生态环保大数据应用平台建设方案-智慧环保大数据应用平台建设方案

睿利而行生态环保大数据应用平台建设方案生态环保大数据应用平台生态环保大数据应用平台架构CONTENTS目录1业务背景及需求分析2生态环保顶层设计3生态环保解决方案4大数据应用子系统5生态环境应急预案1业务背景及需求分析智慧环保建设背景01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。政策引导：三个说得清01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为保护和改善环境，防治污染和其他公害，保障公众健康，推进生态文明建设，促进经济社会可持续发展，最新修订的《中华人民共和国环境保护法》已于2015年1月1日起施行。新增主要内容如下：一是新修订的《环境保护法》将环境监测提到了前所未有的高度，对数据共享和监测数据的真实性作出明确规定。二是新的《环境保护法》作为一部行政法律，罕见地规定了行政拘留的处罚措施，对污染违法者将动用最严厉的行政处罚手段。三是针对地方政府分管领导、环保部门等监管部门的管理失责给出了明确处分。环境保护大势所趋01环境污染问题01智慧环保内涵01智慧环保发展需求01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。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智慧环保建设目标01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？2生态环保顶层设计智慧环保体系架构04智慧环保技术路线04智慧环保核心技术04GIS互联网天空地一体化智慧环保智慧环保技术框架04智慧环保关键技术04智慧环保规范体系02智慧环保规范体系02TextTextText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

安全网络管理智慧环保建设原则02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

安全保证维护管理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云平台建设的价值02解决问题建设内容软件平台：污染源在线监测及应急指挥调度平台基础平台：应急指挥大厅、私有云资源池、视频监控平台平台概述是为环保部门提供在线监控系统、移动应用系统和应急指挥调度系统，对污染源（废水、废气等）进行数据监测和视频监控的统一管理，是一套污染监测与监管的综合管理平台，能够提高环保信息化水平、监察应急执法效率，提升环保监管能力。1、帮助环保部门摸清家底2、对污染企业做到防范预警3、对污染事件做好快速响应4、指挥、执法实现应急联动污染源在线监测平台02云主机资源池分为X86云主机池+小型机资源池两部分。在测算所需虚拟化计算资源时，满足当前承载应用的需要，同时考虑虚拟化的高可用性以及系统的冗余。项目初期建议先按外网、DMZ和内网进行划分集群。2、计算资源池1、服务器虚拟化3、集群设计云平台基础资源池建设02拼接屏综合管理一体机显示主机核心交换机客户端本地存储调度台视频采集视频采集红外设备烟感采集水流探测感知采集系统公众门户指挥调度平台集群对讲GIS地图前端采集指挥大厅应用平台指挥大厅建设023生态环保解决方案智慧环保感知层建设03噪声监测重金属监测水质监测辐射监测气体监测感知特点：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感知层建设03

