智慧环保是物联网技术与环境信息化相结合的概念。“智慧环保”是“数字环保”概念的延伸和拓展，它是借助物联网技术，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，可以实现人类社会与环境业务系统的整合，以更加精细和动态的方式实现环境管理和决策的智慧。且中国物联网校企联盟认为物联网技术的发展会带动智能环保的发展，将环境的保护实现最有效化。

　　数字环保

　　“数字环保”是近年来，在数字地球、地理信息系统、全球定位系统、环境管理与决策支持系统等技术的基础上衍生的大型系统工程。“数字环保”可以理解为，以环保为核心，由基础应用、延伸应用、高级应用和战略应用的多层环保监控管理平台集成，将信息、网络、自动控制、通讯等高科技应用到全球、国家、省级、地市级等各层次的环保领域中，进行数据汇集、信息处理、决策支持、信息共享等服务，实现环保的数字化。

　　智慧环保

　　2009年初，IBM提出了“智慧地球”的概念，美国总统奥巴马将“智慧地球”上升为国家战略。“智慧地球”的核心是以一种更智慧的方法，通过利用新一代信息技术来改变政府、企业和人们相互交互的方式，以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度，实现信息基础架构与基础设施的完美结合。随着“智慧地球”概念的提出，在环保领域中如何充分利用各种信息通讯技术，感知、分析、整合各类环保信息，对各种需求做出智能的响应，使决策更加切合环境发展的需要，“智慧环保”概念应运而生。

　　“智慧环保”是在原有“数字环保”的基础上，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，以更加精细和动态的方式实现环境管理和决策的“智慧”。“智慧环保”是“数字环保”概念的延伸和拓展，是信息技术进步的必然趋势。

　　总体架构

　　“智慧环保”的总体架构包括：感知层、传输层、智慧层和服务层。感知层：利用任何可以随时随地感知、测量、捕获和传递信息的设备、系统或流程，实现对环境质量、污染源、生态、辐射等环境因素的“更透彻的感知”;传输层：利用环保专网、运营商网络，结合3G、卫星通讯等技术，将个人电子设备、组织和政府信息系统中存储的环境信息进行交互和共享，实现“更全面的互联互通”;智慧层：以云计算、虚拟化和高性能计算等技术手段，整合和分析海量的跨地域、跨行业的环境信息，实现海量存储、实时处理、深度挖掘和模型分析，实现“更深入的智能化”;服务层：利用云服务模式，建立面向对象的业务应用系统和信息服务门户，为环境质量、污染防治、生态保护、辐射管理等业务提供“更智慧的决策”。

　　价值分析

　　1)对政府的价值

　　环境保护监测范围：空气污染，水污染，固废污染，化学品污染，噪声污染，核辐射污染等。

　　智慧环保在支持环保部门提升业务能力中可以在环评质量监测、污染源监控、环境应急管理、排污收费管理、污染投诉处理平台、环境信息发布门户网站、核与辐射管理等方面为环保行政部门提供监管手段，提供新鲜的一手数据，提供行政处罚依据，有效提高环保部门的管理效率，提升环境保护效果，解决人员缺乏与监管任务繁重的矛盾，是利用科学技术提高管理水平典型应用，可以实现环保移动办公还可以提供移动执法，移动公文审批，移动查看污染源监控视频等功能。

　　2)对企业的价值

　　企业利用物联网技术可以提高企业管理水平，对企业产生的废水、废气、废渣数量可准确掌握，如果生产线各流程产生的三废排量过高，可影响去污设备(净化装置)的处理效果，三废排量过高，去污设备无法完成净化工作时，企业可停止生产，这样可避免因超标排放或不合格排放所面临的环保部门天价罚单。同时，也承担起企业应有的社会责任。

　　3)对公众的价值

　　智慧环保可以很好地满足公众对于环境状况的知情权，公众可通过环境信息门户网站了解当前环境的各种监测指标，公众可以通过环境污染举报与投诉处理平台，向环保部门提出投诉与举报，从而帮助环保部门更加有效地管理违规排污企业，保持环境良好。

　　另外智慧环保的价值现在以下几个方面：一是提高工作效率;二是促进环保工作规范化、标准化与自动化;三是促进数据资源共享、系统整合，避免重复建设与“信息孤岛”，实现环境信息资源的管理与高效应用;四是有利于实现“环境质量及其变化说得清、污染源排放情况说得清、环境风险说得清”，提高环境监管与应急防范能力;五是提高综合决策能力。

