智慧环保大数据管控平台建设方案-环境保护监管检测大数据平台建设方案

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智慧环保

大数据管控平台

建

设

方

案

目录

第一章项目概述..........................................6

1建设背景.......................................................6

2建设目标.......................................................7

2.1总体目标..................................................8

2.2具体目标.................................................10

3建设依据.......................................................11

3.1环境相关标准规范........................................11

3.2电子政务信息化标准规范..................................13

第二章需求分析.........................................14

1环保业务关系梳理..............................................14

2用户分析.......................................................15

2.1园区管委会...............................................15

2.2园区企业.................................................16

2.3公众用户.................................................16

3数据建设分析..................................................16

4安全需求分析..................................................17

4.1数据安全.................................................17

4.2内外网隔离...............................................17

5现存问题.......................................................18

5.1信息渠道单一，交换共享不足..............................18

5.2数据来源广泛，集中程度欠缺..............................18

5.3业务系统独立，协同能力薄弱..............................19

5.4辅助决策缺乏，智慧化水平较低............................19

5.5信息公开度低，公众服务能力弱...........................20

第三章总体设计.........................................20

1建设思路......................................................20

2设计原则......................................................24

3设计依据......................................................26

4总体架构......................................................28

5业务架构......................................................31

6技术路线......................................................32

6.1基于物联网的智能感知....................................32

6.2基于SOA的设计架构.....................................32

6.3基于Web服务的数据共享应用模式........................32

6.4GIS多源数据服务共享....................................33

6.5数据仓库................................................33

6.6基于Portal门户系统建立智慧环保呕架.....................33

第四章建设内容.........................................33

1环保数据统一标准集约平台......................................33

1.1设计思路.................................................34

1.2建设目标................................................35

1.3总体架构................................................36

1.4逻辑架构................................................37

1.5建设效果................................................40

1.6建设内容................................................40

2环境业务服务接口总线..........................................49

2.1设计思路.................................................49

2.2建设内容................................................5()

3企业及园区环境指标体系建设、监控及评价.......................52

3.1设计思路.................................................52

3.2建设内容................................................55

4企业环境数据报统应用平台......................................58

4.1设计思路.................................................58

4.2建设内容................................................59

5园区环保服务决策分析与指导支持平台...........................59

5.1设计思路.................................................59

5.2建设内容................................................60

6对外环保信息发布及监管平台....................................77

6.1环境质量信息发布平台....................................77

6.2手机端移动应用..........................................78

6.3环保政务网站（外门户）..................................79

7生态工业园区申建与发展平台....................................80

7.1设计思路.................................................80

7.2建设内容................................................83

8智慧环保建设保障体系..........................................84

8.1环境信息标准规范体系....................................84

8.2环境安全保障体系........................................87

9系统运行环境建设..............................................90

9.1网络拓扑图..............................................90

9.2网络搭建.................................................90

9.3基础地图数据............................................91

9.4专用支撑平台............................................9I

9.5硬件平台................................................93

第五章建设清单.........................................95

第六章附录..............................................97

第一章项目概述

1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

6

息资源化、信息服务智能化，建成“智慧环保”体系，最终实现对

生态环保园区建设以及持续提升的目标。

2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“总体规戈I」、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；

7

•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

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

8

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。

企业环保

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持续园区环保结构改善、提升

园区环保决策平台

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；

9

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

2.2.1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厕建设地方标准,

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。

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

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

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

10

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

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

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

3.1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

[2015150号》

11

《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M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[2010187号）

12

3.2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）

13

第二章需求分析

1环保业务关系梳理

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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

14

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

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

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

15

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

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。

3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

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。

16

(2)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

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

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

4.1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

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

17

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。

5现存问题

5.1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陪B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

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

18

大的不便。

5.3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。

5.4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

19

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

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。

第三章总体设计

1建设思路

(1)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

20

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。

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)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

21

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)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,FederalEnterprise

Architecture卜电子政府交互框架(e-GIF,e-Government

InteroperabilityFramework\面向电子政务应用系统的标准体

系架构(SAGA,StandardandArchitecturefore-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,

22

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)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