總體方案介紹

主監(jiān)控中心設在省環(huán)?？偩?，并具有一個固定的萬維網IP地址，通過該地址,其它分監(jiān)控中心和省級企業(yè)可以把污水排放的數據傳輸到主監(jiān)控中心。

分監(jiān)控中心設在各市級環(huán)保中心，負責對各污染源點對點的數據收集和監(jiān)控，并通過Internet及時向省級中心傳送數據。

各污染源監(jiān)控子系統(tǒng)配置計算機、設施運行記錄儀、超聲波流量計、CODCr（以重鉻酸鉀作為氧化劑的化學需氧量）在線測試儀、PH（工業(yè)酸度）在線測試儀等，并配備相應的軟件，確保可靠、有效地運行。為今后擴展留有接口和擴展的余地。

1. 實施目標和技術方案

本項目投用后，實現(xiàn)了對所有生產數據的實時監(jiān)控、集中管理，在省環(huán)保中心的大樓內就可以實時地查看所有污染源的數據、報表和歷史趨勢。
　　由于各污染源相距遙遠，而光纖又不能到達各個裝置，因此市級的數據采集采用電話線路傳送數據信號，在各污染源和市級中心分別安裝一條專用電話線路，由軟件進行分時管理，點對點直接撥號，即市級主機定時直接撥打污染源的電話，把下位污染源計算機存儲的連續(xù)數據采集到市級中心的服務器中，但每次撥打的電話時間可以間隔2小時以上，而通訊的時間卻保持在10分鐘以內，以節(jié)省運營的費用。
  省環(huán)保中心主服務器設立一個萬網IP地址，市級監(jiān)控中心和中央、省直屬企業(yè)的計算機通過ISDN/IDSL上Internet網訪問省級中心服務器，把數據連續(xù)上傳到省環(huán)保中心的數據庫中，使數據更新周期不超過4分鐘，系統(tǒng)機構如圖所示。

主要污染源在線監(jiān)控系網絡圖

2. 需要解決的技術問題

2.1實時數據的壓縮傳輸、數據校驗
  為了實現(xiàn)低成本遠程通訊，采用ISDN/IDSL線路。ISDN/IDSL線路因受傳輸介質本身的局限，帶寬較窄，誤碼率較高，線路易受干擾，容易發(fā)生鏈路中斷問題。為保證高可靠、高效率和實時性良好地傳送數據，需要開發(fā)專用遠程通訊服務程序。
　　針對以上問題，所開發(fā)的遠程通訊服務程序除完成基本通訊功能外，還需要實現(xiàn)以下功能：

? 數據壓縮處理

要傳送的報文數據首先要經過數據壓縮處理，以降低網絡負荷，提高對通訊帶寬的利用率。數據壓縮采用優(yōu)化壓縮算法，以獲取較高的壓縮比和較快的壓縮速度。

? 數據校驗處理

為保證實時數據傳送的可靠性，對傳送的報文數據要進行數據校驗處理。在發(fā)送端對報文數據加入校驗碼，在接收端對數據及校驗碼進行檢驗，對誤碼進行糾錯處理。數據檢驗處理可有效地解決線路干擾嚴重、誤碼率較高的問題。

2.2實時數據庫的歷史數據保存及壓縮
  現(xiàn)階段100個污染源全部實時數據接近500點，保存所有歷史數據供未來分析使用無疑具有重要作用，因為我們不知道將來會需要什么數據。大量的歷史數據在保存和檢索時須采用數據壓縮技術，以提高存儲效率。