　　安防在智慧环保中的应用

　　在环境保护中，环境监测是感知环境最重要一部，由环境监测机构按照规定程序和有关法规的要求，对代表环境质量及发展趋势的各种环境要素进行技术性监视、测试和解释，对环境行为符合法规情况进行执法性监督、控制和评价的全过程操作。

　　目前，我国已经初步建立了以常规监测、自动监测为基础的技术装备、技术标准、技术人才的环境监测体系，成立了国家、省、市三级监测网络，拥有2300多个环境监测站和4.7万余人的环境监测队伍。

　　环境监测的作用日益显现，能力建设突飞猛进，技术水平显著提高，在污染减排、污染源普查、土壤调查、宏观战略研究、水专项等重点环保工作中，发挥了重要的技术支撑作用。同时我们也看到当前环境监测工作仍然存在许多困难和问题，监测能力不强，监测水平滞后，已经成为制约环境保护事业快速发展的重要因素。

　　安防产品及技术应用以及解决方案在环境监测领域中得到了广泛应用与发展。

　　污染源监控

　　据悉，2009年包头市共投资2700多万元，建设了环境监控与应急指挥中心系统。目前，已建成黄河水质自动监测站1个、大气自动监测站4个，已在31家国控、区控重点企业安装了100套污染在线监测、监控设施，使占包头市空气和水污染负荷90%以上的重点污染源处于有效监控之中。

　　据了解，目前监控中心平台已实现了污染源在线监控、视频监控和污染治理设施的运行情况监控、多媒体会议室、视频会议室等功能。监控中心平台还在进一步提升功能，实现集应急指挥、环境质量数据中心和12369热线于一体的环境信息化数据中心，各类污染源数据及环境质量数据将得到集中整理后，以更加直观的形式展示给决策者和管理者。

　　水资源监控

　　水是人类发展不可缺少的自然资源，是人类和一切生物赖以生存的物质基础。当今世界，水资源不足和污染构成的水源危机成为任何一个国家在政策、经济和技术上所面临的复杂课题。借助科技的力量，利用现代视频监控技术监控水资源污染问题，已经越来越成为一种趋势。

　　据报道，重庆市环保局信息显示，近年来，重庆市加强了三峡库区水环境质量的监测预警能力建设，形成了常规项目监测能力，对长江入境断面实施了自动监测，对重点污染源安装了在线监测，以确保三峡库区水环境安全。

　　由于环保问题涉及的方面比较广泛，而且对实时性要求高，为加大环境污染的监查力度，确保环保工作的及时有效实施，必须建立一套针对分散污染重点进行视音频的实时监控，并且可以集中管理的远程监控系统。

　　通过视频可以查看治污设施是否在正常运行，从而判断治污效果。如果设施未正常运行，就很可能出现超标排污的情况。

　　看废水治理，主要看是否有气泡。绝大多数污水处理设施有一个氧化曝气过程。如果曝气池的水直冒泡沫，像烧开的水在翻腾，证明设施运行正常。否则，证明设施运行有问题。

　　看废气治理，主要看烟的黑度。如果排烟口排放出来的烟气是白色或无色透明的，犹如水蒸气一般，就表明废气达标了;如果烟气呈褐色甚至黑色，则肯定超标了。

　　3G无线监控将大显身手

　　从行业发展趋势看，数字化的视频监控技术将在社会环境监控的建设中越来越普及，数字化处理将贯穿于系统的传输、控制、存储等所有环节。基于数字化的“编解码器+监控平台”的方式在组网灵活性以及对环保部门未来移动、手持等智能应用上的可扩展性方面均存在无可比拟的优越性，而且随着编解码技术的进一步发展以及环保网络带宽资源的不断拓宽，其图像和声音的清晰度将不再是问题。因此可以预计模拟监控时代向全数字化监控时代的全面迈进是未来环境监控行业的方向。

　　环境监控有别于传统的安防监控，其具有以下几个特点：

　　1、污染监控点比较分散，距离监测中心较远，网络建设成本太高，如河流监控;

　　2、部分监控点所处位置特殊，有线网络接通困难;

