技术领域
[0001] 本
发明属于排放水在线监测技术改进领域，尤其涉及污染源在线水平衡监测系统。
背景技术
[0002] 随着国家对城市治理、生态网络建设的重视以及
物联网、
大数据、
云计算等现代信息技术的发展，必将促进国内环保领域和水务领域信息化的快速发展，公司以此为导向，通过持续的资金投入、技术和人才引进，在不断探索和实践中逐渐形成了一只专业的创业研发团队，最终确立了以“智慧环保”和“智慧水务”为目标的产业发展方向，致
力于环保领域和水务领域信息化和监管技术体系建设工作。
[0003] 随着“水十条”及国家环保规划的出台及实施，针对城镇黑臭
水体的监测和治理成为目标任务的重中之重。由于城市快速发展和急剧扩张对水体造成的破坏和治污
基础设施建设的不完善，城市内河水环境污染严重，“污、脏、臭”几乎是大小河涌的普遍现象。河流污染主要来源于生活污水和工业
废水，因此在加快基础设施和河流
整治工程建设的同时，对水环境的监督管理也须全面加强，并以此为依托，重点治理相关水环境流域内的污染源，最终达到彻底改善被监测水环境的污染状况，使被监测水环境逐渐恢复自
净化、自循环的生态环境。
[0004] 我国对重点污染源的在线监控始于上世纪九十年代。2006年以后，国家大规模开展了污染源在线监测网的建设，对重点污染源日常排放的废水进行监测。2011年国家又首次发布了连续排放监测系统的技术要求和检测方法标准。推动我国环境管理水平上了一个新的台阶。
[0005] 近年来，随着国民经济的快速发展，人民生活水平的进一步提高，广大人民群众对环境保护的要求越来越高，相应的环境监管的难度也越来越大。传统的监管手段已经难以满足新形势下对污染源监控管理的要求。
[0006] 全国各地为了利用重要涉水污染源排放智能监控网络，对水质污染进行更加有效的管理，对排污违法进行精准制裁，在该网络监测点位的建设中迫切需要安装具有全天候、全过程、全方位及对监测
质量进行准确控制的一体化自动连续监控设备。
[0007] 全国各地为了对水质污染进行更加有效的管控，利用重要涉水污染源排放智能监控网络，对排污违法进行精准制裁。
[0008] 目前，国内已经建立的点污染源在线
监控系统，主要是将水质参数在线监控仪表收集的监测结果通过传输设备传到中央数据管理平台，进行数据统计和
整理，提供有关部
门作为管理决策参考。
[0009] 这种模式存在以下弊端和监管漏洞。。
[0010] A、原有系统设计比较适用于对于大型企业。其每天废水排水量相对较大，通常采用连续排放的方式。因此在总排污口安装在线监测仪表，按照设定的时间顺序每小时或每四小时定时
采样分析化验，基本可以反映企业实际的废水排放情况。但是对于大部分每天废水
排放量只有一百多立方，几十立方甚至只有几个立方的工业企业现有的连续在线检测仪器仪表显然存在问题。这些中小企业是间歇性排放废水。而且每次排水的时间持续时间周期很短。例如，有些企业每天排放两三次，每次排放半个小时即可。按照连续排放方式设计的定时采样往往采不到正常排水。B、由于采用定时采样的设计，给企业留下了很多操作空间。比如，掌握自动采样规律后，企业可以在自动采样时段先排放
自来水后排放废水的方式规避监管。
[0011] C、更为严重的情况是，一部分企业往往在总排放口排放一部分处理达标的废水，而其余不达标的废水通过其它管路排放。对于深圳很多厂中厂或叫分租厂来说，违法排污已经形成完整的产业链。
[0012] 全国各地为了对排污违法行为进行精准制裁，利用重要涉水污染源排放智能监控网络对水质污染进行管控。在该网络监测点位的建设中，监控设备不具有全天候、全过程、全方位及对监测质量不准确的问题。
发明内容
[0013] 本发明的目的在于提供污染源在线水平衡监测系统，旨在解决上述的技术问题。
[0014] 本发明是这样实现的，污染源在线水平衡监测系统，所述污染源在线水平衡监测系统包括远程监控单元、数据传输单元及基础设备单元，所述远程监控单元，用于与环保部门的环保系统联网，结合远程的自动取样和远程的质控，全面实时的掌握污染源企业违法排污情况，并推送出实时预警信息，实时监控基础设备单元和数据传输单元上传的监测数据并对其数据进行分析生成分析结果，结合监控的实时视频全面了解现场真实状况，为环保部门执法提供
可视化的执法工具；所述数据传输单元，用于将基础设备单元上报的数据信息进行采集和控制，同时经过子站计算机的逻辑运算、综合分析，并将现场真实数据和视频信息传输给远程监控单元；所述基础监测设备单元，用于水质监测、水量监测、环境监测、安防设施监测、对监测区域进行无死