2.3通訊狀態(tài)的自動診斷和鏈路的自動恢復

? 通訊狀態(tài)檢測與監(jiān)視

為提高通訊可靠性，遠程通訊服務程序要具備通訊狀態(tài)檢測與監(jiān)視功能，實時診斷通訊狀態(tài)和鏈路連接情況。

? 鏈路自動恢復處理

當通訊鏈路出現(xiàn)中斷現(xiàn)象時，遠程通訊服務程序要具備鏈路自動恢復功能，并保證在發(fā)生鏈路中斷時發(fā)送的報文不被丟失。

2.4市級監(jiān)控中心和中央、省直屬企業(yè)的數據采集
　　由于市級監(jiān)控中心設有子污染源的服務器，中央、省直屬企業(yè)基本采用Ⅱ型配置，配有終端計算機，為采集這一部分裝置中的生產過程數據，需要開發(fā)專用通訊程序。
　　遠傳軟件將加載在市級工作站內。它要完成從每個污染源監(jiān)控軟件的實時數據庫內獲取實時數據和歷史數據，并存入自身的數據庫中；同時遠傳軟件也要加載在中央、省直屬企業(yè)污染源的終端工作站內。它的另一項任務是將各種數據發(fā)送到環(huán)保局主中心的局域網服務器上。
　　對遠傳軟件的設計有如下要求：
　　采用內部進程通訊機制，以降低系統(tǒng)資源開銷，提高通訊速度。兼容現(xiàn)有組態(tài)文件格式，以免修改原組態(tài)內容。代碼緊湊，運行效率高，以減少對上位機工作站的資源占用。具有較高的可靠性，以便在加載后不致影響原系統(tǒng)的控制功能。
　　多個市級服務器和直屬企業(yè)終端在與省環(huán)保中心互聯(lián)通訊時，由于ISDN線路容量有限，不能做到每套終端單獨使用一條線路，只能共享一條線路，因而需要開發(fā)網絡調度程序對整個網絡的通訊過程進行管理，合理分配通訊資源，均衡通訊負荷。網絡調度程序的核心功能是線路復用，包括對網絡結點的自動輪詢訪問，通過鏈路的自動搭接與拆除等，保證每個終端都能機會均等地訪問主服務器。

2.5瀏覽器、數據庫接口
　　為保證網絡上各工作站在使用標準瀏覽器時也能實時監(jiān)視數據監(jiān)控的動態(tài)過程（狀態(tài)圖、趨勢圖、報警畫面等），需要開發(fā)Web Server程序，Web Server提供訪問各級服務器數據的一個公共入口，支持標準瀏覽器，如：IE、Navigator等。通過Web Server，在瀏覽器上可查看所有終端的動態(tài)流程圖，其效果如同各工作站。另外Web Server提供安全機制，限制了對過程控制的任何操作與修改，使現(xiàn)場的安全生產得到保證。

2.6市級終端自動網絡撥號的調度和管理

? 自動撥號

當啟動系統(tǒng)時，系統(tǒng)自動按預置的號碼輪流進行撥號，直接撥打市級污染源終端電話，費用為市內通話費用，自動和市級企業(yè)污染源建立通訊鏈路，整個撥號過程是透明的。

? 帳號自動管理

系統(tǒng)在啟動時，可按照預置帳號自動登錄，完成用戶注冊和密碼校驗。

3. 技術指標

在使用專線的情況下，每個子站數據點數小于100點時，更新周期不大于15秒。

不使用專線時，數據更新周期不大于30秒（遠程終端數／撥號服務器實際線數）。
　　歷史趨勢數據保存周期大于3年（精度0.1%）。

4. 系統(tǒng)功能的擴展方向及基礎方案

這一次的100個污染源還不能完全代表所有的基層數據，要想提高實時數據管理系統(tǒng)的完整性，就須將計量數據、能耗數據和其它關鍵數據納入到網絡中來，使底層信息化堅實可靠。
　　在現(xiàn)有系統(tǒng)的基礎上，下一步應從系統(tǒng)分析入手，對污染源監(jiān)控的計算機綜合信息管理系統(tǒng)建設規(guī)劃出合理的結構，并盡快實施。

5. 計算機綜合信息管理系統(tǒng)的需求分析
　　從應用的角度看，計算機綜合信息管理系統(tǒng)的各子系統(tǒng)之間應該能夠共享數據，能及時準確地對污染瞬時點進行分析、經營效益核算，隨時能夠查看環(huán)保設備的投入、運營等共享數據，形成全局的生產、經營、辦公一體化管理系統(tǒng)，充分發(fā)揮各種硬件資源和軟件資源，給生產和經營管理提供強有力的支持。
　　待開發(fā)系統(tǒng)將所有生產、經營、辦公自動化系統(tǒng)在應用軟件平臺上有機地聯(lián)系起來，具有生產、資源等一體化管理的優(yōu)勢，優(yōu)化配置生產資源、市場資源、供應及儲存資源、人力資源，滿足ISO9002管理規(guī)范要求，同時引入ERP管理思想（注：ERP是管理思想，不是軟件），符合環(huán)保公司管理（注：不是現(xiàn)有管理模式，是待建的新的管理模式，包括ISO9002規(guī)范和ERP思想）特點的系統(tǒng)。

6. 設計路線及數據流
　　環(huán)保公司主要包括三類數據信息：
　　① 過程數據：監(jiān)控生產過程產生的、由各種儀器儀表測量出來的數據。
　　② 管理數據：財務、人事、計劃等數據。
　　③ 文檔數據：辦公過程中擬訂的包括文件、通知、條例等。
　　過程數據、管理數據、文檔數據統(tǒng)一按如下規(guī)則管理：
　　擬上網的過程數據都存儲在實時數據庫中。
　　擬上網的管理數據都存儲到Oracle關系數據庫中。
　　擬上網的文檔數據都存儲到Lotus Notes文檔數據庫中。
　　

