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内蒙古交通环境监测信息处理平台的构建与应用

更新时间:2009-03-28

0 引言

加快推进交通运输环境监测网络建设,是建成国家环境监测体系的必然要求,也是落实行业生态文明建设、推动行业绿色发展的重要举措,除此之外,还可为行业环境保护决策和监督管理提供基础数据和科学依据。而以手工采样并将样品带回实验室分析的传统监测技术手段,由于灵敏度低、操作繁琐、分析时间长等原因,并不能很好地反映污染物的实时变化[1],尽管仍会被保留,但在交通环境监测中发挥的作用却不能与以往相比。相反,由信息处理设备和在线监测设备共同组成的交通环境监测信息处理平台,以其时间代表性强、监测频率高、数据量大的特点,正成为交通运输行业环境监测的主要技术手段。

“十一五”期间,内蒙古自治区的高等级公路建设实现跨越式发展,高速公路、一级公路等高等级公路通车里程达1.82万公里[2],公路交通环境保护形势陡然严峻。为了应对日趋繁重的公路交通环境监测任务,自治区交通运输厅决定启动内蒙古自治区交通运输环境监测网络建设试点工程,由自治区交通建设工程质量监督局负责具体实施。试点工程的各项建设任务已于2014年圆满完成,自治区交通运输环境监测网络初步建成并顺利投入运营,填补了自治区交通运输环境监测领域的多项空白。

作为内蒙古交通运输环境监测网络的系统中枢,内蒙古交通环境监测信息处理平台运营3年来,及时、准确、全面地收集和处理了监测到的各类环境污染信息,为交通运输部和自治区交通运输厅相关数据统计工作提供了重要的信息支撑,为进一步提升交通运输行业环境监测的自动化、程序化和标准化水平[3,4],提供了借鉴与示范。

1 信息处理平台建设目标

内蒙古交通环境监测信息处理平台的建设目标为:充分利用现有的基础软硬件和网络资源,更好地拓展行业环境监测的发展空间,促进交通运输行业现代化环境监测体系的形成[5],建立包括交通环境数据中心系统、交通环境地理信息系统、质量在线监控系统在内的交通智能化环境监测信息处理平台。

(1)建立内蒙古交通环境数据中心,可实现基础地理信息数据和交通环境质量在线监测、交通实验室检测业务数据、交通环境督查与统计信息等的统一存储和管理,保证数据的一致性、完整性。

(2)建立内蒙古交通环境地理信息系统,可实现交通环境监测工作在GIS上的图文结合一体化,为交通环境管理提供直观、可视化的支持和服务。

(3)建立内蒙古交通环境质量(空气、噪声)在线监控系统,可实现对3处环境在线监测站点的监测数据进行统一采集和现场端仪器的统一控制,及时、准确地定量评估出不同交通路段环境质量状况及设备运行状态。

处于温带草原气候区的西部边缘地带,属半干旱高原大陆性气候,主要气候特点是气候温凉,气温的日较差和年较差较大,白天气温高,春季升温和秋季降温都很迅速;降水不足,高度集中,水热同期;风大、蒸发强烈;日照长辐射强;气候有一定的垂直差异。年均气温为7.6 ℃,极端最低气温为-26 ℃,极端最高气温为41 ℃,气温年较差25.6 ℃,日较差13.6 ℃,积温2 077.5 ℃,无霜期约160 d。年降水量368~450 mm,集中于七、八、九3个月;年蒸发量为1 100 mm,年日照时数2 600 h。土壤类型为粟钙土。

2 信息处理平台整体设计

对站点的实时数据、小时均值数据和日均值数据进行查询,以列表和图表两种方式展现,并可导出为Excel文件;可查询各监测点设备运行状态参数的历史数据及设备校准时产生的数据,查询结果可导出。

对多个监测点的实时数据(监测因子)和设备运行状态(正常、断线、故障)以列表形式展现;以动态曲线图展示单个站点、多个因子的实时监测数据,图形可放大缩小,曲线图可设置标准线;通过仿真图对监测点设备的状态运行(正常、断线、故障)、运行参数、环境动力参数等进行实时监控。

Oxycodon showed a superior analgesic effect on visceral pain in a tissue-differentiated experimental pain model[27]. This hypothesis was not clinically confirmed.Similar analgesia is provided with oral morphine and oxycodon[28] and particularly in PC[29].

