2022年智慧环保大数据建设方案

智慧环保大数据云平台建设方案行业背景智慧环保大数据平台​以“信息强环保”为发展目标，借助物联网技术，把感应器和装备嵌入到各种环境监控对象（物体）中，通过超级计算机和云计算将环保领域物联网整合起来，实现人类社会与环境业务系统的整合，通过大数据分析，构建一个以电子政务、行政许可、环境综合监管、自动监控监测、生态环境综合管理、决策与应急处置、移动监管、基础设施为核心内容的“互联网+智慧环保”信息化平台，以更加精细和动态的方式实现环境管理和决策的“智慧”。“感知环境、智慧环保”智慧环保大数据平台贯彻“物联网+环保”的建设思路,贯穿“全面感知、标准引领、平台支撑、智慧应用”的顶层架构设计，应用物联网手段和技术实时感知环境质量、污染排放、环境业务过程等信息，构建全方位、多层次、全覆盖的生态环境监管网络；通过环保物联产业标准觃范的制定，推动环境信息资源高效、精准地传递；基于智慧环保云支撑平台，支撑污染源监控、环境预测预报、环境监察、公众参与等环保业务的全程智能，全面提升城市生态环境管理精细化、高效化和智慧化水平。Contents目录1.智慧环保现状分析2.智慧环保建设需求3.智慧环保建设目标4.智慧环保云平台建设5.智慧环保规范体系6.智慧环保建设内容7.智慧环保应急管理平台建设Part1智慧环保现状分析国内外环保大数据应用情况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（VerticaAnalyticsPlatform），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DATA.GOV政府门户网站森林的生物多样性丧失情况。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。重污染天气预报预警我国环保行业政策背景环保行业政策密集出台•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，主动查究违法违觃行为•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当前我国环保行业面临的挑战数据来源不全采集设备部署不全各地方建设程度差异环保必须靠数据来说话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智慧环保建设背景相关政策：

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”。说清环境污染源状况说清环境质量现状及其变化趋势说清环境潜在的风险Part2智慧环保建设需求智慧环保发展需求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环境信息化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智慧环保内涵Part3智慧环保建设目标智慧环保建设目标

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？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“更有效”

如何“更智慧”决策重点城市、区域和流域重大环境管理问题？“更快速”“更全面”“更有效”“更智慧”Part4智慧环保云平台建设智慧环保体系架构环保大数据----建设原则和建设目标顶层设计、应用导向开放共享、强化应用-顶层设计开放-创新应用全面-基础架构灵活-业务创新-管理创新-模式创新建设原则健全规范、保障安全分步实施、重点突破-数据准确性-数据一致性-数据真实性-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建设目标----参考国家环保部环办厅[2016]23号文总体架构大数据应用环境监管公众服务宏观决策执法管理上级平台水大气化工污染管理应急指挥管理公众宏观监察执法管理外环境管理环境管理服务决策运维与安全数部政务云据大数据管理数据服务运维管理业务库控件库数据模型大数据建模标（环境影响评价）接第三方平台准数据采集系统数据交换公安气象安全管理体环保口云通用计算云高性能计算云视频监控云存储云交通住建系网络感知固网+无线+物联网视频监测污染源在线环境质量化工污染觃划旅游水大气化工监测监测监测智慧环保技术路线构建环保专网，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。覆盖全省的环保物联网专用网元+国际领先的物联网管理平台尝试引入基于NB-IoT的环保物联网引入世界最新物联网技术---窄带物联网NB-IoT自动化智能化可视化化工监测大气监测水文监测公众服务应急指挥环保执法环保应用广覆盖低功耗大连接低成本物联网管理平台业务能力优势NB-IoT方案价值控制中心比通常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；广覆盖专用核心网元M-HLRM-SMSCM-GGSN网络层低功耗采集终端可支持5-10年不更换电池。MSC/VLRMGWGERANUTRANE-UTRANSGSNSGW低成本网络结构简单，终端维护便捷。终端感知环保云平台整体架构应用层大数据管理平台大数据应用平台云管理计算资源虚实结合服务应用层资源配置应用服务器采用虚拟机方式，资源复用，服务层可快速扩展；数据库服务器采用物理机方式实时数据服务数据库服务视频监控服务资源计量，确保处理效率，提升系统安全性。资源监控存储资源高低搭配网络层SDN管理协同视频监控类流数据、监控采集实时数据等虚拟计算资源池物理计算资源池存储资源池云运维采用高性能FC-SAN存储，确保数据的及时处基础资源层平台网管理；通用数据及海量的历史数据采用低价的通用计算高性能计算资源池数据库业务区高性能存储资源池通用存储IP-SAN存储，节约成本。资源池资源池CPU:400核CPU:200核CPU:100核存储：100T存储：200T基础运维内存：3000G内存：1500G内存：1200GSDN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，可中间件、视频监控实现网络自动化配置，资源快速部署。通用应用核心应用数据库监测采集历史数据环保云平台实施考虑云迁移业务系统业务系统X迁移新建环保云平台淘汰利旧利旧原有资源,组建异构云

对于X86业务平台，采用P2V方式迁移。对于小机系统，建议重新部署方式云灾备云安全

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；虚拟机系统数据库系统文件系统其它业务系统虚拟机系统…业务系统