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智慧环保感知层建设03天地空环保体系建设目标03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地空环保一体化服务体系建设03安全体系建设03安全等级保护安全保障体系安全体系建设03统一的安全门户平台安全体系建设03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安全体系建设03统一的公众服务平台智慧环保网络体系建设03智慧环保网络技术方案03建设方案智慧环保应用系统方案03智慧环保数据中心建设03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”。智慧环保一张图03一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4大数据应用子系统智慧环保应用：领导驾驶舱一张图统一展示04通过一张图将领导关心的关键指标在领导驾驶舱中统一展示，并支持钻取领导关注关键指标的详细内容。智慧环保应用：一张图监测04污染源监控声环境监控放射源监控烟气黑度监控水环境监控智慧环保应用：一张图监测04NO2遥感反演产品PM10遥感产品企业信息统计图表智慧环保应用：一张图应急04智慧环保应用：一张图应急04智慧环保应用：一张图应急04一张信息全面的态势图智慧环保应用：污染源企业一源一档04以污染源为对象，建立唯一标识，实现污染源全生命周期信息跟踪管理，覆盖环境影响评价、建设项目审批、竣工验收、行政许可、现场检查、环境监测、行政处罚、排污收费、信访投诉、环境信用评价等业务信息，涉及企业基本信息、生产要素、管理要素和环境要素四个方面。共梳理7级目录，238个子项，3万多家污染源企业。智慧环保应用：主题分析04为环保领域重点关注的领域建立专门的主题，如水、气、污染源、信访、固废、许可证、排污申报多维度分析的数据集市。通过大数据分析构建合理、可行的数据模型，贴近业务，服务实战。智慧环保应用：完善信息公开、服务公众参与04产品依托智慧环保服务大厅和智慧环保APP，搭建了与公众互动的平台。智慧环保服务大厅集中了9项行政许可服务，通过网上受理、办理、反馈一体化的业务协同模式，提升服务水平，提高行政审批绩效。通过智慧环保APP，公众可以实时查看环境质量信息，也可参与公众调查，反映各种环境诉求。智慧环保应用：开启一证式管理，创新工作模式04以排污许可证为核心，整合衔接污染源全生命周期的各环境管理要素，形成“一源一档”动态管理档案，开创“一证式”管理模式，形成系统完整、权责清晰、监管有效的污染源管理新格局。智慧环保应用：拓展数据应用，优化决策管理04以资源目录为基础，形成主题清晰的环境数据集市。以决策内容为主线、生态指标为牵引，通过多维度的数据统计模式，审视数据变化规律，使环境管理规划、应急处置决策、污染管理措施更可靠、更科学、更智慧。智慧环保应用：增强预警预报、提速应急防控04生态环境监测监控系统实现了对区域空气质量、水环境及污染源的实时监控、分析评价和异常预警。按照应急响应机制，一旦发生环境异常事件，环境应急指挥系统可利用GIS平台和应急视频对周边情况进行分析，第一时间启动应急预案，快速生成异常事件处置方案，达到分析快、决策快、处置快的效果。智慧环保应用：危险废物全生命周期监管系统04（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。智慧环保应用：危险废物全生命周期监管系统04县环保局对于接到的突发污染事件，要进行应急响应，通过指挥调度系统派附近工作人员迅速赶往事发现场进行移动执法。应急联动：移动执法04执法流程执法任务管理主要针对受理的环境投诉和日常监督执法的任务进行登记、派发、办理、跟踪的管理，执法人员通过集群对讲指挥调度系统、移动执法系统和执法平台的任务进行交互响应用。移动执法应用流程详解（1）04任务登记针对12369、群众举报、在线污染源监测异常、以及日常执法人员监督检查等在系统平台上进行任务登记。任务分配任务分配根据任务类型、执法企业、职权管辖等不同，将任务分配到不同执法大队/中队部门中负责人，由执法大队/中队部门负责人指派给不同的执法人员进行执行。移动执法应用流程详解（2）04现场执法：笔录包括：“调查询问笔录”、“现场检查笔录”。现场执法：取证包括现场拍照、录音等证据的采集。并上传到后台保存用于案件审理。现场执法：处罚现场开具“限期整改通知书”当场做出处理决定，并制作《当场处罚决定书》提交用户进行签字确认后存档。移动执法应用流程详解（3）04任务跟踪任务跟踪提供环保部门领导及执法队负责人对派发分配的执法任务执行情况可以通过手机客户端或在PC端进行状态跟踪，及时督办。移动执法应用流程详解（4）04智慧环保应用：基于一张图的放射源在线监控管理系统04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智慧环保应用：基于一张图的放射源在线监控管理系统04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温家宝总理强调：做好新形势下的环保工作