  

图1 内蒙古交通环境监测信息处理平台示意图Fig.1 Sketch map of Inner Mongolia traffic environmental monitoring platform of information processing

2.1 交通环境数据中心系统

交通环境数据中心系统的总体目标,是按照数据标准规范以及数据模型进行组织,依据国家标准和行业标准分类体系构建的数据集,实现环境数据资源的统一存储和管理,保证数据库的一致性、完整性。交通环境数据中心系统不仅对数据资源进行梳理规整,而且对各类数据资源(基础地理信息数据、交通环境在线监测数据、实验室例行检测业务数据、环境标准法规等)进行统一、规范的管理,完善交通环境信息管理体系、加强部门间的信息共享交流,解决“信息孤岛”现象[6],解决环境管理对环境数据的要求,实现与上下级交通环境管理部门之间的数据资源互联互通。

2.1.1 核心数据库建设与设计

在GIS地图上显示各监测点位置分布状况,并对各监测监控点实时监控,实现在线监测数据的实时刷新、临界提示、超标报警等功能。

(1)空间数据库,包括基础地理空间数据、遥感影像数据和专题数据。基础地理空间数据主要包括行政区划、道路交通、生态功能规划、自然环境专题等符合环保业务需求的基本图层。

(2)业务数据,主要包括建设项目审批数据、环评数据、环境质量数据、现场执法数据、法律法规数据等业务数据。

(3)实时数据库,主要包括在线监测的相关数据,数据来自于在线监控系统。

2.1.2 数据分析与展现子系统

(1)信息处理

信息处理,包括对环境数据中心数据的查询和统计。对于数据查询,又分为实时查询和历史查询。

(2)数据挖掘与分析

数据中心所提供的数据挖掘,主要是对相同或不同监测要素之间的相关性进行分析,通过路网环境监测,对各高速公路监测站点数据进行对比分析,分析污染物变化趋势,可显示对比结果,例如,通过对空气中SO2、NOX等常年历史数据的分析,找出之间的相关性;通过污染关联分析,可分析一定时间段内车流量与交通噪声、环境空气质量的关联关系。

(3)数据展现

影视明星是社会公众人物。他们/她们的言行举止具有很强的模范作用和社会效应。良好的税收征纳关系一方面需要合理的法律法规的监管;另一方面也依赖整个社会营造诚信纳税的社会氛围。明星的言行举止具有很强的模范作用和示范效应。无论是少缴还是未缴,无论是疏忽还是故意,明星偷税、逃税、漏税的行为不仅仅是一种个人行为,而且危害社会信誉,不利于在公共环境中建立“纳税光荣”的良好风尚。

可按站点、路段、时间段(小时、日、月、季、年)统计数据达标率;对比分析车流量和各监测因子之间的变化趋势,展现交通量与环境要素的相关性。

采用分层整群取样的方法,使用问卷进行现场调查。调查员分批进入学生宿舍进行问卷调查和访谈,向同学阐明本次调查的目的和意义。以不记名的形式由学生填写后当场收回。调查内容包括:班级、性别、就读护理学专业的原因,是否第一志愿就读本专业,是否考虑过转专业,对护士工作三班倒的态度,如何评价护理专业老师授课水平,对护理工作前景的看法等项目。共发放调查问卷520份,收回有效问卷510份,有效率达98.07%。

通过报表中心,可查询自治区交通运输厅上报交通运输部的报表,包括环境保护基本情况报表、污染治理设施使用情况报表、污染物排放及处理利用情况报表、排放废水中污染物监测情况表、排放废气中污染物监测情况表、水质常规监测表、环境空气常规监测表、噪声污染监测情况表等。

通过GIS展现,可实现数据中心与GIS的集成[7],实现交通环境信息基于GIS的分析与展现。

2.2 交通环境质量(空气、噪声)在线监控系统

2.2.1 数据采集

依据环境质量监测规范,制定环境质量监测设备智能化标准集和数据采集标准集,并在此基础上进行数据采集、传输。

数据采集功能由通信管理、数据解析模块组成。采集的数据包括监测数据、系统及仪器设备的运行状态数据,数据采集模式包括定时数据采集、瞬时数据采集、历史数据采集。

2.2.2 实时监测

内蒙古交通环境监测信息处理平台总体架构如图1所示。

通过电子地图展示各监测点的分布状况,并可查看联网监测子站的实时数据(监测数据、设备状态数据)及站点基本信息。

2.2.3 数据查询及审核

按照统一设计、分块实施的原则,内蒙古交通环境监测信息处理平台主要包括交通环境数据中心、交通环境地理信息系统、交通环境质量在线监控系统等内容,基于环境地理信息,实现对交通环境在线监测数据、实验室环境检测数据的采集、存储、分析和汇总,定量分析和评价交通运输对公路沿线环境质量状况的影响及其变化情况[4]

系统自动根据设置的审核规则(超量程、超标等)及数据状态标识进行数据的有效性审核,同时可人工对监测数据进行有效性审核,审核通过的数据才可参与统计分析、报表输出;系统自动判断数据缺失状况并通过列表展示,用户可对由于网络中断等原因造成的数据进行补采,保证数据完整。

建成了基于GIS技术的交通环境空气、噪声在线监测分析系统,可在地图上清晰地显示已经布局的空气、噪声监测点位,实现了交通环境监测数据与基础地理信息数据的一体化。地图展示、GIS基本功能及监控功能全部实现,提高了自治区交通运输行业环境空气、噪声监测数据的采集和分析表达能力,奠定了自治区交通运输行业环境监测网络化、信息化和自动化发展的基础,交通环境地理信息系统如图9。