　　3、环境监控点不是长期的，固定线路铺设成本高，而且工期较长，并且在监测结束后便会废弃，如建筑工地扬尘监测;

　　4、突发的环境污染问题，固定监控无法覆盖，导致中心无法根据现场状况制定污染控制方案。

　　3G移动视频监控的优势在于不受有线传输资源限制、快速部署、费用低廉等等，相对于有线监控，在环境监控中有着巨大优势，随着国家对环境保护力度的进一步加大，3G无线监控在环境保护中的应用将进一步扩大，市场前景十分广阔。

　　智能分析技术应用

　　早些时候，环境监测的内容主要集中在工业污染源。其一般涉及在线仪器监测、数据通讯、数据库管理应用和信息管理等多方面环节。监测的核心在于采集具有时效性、可靠性的环境信息，通过先进的传输技术提供实时的数据;利用先进的信息挖掘手段，提高环境信息利用率和共享程度，最大化地为环境监测与管理提供及时、科学的依据。

　　单纯的数据监测主要通过在污染源排污处架设环境检测设备，采集监测排污口二氧化硫、化学需氧量、粉尘等污染物排放量数据信息，以有线或无线方式将监测结果发送到信息中心服务器。该方法只反馈采集的相关数据，无法看到前端排污口及治理设备的真实情况，缺乏直观的图像。

　　近几年来，在国家大力倡导构建资源节约型、环境友好型社会的方针指导下，我国环境监测技术也得以明显改善。目前的环境监测体系中还整合了环境视频监控系统。在环保监控系统中，前端设备亦多被“安插”在排污现场，采集排放口和污水处理设施的视频信号，并传送到监控主机上，监控主机将这些信号和数据通过通信网络传输到环保局监控中心。系统可以很好地掌握到企业污染设备有无正常运转、有无偷排现象，也便于实时在线监测相关数据。

　　视频监控和环境监测的结合不是生拼硬凑。通过视频监控系统与环境监测系统的对接以及图像与数据的叠加和关联特性，可以很方便地看到监测点图像和数据信息，实现数据与图像关联。看数据的时候能够看到图像，看图像的时候也能够看到数据。通过视频和数据的结合，可以有效防止虚假数据，并及时直观的发现现场问题。

　　监控系统的高清化(1080P、720P)以及智能化(智能识别、智能分析等)应用已经成为目前环境监控的发展趋势。高清技术与IP技术结合，将为用户提供前所未有的数据传输量和画质体验。通过高清1080p、720p视频监控系统，用户将能够分辨出最细微的图片细节和现场的真实情况，适用于更多环保监控系统中污水、大气、粉尘现场监控的实际需要。高清视频监控将为环境监控来来更强的易用性、清晰度，以及更多复杂环境的监控应用。

　　智能分析系统则通过对视频、音频以及数据的获取和分析，判别环境状况是否正常，如出现污染物超标等异常情况，则会自动进行报警，提示环境监测和管理部门注意并及时进行处理，遏制重大污染事件的发生。

　　同时，智能分析也逐渐成为了环境监控的应用热点。智能分析系统通过对视频、音频以及数据的获取和分析，判别环境状况是否正常，如出现污染物超标等异常情况，则会自动进行报警，提示环境监测和管理部门注意并及时进行处理，遏制重大污染事件的发生。

　　高清网络监控的应用

　　针对环保监控的实际需求，结合先进的技术及应用，科达提出高清智能网络化环保监控方案，方案以IP传输网络，H.264协议群为传输基础，是集1080p、720p高清图像、音频监控及对讲、数据叠加、智能化分析及告警、可视化指挥调度为一体的综合型应用系统。

　　通过高清智能网络环保监控方案，可实现视音频及报警信息的采集、传输/转换、显示/存储，进行权限管理，保证信息的安全、可视化的环保事件的应急预案管理和调度等多项功能。通过摄像系统对污染事件频发的区域进行连续监视，通过控制中心和分控中心遥控的方式调整监视区域和染污源监控点，环保部门足不出户即能实时了解情况并进行监督，一旦发生污染事件，可查阅现场录像记录，并与环境监测数据叠加同步显示，为调查和处理提供方便，把现场监控模式由传统的单一型、粗放型向综合型、智能化、集约型转变，提高了环境管理的效率。

