污染源在线监控系统及其检测设备的运维动态管控方法 |
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申请号 | CN201710660458.3 | 申请日 | 2017-08-04 | 公开(公告)号 | CN107450427A | 公开(公告)日 | 2017-12-08 |
申请人 | 南通汇聚软件科技有限公司; | 发明人 | 冯健; 赵书娴; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种污染源在线 监控系统 及其检测设备的运维动态管控方法,数采仪将监测结果通过无线网络传输到运维动态管控系统的 服务器 中;在运维动态管控系统中建立现状 水 质与企业允许排污量的关系,当主要污染物接近超标 阈值 时,服务器中的运维动态管控系统根据水质状况输出固定污染源限排指令,并通过无线网络向排污控制 阀 发出 信号 ,控制排污 控制阀 启闭;运维动态管控系统接收和实时显示数采仪上传的设备参数和状态信息,并保存历史数据,并对各个 站点 实时上报的参数和状态信息实时判断,发现异常立刻报警。本发明实现基于水环境 质量 的固定污染源主要水污染物排放总量动态控制,为水环境精细化管理提供必要 支撑 。 | ||||||
权利要求 | 1.一种污染源在线监控系统及其检测设备的运维动态管控方法,其特征在于:具体步骤如下: |
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说明书全文 | 污染源在线监控系统及其检测设备的运维动态管控方法技术领域[0001] 本发明属于在线排污监控及检测的技术领域,特别涉及一种污染源在线监控系统及其检测设备的运维动态管控方法。 背景技术[0002] 随着水环境质量的日益恶化以及人们对水资源要求的日益提高,对水环境的监测和质量预测在环境保护工作中得到越来越广泛的应用。目前,水污染物在时空上的变化数据只有通过实地监测并模拟后得到,由于污染源综合管理的数据来源比较广泛,同时数据量也非常大,但对这些数据的收集、传输、存储和应用相对比较分散,尚不能将污染源管理数据全面有效地转化为可用信息资源。最重要的是部分地方和单位对环境信息化的要求认识不足,并且各自为政,因此造成了污染源数据封锁闭塞的现象,最终导致“信息孤岛”的出现。 [0003] 通过智能排污监控系统可以有效监管固定污染源主要水污染物实际排污量,为排污许可、排污交易、总量控制、排污收费等环境管理工作提供数据支撑。但该系统对企业废水排放的监控管理主要通过每月发放废水、污染物允许排放量来实现,这些限值往往是固定值,只有在企业超标、超总量排放时才发出信号,对企业提出限排要求。这种监控模式未真正实现基于水环境质量的企业排污管控,对于突发环境污染事件的应对能较弱。“十三五”期间,国家要建立基于环境质量的固定污染源排污许可制度,作为企业排污监管的重要硬件支撑,智能排污监控系统距基于水环境质量的精细、精准企业排污管理还存在一定差距。 发明内容[0004] 本发明的目的是为了克服以上的不足,提供一种污染源在线监控系统及其检测设备的运维动态管控方法,实现基于水环境质量的固定污染源主要水污染物排放总量动态控制,为水环境精细化管理提供必要支撑。 [0005] 本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种污染源在线监控系统及其检测设备的运维动态管控方法,具体步骤如下:A、数采仪将监测结果通过无线网络传输到运维动态管控系统的服务器中; B、在运维动态管控系统中建立现状水质与企业允许排污量的关系,当主要污染物接近超标阈值时,服务器中的运维动态管控系统根据水质状况输出固定污染源限排指令,并通过无线网络向排污控制阀发出信号,控制排污控制阀启闭; C、运维动态管控系统接收和实时显示数采仪上传的设备参数和状态信息,并保存历史数据,并对各个站点实时上报的参数和状态信息实时判断,发现异常立刻报警。 [0006] 本发明的进一步改进在于:步骤A中监测结果包括设备参数的监测数据以及污染源水质的监测数据。 [0007] 本发明的进一步改进在于:步骤A的具体步骤为:A1、获得不同情景下流域水资源消耗的动态变化数据,具体步骤为: a1、用户终端向污染源数据生成子系统发出控制指令,污染源数据生成子系统的采样单元进行水样采集; b1、采样单元将采集的水样输送到污染源数据生成子系统的模块机中,模块机通过对水样进行预处理、消解、比色来实现对水中COD、氨氮、总磷、总氮、重金属指标的测定;同时,污染源数据生成子系统的多参数检测传感器实现对水中溶解氧、水温、pH、电导率、浊度以及高锰酸钾盐指数的测定; A2、根据不同情景下流域水资源消耗的动态变化数据,构建不同情景下的流域水资源消耗- 水污染排放动态模型,具体步骤包括: a2、提取不同情景下流域的污染物排放源,识别并筛选不同污染源系统状态特征的典型控制指标; b2、对不同情景下构建大尺度上流域水资源消耗和水污染物排放之间的耦合关系; c2、不同情景下建立大尺度上流域水资源消耗和水污染物排放联合控制动态模拟模型,得到并存储不同情景下流域水资源消耗的动态变化对流域内经济社会的影响的指标数据值,以及通过水污染控制对水环境的改善效果的数据指标值; A3:获取区域及不同控制单元水资源消耗量、污水排放总量; A4:通过不同情景下的流域水资源消耗- 水污染排放动态模型,对区域水污染排放总量优化模拟处理,获得不同控制单元上总量优化分配结果,具体步骤为: a4:按照行政区域对流域进行空间划分,划分为不同的控制单元或者子控制单元; b4:选择典型控制指标,按照环境基尼系数方法计算不同控制指标对应的环境基尼系数; c4:利用不同情景下流域水资源消耗的动态变化对流域内经济社会的影响的数据指标值,以及通过水污染控制对水环境的改善效果的数据指标值,判断与各控制数据指标对应的合理性,如果各控制数据指标分配合理则不进行优化,如果各控制数据指标分配不合理执行步骤d4 ; d4:设置典型控制指标的综合权重; e4:建立环境基尼系数最小优化模型; A5:对区域及不同控制单元水环境质量模拟处理,得到的不同控制单元的水环境质量,具体步骤为: a5:选定研究区域并对研究区域进行合理概化和单元体划分; b5:对WASP 模型中初始化的参数进行标定和赋值; c5:获取所述水污染排放总量优化中不同控制单元上总量优化分配得到的结果,计算年入河量和日入河量;入河系数选择范围为:0.5-0.9 ; d5:设置WASP 模型系统中研究区域的初始化参数; e5:运行WASP 模型,利用年入河量和日入河量对WASP 模型系统的初始化参数进行模拟,得到的不同控制单元的水环境质量。 [0008] 本发明的进一步改进在于:步骤A中运维动态管控系统通过实时通讯模块,接收各监测点数采仪上传的设备参数数据,经过数据解密模块将上传的设备参数数据解密,解密后的数据存入内存实时数据库;数据在内存数据库后,经过初步的整理,一方面转存到关系数据库,另一方面将实时数据直接供运维动态管控系统使用。 [0009] 本发明的进一步改进在于:步骤B的具体步骤包括:B1、明确纳污水体控制断面上游排污企业分布及排污情况; B2、明确控制断面水质现状和目标要求,确定企业允许排污量; B3、以天为单位,评价纳污水体考核断面水质状况。 [0010] 本发明的进一步改进在于:步骤B2中的确定企业允许排污量的方法为:已发放排污许可证中的,以许可排放量为准,未发放排污许可证的,以达标排放的排放量为准。 [0011] 本发明的进一步改进在于:步骤C的具体步骤包括:C1、根据预先设置的审核规则对数采仪采集的数据进行自动化审核,对审核过程进行全程日志记录,并允许用户根据日志记录对数据进行还原; C2、根据报警触发条件生成报警信息并将生成的报警信息发送给特定的用户群; C3、特定用户群及时去监控端进行设备维护,并生成维护日志。 [0012] 本发明的进一步改进在于:报警触发条件包括仪器断线报警、预设超标报警、故障报警和数值离群报警,其中故障报警是指对仪器状态进行监控,对非正常状态产生故障报警,数值离群报警是指对监测数据进行统计,当监测数据不在一组监测数据的某一分布区间内时产生离群报警;所述报警信息发送的形式包括邮件、短信和 /或电话中的一种或多种。 [0013] 本发明的进一步改进在于:维护日志包括运行维护记录、故障记录、备品备件使用情况和耗品更换记录,结合运行情况,系统能够自动对水质监测站运行情况进行判定,在此基础上对异常数据自动甄别,自动剔出无效数据,对可疑数据进行标注。 [0014] 本发明的进一步改进在于:步骤C还包括,对仪器设备参数和状态信息进行报表统计,生成确定时段内的数据曲线或数据表,允许用户按照筛选条件或现行类别统计和查询历史数据;通过数据审核系统对关系数据库的数据进行自动审核,审核后的数据单独存放;运维动态管控系统增加监测设备参数、状态监控,设备报警、反向控制功能,并对监测设备发出控制指令。 [0015] 本发明与现有技术相比具有以下优点:本发明通过无线网络将水环境质量与排污监管系统有机结合,通过水环境质量与污染物排放的实时关联,实现基于水环境质量的固定污染源主要水污染物排放总量动态控制,以及监测设备的运维管理,为水环境精细化管理提供必要支撑。 [0016] 具体实施方式:为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。在本发明的一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意,为了清楚的目的,说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。 [0017] 一种污染源在线监控系统及其检测设备的运维动态管控方法,具体步骤如下:A、数采仪将监测结果通过无线网络传输到运维动态管控系统的服务器中; B、在运维动态管控系统中建立现状水质与企业允许排污量的关系,当主要污染物接近超标阈值时,服务器中的运维动态管控系统根据水质状况输出固定污染源限排指令,并通过无线网络向排污控制阀发出信号,控制排污控制阀启闭; C、运维动态管控系统接收和实时显示数采仪上传的设备参数和状态信息,并保存历史数据,并对各个站点实时上报的参数和状态信息实时判断,发现异常立刻报警。 [0018] 步骤A中监测结果包括设备参数的监测数据以及污染源水质的监测数据。 [0019] 步骤A的具体步骤为:A1、获得不同情景下流域水资源消耗的动态变化数据,具体步骤为: a1、用户终端向污染源数据生成子系统发出控制指令,污染源数据生成子系统的采样单元进行水样采集; b1、采样单元将采集的水样输送到污染源数据生成子系统的模块机中,模块机通过对水样进行预处理、消解、比色来实现对水中COD、氨氮、总磷、总氮、重金属指标的测定;同时,污染源数据生成子系统的多参数检测传感器实现对水中溶解氧、水温、pH、电导率、浊度以及高锰酸钾盐指数的测定; A2、根据不同情景下流域水资源消耗的动态变化数据,构建不同情景下的流域水资源消耗- 水污染排放动态模型,具体步骤包括: a2、提取不同情景下流域的污染物排放源,识别并筛选不同污染源系统状态特征的典型控制指标; b2、对不同情景下构建大尺度上流域水资源消耗和水污染物排放之间的耦合关系; c2、不同情景下建立大尺度上流域水资源消耗和水污染物排放联合控制动态模拟模型,得到并存储不同情景下流域水资源消耗的动态变化对流域内经济社会的影响的指标数据值,以及通过水污染控制对水环境的改善效果的数据指标值; A3:获取区域及不同控制单元水资源消耗量、污水排放总量; A4:通过不同情景下的流域水资源消耗- 