加快推进历史性转变，坚持以环境保护优化经济增长

促进环境与发展相协调.生态监控背景62传统的环境监测系统对环境污染尚不能进行全方位的实时动态监测，不能满足政府部门对环境信息采集、管理、分析、决策等方面的需求，导致环境保护监控不力，环保执法力量薄弱，环境恶化加剧。我国经济社会发展与资源环境约束的矛盾日益加剧，环境污染问题突出，环境保护形势严峻，严重制约经济发展，危害人民健康及社会稳定，环境问题已引起人们的普遍关注，环保观点深入人心。建立生态监控执法平台增强环境监控力度提高环境执法效率完善环境执法监督体系严峻的环境形势薄弱的执法力量粗放的执法模式现今环境监察执法缺乏便捷性，存在随时随地执法的制约性，无法真正满足现场执法需求，从而影响有效提高执法效率，导致我国环保执法力量明显薄弱，环保执法效率偏低。智慧环保应用04环保仪器数据采集难目前国内不同厂家的环保监测终端多达上百种，而不同厂家的监控终端都有自己不同的通讯协议，那么如何从这些不同协议的环保监测终端中读取数据是整个系统架构中的难题。多中心多协议的困难现场与监控中心通讯协议是现场与监控中心信息交换的灵魂，然而监测数据往往需要向多级管理部门的监控中心发送，而多级中心一般采用的是不同的通讯协议。如何使一个数据采集器同时适应多个中心、多种协议目前业内尚未出现更好的已运用的方案。系统升级困难，开发测试成本高随着监测技术、通讯技术的发展，特别是监控中心软件的升级换代，作为数据采集器的软件也迫切需要进行适时的升级。另一方面环境监控的监控现场分布地域较广，交通不便，又受现场诸多条件限制，很难对数据采集器的软件进行升级。如何方便进行系统的升级，并减少现场调试工作，是一个很现实的问题。多种通讯方式无法统一目前在环保监控中较常用的网络大约有以下几种方式：ADSL、GPRS、CDMA，并且将会并存于监控系统之中。所以如何将多种通讯方式在一个系统中兼容也是目前试图要解决的问题之一。生态监控现状63智慧环保应用04环境监察执法现状64

执法管理模式粗放现今环境监察执法缺乏便捷性，存在随时随地执法的制约性，无法真正满足现场执法需求，从而影响有效提高执法效率，导致我国环保.执法力量明显薄弱，环保执法效率偏低。

部长强调张力军副部长在会议上强调，环保部门要探索环境执法新思路，从防范型执法向服务型执法转变，从末端执法向全方位执法转变，从粗放式执法管理向精细化执法管理转变，加强环境执法体制创新和制度创新，加大环境监管与执法力度。智慧环保应用04生态监控需求65生态监控环境应急管理环境质量综合监测管理总量减排管理机动车尾气管理污染源综合监控管理空气环境质量自动监测水环境质量自动监测噪声环境质量自动监测沙尘暴环境质量自动监测自然生态环境监测污染在线监测污染源工况监测污染源视频监控自动检测监督管理运行维护管理污染监督监测污染源监控分析智慧环保应用04环境监察执法需求66系统可与数据中心、环境空间数据共享平台、综合办公平台直接进行数据交互，提供各类环境数据在手机及执法终端上的统一查询。