角实时视频监控，通过自组网技术将各个分散监测点位的仪器设备数据实时的传送给数据传输单元。
[0015] 所述数据传输单元中的水平衡监控，该功能是将企事业单位的给水情况、排水情况、耗水情况、日排放限值情况、损耗情况、不明排水情况等进行综合分析，可准确了解企事业单位供水水源、水量分配、耗水和重复利用情况等内容。
[0016] 本发明的进一步技术方案是：所述基础设备单元包括
数据采集系统、自组网系统、视频监测系统及监测系统，所述自组网系统的输出端连接所述数据采集系统的输入端，所述监测系统的输出端连接所述数据采集系统的输入端，所述数据采集系统的输出端连接所述数据传输单元的输入端，所述视频监测系统的输出端连接所述数据传输单元的输入端。
[0017] 本发明的进一步技术方案是：所述自组网系统包括组网模
块、进水流量计、排水流量计、液位计及PH/导电率监测计，所述进水流量计的输出端、排水流量计的输出端、液位计的输出端及PH/导电率监测计的输出端分别连接所述组网模块的输入端，所述组网模块的输出端连接所述数据采集系统的输入端。
[0018] 企事业单位工业进水端流量计组网（瞬时流量、累积流量）、生活进水端流量组网（瞬时流量、累积流量）、生活水排污端组网（液位/电导率）、雨水排污端组网（液位/电导率）等组网设备，该系统将多个分散点位的设备数据集中传到数采仪中，解决了目前的企事业单位多个分散孤立
站点通过4G无线方式/传统布线方式传输的数据传输不稳定问题、受运营商现场网络影响问题、施工难度大问题、安装周期长问题、调试复杂问题等诸多弊端。
[0019] 本发明的进一步技术方案是：所述视频监控系统包括监控主机及多个视频摄像机，多个视频摄像机分别数据通讯连接所述视频主机；每个所述视频摄像机对应一个区域，同时将水量数据及水质数据
叠加在关联摄像机上，可直观反应出企事业单位污染源真实排放情况，更便于环保部门负责人可视化的了解企事业单位的污染情况和用水情况。
[0020] 本发明的进一步技术方案是：所述监测系统包括水质监测子系统、智能安防子系统及环境监测子系统，所述水监测子系统的输出端、智能安防子系统的输出端及环境监测子系统的输出端分别连接所述数据采集系统的输入端。
[0021] 本发明的进一步技术方案是：所述数据采集系统采用的是数据采集仪，所述数据采集仪，用于现场设备仪器数据的采集和控制；工控机用于水平衡监控、水质综合分析、报表分析、趋势分析；为实时数据采集、逻辑分析和控制功能；工控机
软件主要作用为水平衡计算分析、水质数据综合分析、自动采样留样监控、质控控制、报表分析、趋势分析、人员管理等。
[0022] 本发明的进一步技术方案是：所述数据传输单元包括智能网关、工控机、交换机及无线路由，所述数据采集系统的输出端分别连接所述智能网关的输入端及交换机的输入端，所述交换机连接所述工控机双向通信，所述交换机的输出端连接所述无线路由的输入端，所述智能网关通讯连接所述远程监控单元，所述无线路由器通过无线网络连接所述程监控单元。
[0023] 本发明的进一步技术方案是：所述远程监控单元包括云
服务器或服务器、移动终端、政府环保系统及个人终端，智能网关的输出端分别连接所述政府环保系统的输入端及云服务器的输入端或服务器的输入端，所述个人终端通过通信连接所述云服务器或服务器，所述移动终端通过无线通信连接所述云服务器或服务器。
[0024] 本发明的进一步技术方案是：所述水质监测子系统通过水质在线分析监测设备、水质质控仪及水质自动采样器对监测的水质进行分析、质控及采样处理。
[0025] 本发明的进一步技术方案是：利用红外报警器、门禁系统、声光报警器、水浸
传感器、
开关及烟感器/温感器对监测舱内进行构成所述智能安防子系统；利用
温度和湿度变送器对舱内的温湿度进行监测构成环境监测子系统。
[0026] 本发明的有益效果是：各系统整体的综合监测点位，有效解决了监测点位的站房、采样、配水、电源供给和通讯传输等设施的重复建设及后续扩充能力不强的问题。通过一体化方舱整合，使系统中的监控设备得到了简化，监测点的维护量和故障率大幅降低，系统的运行可靠性得到大幅提高；简化了监测点位安装程序，减少了施工的人力物力，缩短了建设周期及成本，为污染源监测快速部署和应急监测提供了高效有利的保障。方舱的模块化组合设计和定制化组装生产，具有很高的适用性。
附图说明
[0027] 图1是本发明
实施例提供的污染源在线水平衡监测系统的结构
框图。