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；…

FC/IPSAN

定期及实时自动备份

在线存储应用服务器在线存储省云A省云B

环保大数据管理平台体系架构数据应用层环境监管公共服务宏观决策环境执法外部系统环境监控平台国家环保局环境城市环境质量报告环境污染影响分析污染评估信息系统城区环境动态热图市民环境意见反馈环境人口匹配分析执法罚款其他省市环保局环境信息系统数据服务层实时分析服务离线分析服务位置服务数据建模服务数据资源交换及共享气象部门数据住建部门数据数据整合分析层指标库水污染源信息库气污染源信息库水利污染监控模型交通部门数据标准基础数据环保数据化工污染信息库处理数据模型标签库污染排放日志库大气污染监控模型污染物溯源分析模型社会网站数据特征库环保执法记录环保周期分析……爬虫抓取数据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处理层数据采集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。环保大数据管理平台-----大数据建模环保建模服务

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。水质分析图化工污染源监控点图联通成功经验重污染天气预报人流热力图PM2.5污染物来源追溯智慧环保技术路线智慧环保核心技术互联网GIS智慧环保天空地一体化智慧环保技术框架智慧环保关键技术Part5智慧环保觃范体系智慧环保规范体系环境信息化标准体系总体标准应用标准信息资源标准应用支撑标准网络基础设施信息安全标准管理标准标准信息分类与编码软件开发与管理项目验收与监理项目测试与评估信息资源评价信息化管理标准总体框架文件格式业务流程应用系统地理信息信息交换目录服务描述技术网络设备网络安全网络管理总体标准技术标准管理标准术语元数据数据元数据库Ip以太网网已发布部分发布未发布智慧环保规范体系感知层TextTextText标准服务支撑层标准应用层跨层技术标准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无缝的整合和控制下层网络和感知层的各类信息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传感器产品标准短距离传输与自组网技术标准和设备，并能对上提供整体、同意的运行支撑智慧环保建设原则统筹规划原则分步实施原则上下兼容原则资源共享原则为整个智慧环保建设和运行管提供维护和服务理是环境信息系统正常稳定运重要保证行的环境数据信息运营维护体系再好的系统，没有完备的更新维护机制，也不会持久的有生命力理管维Part6智慧环保建设内容智慧环保感知层建设重金属监测噪声监测水质监测卫星遥感系统辐射监测气体监测无人机感知系统感知特点：小体积、低功率、能定位、能传输、多因子、组件化、插件化、大面积、立体化智慧环保感知层建设包括系统：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。“天地一体化”的环境监测体系环境质量在线监测系统重点风险源监控系统以企业为主体多种监控模式一体化进行放射源监控污染源在线监测系统严格遵循符合国家统一标准的传输协议环境质量预测预报系统丰富的GIS展示环境生态遥感监测系统放射源监控系统跨专业、跨系统的监测数据查询体系设备设施运行状况监控O。智慧环保感知层建设天地空环保体系建设目标总体目标立体感知实现点线面体全面感知服务器终端监测船全面贯彻落实科学发展观，按照国家环境保护范环境风险，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移动应急监测传统动态面、线感知层在线监测传统点源地面感知层固定监测台站传统面、线感知层地下水动态感知水下仿生机械人天地空环保一体化服务体系建设安全体系建设安全等级保护安全保障体系安全体系建设统一的安全门户平台安全体系建设统一的移动安全展示平台宇图天下——数字便携移动化、覆盖全面化、综合查询化、高效管理化环保安全体系建设统一的公众服务平台智慧环保网络体系建设智慧环保网络技术方案建设方案智慧环保应用系统方案智慧环保数据中心建设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”。智慧环保一张图应用服务器采用虚拟机方式，资源复用，CPU:200核开创“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。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基于环保物联网的系统整体功能构架图•可实现移动端的应用。管、执法和决策时没有依据策分析打下良好的基础。数据高度共享，促进固体废物管理的一致性。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智慧环保应用：一张图监测•分级协同、交互式指挥平台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。•实时的语音、图像和数据信息发布与反馈化工监测大气监测水文监测公众服务应急指挥环保执法环保应用智慧环保应用：领导驾驶舱一张图统一展示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：一张图监测污染源监控水环境监控声环境监控放射源监控烟气黑度监控智慧环保应用：一张图监测企业信息NO2遥感反演产品统计图表PM10遥感产品智慧环保应用：一张图应急智慧环保应用：一张图应急智慧环保应用：一张图应急一张信息全面的态势图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系，最终实现环境数据资源统智慧环保应用：领导驾驶舱一张图统一展示“感知环境、智慧环保”智慧环保大数据平台贯彻“物联网+环保”的建设思路,贯穿“全面感知、环保大数据管理平台体系架构•实时的语音、图像和数据信息发布与反馈严格遵循符合国家统一标准比通常2G覆盖增强20dB，可多穿透1-2风险源管理子系统功能构成图天地空环保体系建设目标环保应用系统建设力度加强智慧环保应用：污染源企业一源一档以污染源为对象，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（1）基于物联网先进技术数据收集，全面掌握固体废物相关信息。全生命周期实时监管（2）对固体废物从产生、贮存、收集、运输和处置的力度，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数据高度共享，促进固体废物管理的一致性。；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，便于环保部门实时了解固体废物状态，加强监管。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基于物联网先进技术全生命周期实时监管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固体废物业务数据的高度共享智慧环保应用：危险废物全生命周期监管系统智慧环保应用：基于一张图的放射源在线监控管理系统定位监控视频监辐射剂量控监控红外监控八位一体的监控手段门禁系统移动源监控安全巡移动载源检箱射频识别智慧环保应用：基于一张图的放射源在线监控管理系统定位监控视频监辐射剂量控监控红外监控八位一体的监控手段门禁系统移动源监控安全巡移动载源