系统执法数据自动双向同步，证据材料第一时间“固化”，最终实现跨数据库、跨地理阻隔的移动办公执法平台统一平台数据共享系统可将标准和行政流程结合起来，实现监察执法的全流程电子化处理。它除了帮助一线执法人员处理执法任务、汇报工作进程，还能帮助管理人员随时了解执法人员的去向和任务执行情况，监督执法全过程规范流程监督执法系统利可用互联网、3G移动通讯、GPS卫星定位、GIS地理信息系统等各种领先技术，构建后台信息管理系统和“手机+笔记本”现场执法终端于一体的执法平台。实现监察执法管理一体化；工作与考核一体化；GIS系统与业务系统一体化；日常管理与应急管理一体化监察执法管理一体化智慧环保应用04环境监察执法业务需求3g移动平台现场执法需求实时监控需求移动视频监控基于位置的移动应用此系统能够为每位执法人员提供及时的信息支持，帮助他们随时随地查询所需要的生态信息内容，随时随地获取生态专用数据，方便的执行生态监控任务。从根本上解除时间、空间和设备的制约。系统需要兼容当前典型通信方式，充分发挥新兴的3G无线通信方式的优势，为现有执法信息化应用和未来的执法信息化应用提最有利的保障。智慧环保应用04环境监察执法功能需求68功能需求信息查询实时监控移动执法数据统计移动办公系统管理通过各个通讯软件支持废气、废水、污染治理设施、污染源报警系统等监控。执法人员能够通过移动终端，实现随时随地对监管对象基本信息、历史违法违章信息、最新监控信息等数据的快速查询。通过各个通讯软件支持废气、废水、污染治理设施、污染源报警系统等监控。需实现系统用户管理，用户角色管理，终端管理，系统配置管理，日志管理，统计等常用系统功能。使工作人员可以在任何地方，完成公文收发、邮件处理、文档管理的日常工作，提高办公效率。针对水源、大气、噪音、生态、应急信息、保护区等几种范围，或直接针对具体关注企业、流域、或行政区域统计它们的各类环保数据。智慧环保应用04生态监控平台的价值69实时监控终端规格统一二次开发工作简单数据统计统一的移动视频监控统一的通讯协议生态监控平台方案嵌入式网络硬盘录像机，同时具备数字视音频录像机和数字视音频服务器的特性终端则会自动采集当前终端移动的轨迹位置信息，并缓存在终端中，完成整个踏勘工作后上报到后台系统。安全技术上要求专人专机、专人专卡和用户、密码绑定，执法人员只需用户名、密码单点登陆，保证终端安全性移动终端内置地理定位系统，与后端的地理信息系统相结合，可以提供给执法人员当前地理位置信息。对现场监控、巡查等工作提供有力的支持智慧环保应用04监察执法管理一体化系统实现了监察执法管理一体化；工作与考核一体化；GIS系统与业务系统一体化；日常管理与应急管理一体化

