建部门数据交通部门数据社会网站数据数据整合分析层…环保数据处理水污染源信息库气污染源信息库化工污染信息库污染排放日志库环保执法记录环保周期分析…离线分析服务国家环保局环境信息系统其他省市环保局环境信息系统爬虫抓取数据2环保大数据管理平台-----环境信息资源中心

作为数据服务统一接口，与国家环保局、其他省市环保部门、省内相关部门以及社会数据进行对接。以可视化方式，通过监控大屏、手机APP、Html5页面等方式，向管理部门、使用部门提供有效数据服务。统一数据标准体系，完善数据集成及更新处理流程，实现数据有效交换及共享。大数据建模：

大数据的核心，揭示数据中蕴含的“奥秘”。环保数据涉及水、大气、气候、历史数据等因素，属于高复杂性数据分析。只有通过建模分析，才能有效进行污染物溯源、环境质量评价、环境形势研判等大尺度分析工作。联通成功经验重污染天气预报人流热力图水质分析图PM2.5污染物来源追溯化工污染源监控点图环保建模服务3环保大数据管理平台-----大数据建模第二章技术方案12345总体方案网络方案环保云平台大数据管理平台大数据应用1环境综合在线监测管理系统（水、大气、化工）排污企业水文监测大气监测化工污染监测监测源数据实时处理分析污染源污染分析模型环境质量模型污染物迁移扩散模型环境质量数字化、可视化实时监测统计分析2环境应急指挥系统单兵装备配置：主机，线控及航空头连接线、3G天线、摄像头及头带、耳机麦克风（一体式）、USB连接线、电池、充电器应急指挥通讯体系应急指挥中心3G/4G应急通讯网及设施应急单兵装备环保厅指挥中心3/4G传输网络城市应急成员单位单兵图传构建环境应急指挥通讯体系，依靠环境信息资源中心实时数据支撑，提升生态环境事件应急响应和处置能力。指挥中心大屏幕环境信息资源中心3环境执法管理系统执法人员可以通过手持移动执法终端，进