　　目前安防技术在环保中的应用主要集中于企业污染源监控，而随着环保意识的加强和安防技术的日渐成熟，安防技术也会逐渐渗透环保行业的各个领域，由较窄领域监测向全方位领域监测的方向发展，比如自然保护区、森林防火、湿地监控等，这既给安防行业带来了机遇，也提出了挑战。展望未来，我们相信，安防技术必将会在环保领域得到很大程度的应用。

　　实现从“数字环保”到“智慧环保”的跨越，关键是要在原有“数字环保”的基础上，重点加强感知层与智慧层的建设。一是利用物联网技术，建设实时、自适应进行环境参数感知的感知系统;二是利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，整合现有信息资源，建设具有高速计算能力、海量存储能力和并行处理能力的智能环境信息处理平台，为最终实现“智慧环保”的各项应用服务提供平台支撑与信息服务。

　　物联网技术在环境保护中的应用

　　“智慧环保”的基础是物联网。基于“数字环保”平台和物联网技术在环保领域的深入发展，构建环保领域覆盖全国的物联网系统，是实现由“数字环保”向“智慧环保”转化的第一步。在全国选择基础较好的地区开展“智慧环保”试点，建立环境物联监测网络，实时采集污染源数据、水环境质量数据、空气环境质量数据、噪声数据等环境信息，对重点地区、重点企业实施智能化远程监测，对各种环境信息进行智能分析，将为“智慧环保”的全面推进奠定良好基础。

　　目前，我国环保工作在监管能力建设上有两个不足：一是环境风险源基础感知能力不足;二是决策的科学化、智能化水平尚待提升。由于我国在环境应急管理方面的技术标准规范尚未建立健全，环境应急管理在环境风险评估、事件模拟、损失鉴定等方面尚未实现信息化，这给应急管理决策的科学化、智能化水平的提升带来了障碍。

　　智慧环保借助物联网技术，把感应器和装备嵌入到各种环境监控对象(物体)中，可实现对水体水源、大气、噪声、污染源、放射源、废弃物等重点环保监测对象的状态、参数及位置等信息进行多元化、动态、分布式感知。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，以更加精细和动态的方式实现环境管理和决策的“智慧”化。互联网解决人与人之间的沟通，物联网技术解决物与物、人与物之间的联系，在未来五到十年是科学技术发展的趋势。

　　环保物联网建设面临的挑战

　　首先，环保物联网应用中环境监控、环境信息共享范围与协同能力尚不能满足环境保护的需要。

　　其次，环保物联网应用在环境质量监测、行业、企业污染防治、总量减排等履行环保职责中还没有充分发挥作用，影响了环境保护的效果。

　　第三，科技创新和技术应用的意识、思路有待进一步开拓，环境管理理念、方法、体制、机制不匹配，缺乏统筹规划与组织。

　　第四，目前环境保护管理模式从污染控制为目标开始向环境质量改善为目标转变，在这种形势下，现有环境监控模式和能力还存在明显差距。

　　最后，环保物联网相关产业发展也滞后于应用需求，同时，公共服务能力与公众参与水平还不能满足日益增长的需求。

　　环保物联网难题的解决之道

　　首先，进行环保物联网顶层设计要明确建设理念。目前和今后相当一段时间内环保物联网建设和应用应当以服务的理念为出发点和落脚点，服务对象包括政府的环境管理、监测和研究部门、污染排放及治理企业、其他社会机构和社会公众等。

　　其次，现阶段环保物联网建设和应用必须强调周密的配套设计.前些年环保部门中相对简单、易于实现的系统已经初步实现，剩下的全是'硬骨头'，并且与方方面面密切联系，涉及组织建设、制度建设、体制创新等诸多方面，需要对涉及的建设、应用、运维的所有方面进行整体配套设计。

　　第三，要明确环保物联网建设和应用的范围，通盘考虑环保物联网应用的服务体系、应用体系、信息资源体系、管理体系、基础设施，统筹好各部分之间的依赖关系，使其能有效支撑、协同发挥作用;同时，要把握建设重点、合理规划建设策略和实施路径，确保环保物联网建设和应用的效果。

　　最后，要把握好国家和地方的关系，考虑中央、地方的制度体系及其管[3]理的优化，做好环保物联网建设、应用和运维的财政、行政等体制、机制统筹，并通过把顶层设计上升到决策高度，保证顶层设计的落实。

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