? 過程數據包括：數據采集系統(tǒng)、計量數據管理系統(tǒng)。

? 以Oracle關系數據庫為中心的管理信息系統(tǒng)包括：水質調度監(jiān)控數據系統(tǒng)、化驗數據管理系統(tǒng)、環(huán)保監(jiān)測管理系統(tǒng)、計劃統(tǒng)計管理系統(tǒng)、設備管理系統(tǒng)、財務數據上網系統(tǒng)、備品配件管理系統(tǒng)、分中心管理系統(tǒng)、人力資源管理系統(tǒng)、綜合查詢系統(tǒng)。

? 以Lotus Notes 文檔數據庫為中心的辦公自動化系統(tǒng)包括：環(huán)保企業(yè)形象、行政管理、檔案管理、生產技術管理、公共信息、網上資訊。

7. 環(huán)保公司應用系統(tǒng)的開發(fā)目標

環(huán)保公司應用系統(tǒng)包括以下部分：
　　以力控科技大型實時歷史數據庫為中心，建立以實時數據管理為核心的實時數據庫管理系統(tǒng)，包括歷史數據查詢、事故追憶。
　　以ORACLE公司的大型管理數據庫Oracle 8i為中心，建立以生產經營為中心的管理信息系統(tǒng)，包括污染源監(jiān)測、化驗數據管理、計量數據管理、環(huán)保監(jiān)測、計劃統(tǒng)計管理、設備管理、備品配件管理、人力資源管理系統(tǒng)、財務數據上網、經理綜合查詢系統(tǒng)等，實現(xiàn)以成本核算為核心的統(tǒng)計分析。
　　以LOTUS公司的文檔數據庫Lotus Notes R5為中心，建立包括內部辦公管理所有功能的辦公自動化系統(tǒng)。

8. 設計原則與策略
8.1數據庫選型技術原則

? 數據的完整性：DBMS要能防止數據腐化、錯誤錄入和非法數據關系的發(fā)生。

? 物理數據保護：要能提供恢復功能和再啟動功能，能利用DBMS將數據庫返回到原先的狀態(tài)。

? 數據安全：能對讀、寫分別提供存取控制，這種控制要能到達數據項一級，并能支持數據加密。

? 數據的獨立性：可以不改變原先的程序而遷移數據。

? 性能可調整性：可以通過物理存貯來調整性能，數據的冗余度可減少到一定程度，能提供變長記錄和數據壓縮，其響應時間可以接受。

? 多用戶：能支持并發(fā)的多用戶訪問同一數據庫，并在記錄級具備鎖定機制。

? 容易使用：可以方便地定義復雜的數據關系；程序可以用任何主要的程序語言書寫，命令簡明，提供完備的技術文件。

? 查詢報告系統(tǒng)：可以用標準化的語句進行查詢，可以從預先定義的查詢得到復雜的報表，支持嵌套查詢。

? 可移植性：支持多種計算機系統(tǒng)、多種操作系統(tǒng)、多種高級語言，可以與國家環(huán)保總局的網絡進行無縫接入。

8.2 數據分析與系統(tǒng)結構
　　從環(huán)保局管理的角度考察待開發(fā)系統(tǒng)，要求待開發(fā)系統(tǒng)以明確表達監(jiān)控管理各個環(huán)節(jié)間的聯(lián)系，量化顯示控制點。作為一個完整的計算機管理系統(tǒng)，待開發(fā)系統(tǒng)還將加強各環(huán)節(jié)部門間的聯(lián)系與協(xié)作，提高經營信息的透明度，強化生產效益和經營效益核算。
　　建立監(jiān)控調度管理數據（包括各污染源中間過程計量數據）和環(huán)保監(jiān)測分析數據庫；這些數據在待開發(fā)系統(tǒng)中被稱為原始數據或一次數據，也稱作直接數據。原始數據以一定的頻度參與并按指定的算法或模型進行匯總和統(tǒng)計，產生統(tǒng)計數據或間接數據。部分原始數據和統(tǒng)計數據進入核算系統(tǒng)中，產生核算數據。核算數據是獎懲的依據。
　

在待開發(fā)系統(tǒng)中還有指標數據或控制數據，如：環(huán)保達標指數。指標數據在系統(tǒng)各個控制點控制原始數據、統(tǒng)計數據和核算數據。統(tǒng)計數據和核算數據反過來成為指標數據的依據。

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