功能全面系统面向外出进行现场执法工作的执法人员，实现污染源查询、环境质量查询、应急查询、路径导航、环保执法手册、现场文书打印、扫描、上传等功能领先技术系统利用互联网、3G移动通讯、GPS卫星定位、GIS地理信息系统等各种领先技术专用执法终端系统系统构建了后台信息管理系统和“手机+笔记本

”现场执法终端于一体的执法平台笔记本客户端支持外接蓝牙打印机、扫描仪等设备，可实现现场办公

总体方案综述智慧环保应用04推荐终端71执法设备箱外观箱内设备组成专用“手机+笔记本

”现场执法终端执法设备主要是一套便捷式的现场执法工具组合，箱内放置笔记本电脑、打印机、扫描棒、3G上网卡等设备，开箱即用。iPhone3GS手机终端。智慧环保应用04环境监察执法系统框架72环保执法平台应用服务器集群领导查询日常工作执法取证应急指南污染源在线监控数据环境质量监测数据饮用水源地监测数据……环境数据中心智慧环保应用04网络架构73智慧环保应用04物理结构第一层是环保移动执法系统的使用者，所使用移动设备包括手机、PDA、车载移动设备、便携电脑等各种移动终端设备第二层是移动通信网络，包括各种公网，如3G网络第三层是移动应用接入平台，负责移动终端的安全访问控制，同时将移动终端的各种业务请求传递到接入网的应用服务平台第四层是业务应用系统，负责实现环保移动执法系统的各个业务逻辑。第五层是数据适配接口，位于网络安全隔离层外，负责处理来自移动接入子系统的移动应用请求的转递和应答。第六层是网络安全隔离层，它使得环保厅内网与移动接入网在任何一个时刻都不会直接相互连接。它在实现环保厅内网和移动接入网的隔离的同时，还负责环保厅内网和移动接入网之间的数据传递和转发。第七层是应用支撑平台，它是面向应用程序的，是为应用系统提供运行环境。应用支撑平台中的认证系统对用户提供统一认证，实现各个信息管理系统的单点登录。74智慧环保应用04移动通信接入子系统建立与移动通信网络或者环保通信专网进行交互的接口。这个接口能够与移动通信网络的各类通信终端进行消息传递。联通GGSN：网关支持节点,用户通过GPRS或WCDMA接入到GGSN，GGSN判断是VPN用户，向指定的LNS发起L2TP连接。联通AAA服务器：负责对用户的域名进行鉴权认证，AAA服务器对登录用户的域名和该用户的用户名密码核对验证。验证通过后，方可接入联通GPRS网络。用户侧路由器（LNS）：需支持L2TP协议，RADIUS协议,要与GGSN建立L2TP隧道。企业AAA服务器：用于认证、授权、计费，实现对拨号用户名、密码和IP地址的管理，此服务器为可选配置，用于提高网络的安全性。75智慧环保应用04查询服务实时监测视频监控位置服务现场执法任务公告移动办公移动业务应用子系统通过GPS实现位置服务查询各类业务数据选择任意监测点即可查看该点的实时监测数据和历史污染排放曲线通过移动视频监控设备进行实时图形传递在现场通过移动终端进行执法工作当前任务查询、历史任务查询、警情公告查询、通知公告查询实现快速指挥工作、交流信息的目标，达到内外办公统一、互动的效果76智慧环保应用04安全访问控制子系统软硬件平台安全软硬件平台基于与授权管理体系以及本系统配置的密码算法及其硬件实现，采用对密码资源的存储加密、对设备使用者的身份认证和访问控制，保证软硬件平台的安全。网络设备安全通过本系统配置的移动接入安全设备实现移动安全终端的身份认证和访问控制，通过数据加密机制保证传输数据的机密性。移动接入安全配置网关和网络防火墙，实现用户终端设备身份认证和接入控制。安全控制管理采用证书管理、授权管理、密码管理、审计管理以及入侵检测管理与控制等安全机制，实现系统全面的安全管理与控制。77智慧环保应用04应用接口子系统建立与环保厅内网上的业务系统和数据中心进行消息交互的接口。这个接口能够根据各项移动应用系统的要求，并结合各类应用系统的功能进行消息交互和处理。应用接口子系统会对原有业务系统的业务数据或服务进行整合分类，以满足环保移动执法平台的需要。具体的建设内容包括：通过应用接口平台对数据库进行数据查询，将查询结果转交给环保移动执法系统。将用户在移动终端上的操作转换为计算机网络上的实际操作，与各项环保业务应用进行信息交互，实现计算机网络和移动通信网络在应用层上的无缝集成。78智慧环保应用04系统功能79离线系统在线系统法律法规移动视频监控污染源在线监控危险化学品环境监察指南执法依据水质断面监测饮用水源地监控水质站监测蓝藻监测智慧环保应用04基础功能80统一的登录入口个性的系统菜单自由的管理中心智慧环保应用04基础功能81统一的登录入口个性的系统菜单自由的管理中心智慧环保应用04基础功能82统一的登录入口个性的系统菜单自由的管理中心智慧环保应用0483法律法规查询具有法律法规的分类管理、智能查询、自动升级等功能主要功能0484移动视频监控

对接重点源视频监控系统，执法人员可随时了解污染源的现场情况主要功能0485污染源在线监控

支持查询各类在线监控数据，包括企业基本信息、企业最新监测数据、企业月数据、企业历年监察情况等主要功能0486污染源在线监控

支持横屏数据曲线展示主要功能04水质自动站监控87主要功能0488饮用水源地监控主要功能0489断面监控基本信息查询数据同比查询达标率查询主要功能045生态环境应急预案91产品服务于环境风险管理的全过程产品概述049292STRUCTURE架构——环境风险管控解决之道应急预案落到实处应急方案决策执行产品概述049393产品注重平战结合产品概述0494产品特色产品概述0495产品的优势及核心价值产品概述0496基于环保物联网的系统整体功能构架图功能架构0497从风险源申报登记到监测预警以及巡