[0028] 图2是本发明实施例提供的视频监控系统的结构框图。
[0029] 图3是本发明实施例提供的自组网系统的结构框图。
[0030] 图4是本发明实施例提供的数据采集系统和水质监测系统的结构框图。
具体实施方式
[0031] 如图1-4所示，本发明提供的污染源在线水平衡监测系统，所述污染源在线水平衡监测系统包括远程监控单元、数据传输单元及基础设备单元，所述远程监控单元，用于与环保部门的环保系统联网，结合远程的自动取样和远程的质控，全面实时的掌握污染源企业违法排污情况，并推送出实时预警信息，实时监控基础设备单元和数据传输单元上传的监测数据并对其数据进行分析生成分析结果，结合监控的实时视频全面了解现场真实状况，为环保部门执法提供可视化的执法工具；所述数据传输单元，用于将基础设备单元上报的数据信息进行采集和控制，同时经过子站计算机的逻辑运算、综合分析，并将现场真实数据和视频信息传输给远程监控单元；所述基础监测设备单元，用于水质监测、水量监测、环境监测、安防设施监测、对监测区域进行无死角实时视频监控，通过自组网技术将各个分散监测点位的仪器设备数据实时的传送给数据传输单元。
[0032] 所述数据传输单元中的水平衡监控，该功能是将企事业单位的给水情况、排水情况、耗水情况、日排放限值情况、损耗情况、不明排水情况等进行综合分析，可准确了解企事业单位供水水源、水量分配、耗水和重复利用情况等内容。
[0033] 所述基础设备单元包括数据采集系统、自组网系统、视频监测系统及监测系统，所述自组网系统的输出端连接所述数据采集系统的输入端，所述监测系统的输出端连接所述数据采集系统的输入端，所述数据采集系统的输出端连接所述数据传输单元的输入端，所述视频监测系统的输出端连接所述数据传输单元的输入端。
[0034] 所述自组网系统包括组网模块、进水流量计、排水流量计、液位计及PH/导电率监测计，所述进水流量计的输出端、排水流量计的输出端、液位计的输出端及PH/导电率监测计的输出端分别连接所述组网模块的输入端，所述组网模块的输出端连接所述数据采集系统的输入端。
[0035] 企事业单位工业进水端流量计组网（瞬时流量、累积流量）、生活进水端流量组网（瞬时流量、累积流量）、生活水排污端组网（液位/电导率）、雨水排污端组网（液位/电导率）等组网设备，该系统将多个分散点位的设备数据集中传到数采仪中，解决了目前的企事业单位多个分散孤立站点通过4G无线方式/传统布线方式传输的数据传输不稳定问题、受运营商现场网络影响问题、施工难度大问题、安装周期长问题、调试复杂问题等诸多弊端。
[0036] 所述视频监控系统包括监控主机及多个视频摄像机，多个视频摄像机分别数据通讯连接所述视频主机；每个所述视频摄像机对应一个区域，同时将水量数据及水质数据叠加在关联摄像机上，可直观反应出企事业单位污染源真实排放情况，更便于环保部门负责人可视化的了解企事业单位的污染情况和用水情况。
[0037] 所述监测系统包括水质监测子系统、智能安防子系统及环境监测子系统，所述水监测子系统的输出端、智能安防子系统的输出端及环境监测子系统的输出端分别连接所述数据采集系统的输入端。
[0038] 所述数据采集系统采用的是数据采集仪，所述数据采集仪，用于现场设备仪器数据的采集和控制；工控机用于水平衡监控、水质综合分析、报表分析、趋势分析；为实时数据采集、逻辑分析和控制功能；工控机软件主要作用为水平衡计算分析、水质数据综合分析、自动采样留样监控、质控控制、报表分析、趋势分析、人员管理等。
[0039] 所述数据传输单元包括智能网关、工控机、交换机及无线路由，所述数据采集系统的输出端分别连接所述智能网关的输入端及交换机的输入端，所述交换机连接所述工控机双向通信，所述交换机的输出端连接所述无线路由的输入端，所述智能网关通讯连接所述远程监控单元，所述无线路由器通过无线网络连接所述程监控单元。
[0040] 所述远程监控单元包括云服务器或服务器、移动终端、政府环保系统及个人终端，智能网关的输出端分别连接所述环保部门的环保系统的输入端及云服务器的输入端或服务器的输入端，所述个人终端通过通信连接所述云服务器或服务器，所述移动终端通过无线通信连接所述云服务器或服务器。
[0041] 所述水质监测子系统通过水质在线分析监测设备、水质质控仪及水质自动采样器对监测的水质进行分析、质控及采样处理。
[0042] 利用红外报警器、门禁系统、声光报警器、水浸传感器、开关及烟感器/温感器对监测舱内进行构成所述智能安防子系统；利用温度和湿度变送器对舱内的温湿度进行监测构成环境监测子系统。