水污染排放动态模型,对区域水污染排放总量优化模拟处理,获得不同控制单元上总量优化分配结果,具体步骤为: a4:按照行政区域对流域进行空间划分,划分为不同的控制单元或者子控制单元; b4:选择典型控制指标,按照环境基尼系数方法计算不同控制指标对应的环境基尼系数; c4:利用不同情景下流域水资源消耗的动态变化对流域内经济社会的影响的数据指标值,以及通过水污染控制对水环境的改善效果的数据指标值,判断与各控制数据指标对应的合理性,如果各控制数据指标分配合理则不进行优化,如果各控制数据指标分配不合理执行步骤d4 ; d4:设置典型控制指标的综合权重; e4:建立环境基尼系数最小优化模型; A5:对区域及不同控制单元水环境质量模拟处理,得到的不同控制单元的水环境质量,具体步骤为: a5:选定研究区域并对研究区域进行合理概化和单元体划分; b5:对WASP 模型中初始化的参数进行标定和赋值; c5:获取所述水污染排放总量优化中不同控制单元上总量优化分配得到的结果,计算年入河量和日入河量;入河系数选择范围为:0.5-0.9 ; d5:设置WASP 模型系统中研究区域的初始化参数; e5:运行WASP 模型,利用年入河量和日入河量对WASP 模型系统的初始化参数进行模拟,得到的不同控制单元的水环境质量。 [0020] 步骤A中运维动态管控系统通过实时通讯模块,接收各监测点数采仪上传的设备参数数据,经过数据解密模块将上传的设备参数数据解密,解密后的数据存入内存实时数据库;数据在内存数据库后,经过初步的整理,一方面转存到关系数据库,另一方面将实时数据直接供运维动态管控系统使用。 [0021] 步骤B的具体步骤包括:B1、明确纳污水体控制断面上游排污企业分布及排污情况; B2、明确控制断面水质现状和目标要求,确定企业允许排污量; B3、以天为单位,评价纳污水体考核断面水质状况。 [0022] 步骤B2中的确定企业允许排污量的方法为:已发放排污许可证中的,以许可排放量为准,未发放排污许可证的,以达标排放的排放量为准。 [0023] 步骤C的具体步骤包括:C1、根据预先设置的审核规则对数采仪采集的数据进行自动化审核,对审核过程进行全程日志记录,并允许用户根据日志记录对数据进行还原; C2、根据报警触发条件生成报警信息并将生成的报警信息发送给特定的用户群; C3、特定用户群及时去监控端进行设备维护,并生成维护日志。 [0024] 报警触发条件包括仪器断线报警、预设超标报警、故障报警和数值离群报警,其中故障报警是指对仪器状态进行监控,对非正常状态产生故障报警,数值离群报警是指对监测数据进行统计,当监测数据不在一组监测数据的某一分布区间内时产生离群报警;所述报警信息发送的形式包括邮件、短信和 /或电话中的一种或多种。 [0025] 维护日志包括运行维护记录、故障记录、备品备件使用情况和耗品更换记录,结合运行情况,系统能够自动对水质监测站运行情况进行判定,在此基础上对异常数据自动甄别,自动剔出无效数据,对可疑数据进行标注。 [0026] 步骤C还包括,对仪器设备参数和状态信息进行报表统计,生成确定时段内的数据曲线或数据表,允许用户按照筛选条件或现行类别统计和查询历史数据;通过数据审核系统对关系数据库的数据进行自动审核,审核后的数据单独存放;运维动态管控系统增加监测设备参数、状态监控,设备报警、反向控制功能,并对监测设备发出控制指令。 [0027] 本发明通过无线网络将水环境质量与排污监管系统有机结合,通过水环境质量与污染物排放的实时关联,实现基于水环境质量的固定污染源主要水污染物排放总量动态控制,以及监测设备的运维管理,为水环境精细化管理提供必要支撑。 |