[0043] 移动终端采用的能够支持无线上网的智能手机、笔记本及
平板电脑，其上安装有水平衡在线监测系统的APP端软件，其能够连接云服务器或服务器读取上存储的相关信息。
[0044] 个人终端是需要通过互联网能够上网连接云服务器或服务器，读取存储在云服务器或服务器上的数据信息，其主要由个人PC、交换机、路由器及
防火墙组成，实现远程读取相关信息。
[0045] 所述进水统计模块采用的是进水流量计。
[0046] 所述排水统计模块采用的是排水流量计。
[0047] 所述PH监测模块采用的是PH/电导率监测仪。
[0048] 所述液位计采用的是LI液位计。
[0049] 本系统是
结合水平衡理念和大数据与云计算技术，开发的一套应用于水污染源实时监管的应用系统。
[0050] 本系统可根据企业性质，一厂一策，对企业用水排水进行闭环式监测运行，同步通过系统建模进行水平衡分析，判断被监测企业用水规律，对企业排水污染物进行在线仪表监控和企业水量平衡监控。
[0051] 本系统在进行水量水平衡分析的基础上，在被监测企业的污水排放口安装多功能一体化污染源在线智能监控系统。
[0052] 在线智能监控系统由远程监控单元、数据传输单元及基础设备单元组成。
[0053] 基础设备单元包括：水质单元，包括水质分析系统、水质自动采样系统、质控系统；水量单元，包括水量监测系统，雨污管网监测系统；
智能安防单元，包括门禁系统、声光报警系统、消防系统、安防系统；
环境单元，包括智能
空调系统、环境监测系统；
视频监控单元，包括企业工控监控系统、舱内外无死角监控系统；
自组网单元，包括多个点位远程自动组网系统等。
[0054] 数据传输单元包括数据采集分析控制单元，包括现场数据实时采集、水平衡监控（水量核算/水质监测/视频监控的综合分析）、水质数据综合分析、自动采样留样控制、质控控制、报表分析、趋势分析、智能安防监控；数据传输单元，包括智能网关/数据转发软件多
数据中心传输；
视频监控单元，包括现场工况视频分析、视频实时传输。
[0055] 远程监控单元包括环保平台联网，包括国家/省/市/区县环保系统联网；远程取样，超标留样，包括远程平台随机取样/超标留样，采样人员可以随时取走水样；
远程质控：远程平台随机质控，实时掌握数据的有效性；
信息推送：预警报警信息推送，推送相关监管部门及时执法；
视频监控：远程视频结合实时数据，全面了解现场真实状况。
[0056] 将涉水污染源排放智能监控网络中的水流量平衡监控系统、污染源在线水质自动监控系统、污水自动采留样系统和
水处理池
污泥处理在线视频监控系统等的前端监控设备（包括：流量计、传感器、监测仪器、数据传输设备和相关控制设备）集成在一体化智能监测方舱中，使各系统中独立配置前端监控设备的独立监测点位，形成了整体的综合监测点位。
[0057] 通过配置的子站计算机和一体化控制装置，将各系统的前端监控设备产生的监测和控制结果进行相关性处理，以水量平衡预测报警为核心，通过方舱一体化控制形成污水自动采留样和
污水处理现场视频监控自动联动，以及污染源前端水质检测设备的同步自动监测。
[0058] 对企业排水的水质指标进行实时监测与报警或预警（包括pH值、电导率、COD、
氨氮、总氮、总磷、总镍等不同种类的重金属），并提供水样采集、超标自动留样、
阀门反控截污等功能。
[0059] 采取的模块化组合设计，可根据监测点要求所需的设备及功能在工厂按模块进行定制化组装生产，并可将批量生产的方舱按集装箱方式直接吊装到监测点位，接通电源和采水管路即可使用。
[0060] 采取模块化组合设计，可根据监测点要求所需的设备及功能在工厂按模块进行定制化组装生产，并可将批量生产的方舱按集装箱方式直接吊装到监测点位，接通电源和采水管路即可使用。因此，简化了监测点位安装程序，减少了施工的人力物力，缩短了建设周期及成本，为污染源监测快速部署和应急监测提供了高效有利的保障。方舱的模块化组合设计和定制化组装生产，具有很高的适用性。
[0061] 舱内设置了监测仪器质量控制设备和站房安全及工作
环境控制设备，符合环境水质和污染源在线自动监测的QA/QC技术要求，为系统监测结果的准确可靠和方舱工作环境稳定及监测设备安全提供了有力的保障。
[0062] 实现无人值守自动运行水质监测，将水质监测与排水进行联动控制，企业有效排水才进行检测，提高了数据的有效性。
[0063] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