2.2.4 报表中心及报警管理

可按站点、路段等方式生成小时均值报表、日均值报表、年报表等,报表可导出。

数据展现是数据中心将数据以可视化的形式展现出来。除了常规的报表、图表形式外,还可针对不同的应用,利用多种工具进行更直观的数据展现,例如与地理信息数据相结合,以地图的形式将数据展现出来。

可按时间段、站点、报警类型(仪器报警、数据报警)查询报警信息,并可导出报警信息,包括报警时间、监测因子、监测值、标准值、超标倍数等;仪器报警包括仪器名称、报警时间、故障描述等;可对报警信息进行提示,提示方式包括GIS颜色闪烁、网页弹窗、短信、邮件等。

2.3 交通环境地理信息系统

(1)地图展示

以地图方式,展现高速公路路网、行政区划、服务区等图层信息以及监测站点的地理位置。

凯迪拉克专卖店的老板见这么年轻的小伙子能凭自己的实力买凯迪拉克,决定把价格优惠到65万元,并握住他的手说:“一般来说,这么出色的车是不会与一个毫无背景的工薪族发生关系的,你一旦拥有了它,就是身份的象征。古人说:行天莫若龙,行地莫若马。这也符合凯迪拉克的精神,商标中冠和盾的图案,代表着金戈铁马,骁勇善战!但愿你拥有它后,能成为一个战无不胜的人!”

(2)GIS基本功能及监控功能

具备地图放大、缩小、漫游、前一视图、后一视图功能、鹰眼功能、图层控制及显示功能、地图查询功能、缓冲区分析功能、路径分析功能、热键热区功能、地图量算功能等。

综上所述,利用PiCCO技术进行精确液体管理的方式,能更合理有效地同时实现早期液体复苏和改善心脏功能的目的,获得更佳的近期治疗效果。

(3)钻井参数控制的精准化。针对不同的施工井段,“三个一”精准化钻井制定分井段的钻头、喷嘴组合、泵压、钻压、转盘转数、排量等钻井参数,实现钻井参数控制的精准化。

建立内蒙古自治区交通环境监测核心数据库;整理环境业务相关数据,梳理各数据产生与应用流程,形成包括空气质量监测数据、噪声环境质量监测数据、环境管理数据、环境技术数据在内的共享机制;实现环境数据资源的统一存储、统一管理维护、统一检索、统一应用、统一展示。数据库主要包括空间数据库、业务数据库和实时数据库等。

这里, 参数α0可以调节网格节点的拉伸. 有限元空间离散后, 就可以通过线性化稳态N-S方程, 在FreeFem++参考手册的帮助下Newton迭代求解相邻双侧边盖驱动方腔流动的稳态解. 为了验证编制的FreeFem++程序代码的可靠性, 本文给出了Re=100, 500时相邻双侧边盖驱动方腔流动的稳态解, 流线图见图2. 基于双侧边盖运动是关于对角线对称的, 稳态基本流场也是关于对角线对称的, 显然存在一对对称的大主涡以及一对对称的二次涡结构. 稳态基本流场的主涡和二次涡结构与Wahba的计算结果[15]在对称性和尺寸大小上相一致, 由此验证了有限元程序计算的可靠性.

3 信息处理平台建设成果

通过实施内蒙古自治区交通运输环境监测网络建设试点工程,内蒙古交通环境监测信息处理平台得以圆满建成,取得了明显的成绩,主要体现在如下几个方面:

3.1 完备的交通环境数据中心系统

新建成的内蒙古交通环境监测信息处理平台,首次实现了对自治区部分高速公路空气、噪声监测数据的整合与建库,并对监测数据进行有效管理,完成了监测数据的统一管理与规范应用,为自治区交通行业环境监测及污染应急监测提供了良好的工作基础和先期经验,部分数据存储功能如图2、图3所示。实现了在线监测站点的空气质量多因子及车流量噪声趋势变化分析,如图4、图5所示。

  

图2 在线监测点空气质量数据查询Fig.2 Air quality data query of on-line monitoring point

  

图3 在线监测点噪声数据查询Fig.3 Noise data query of online monitoring point

  

图4 空气质量多因子变化趋势分析图Fig.4 The analytical chart of multi factor variation trend of air quality

  

图5 车流量噪声变化趋势分析图Fig.5 The analytical chart of noise variation trend of vehicle flowrate

3.2 高频的交通环境质量(空气、噪声)在线监控系统

新建成的内蒙古交通环境监测信息处理平台具备数据实时采集能力,空气质量数据和噪声监测数据的采集频次均达到每分钟一次,环境监测数据的获取能力达到一流水平。无线传输网络的建设保证了监测数据、系统及仪器设备运行状态数据的安全性与时效性,实时监测数据显示效果如图6,在线监测点实景如图7,自动生成监测数据报表如图8。

兰州石化始终坚持“环保优先、安全第一、质量至上、以人为本”的理念,强化HSE体系建设,常年坚持开展公司、分厂和车间三级岗位责任制大检查,建立了四级风险“管控网”,形成了专业监督、专职检查、干部走动式巡检、值班检查“四位一体”的监督检查体系,做到了现场作业风险识别管控全过程、全覆盖。兰州石化严格执行环保新标准,推进清洁生产、绿色发展。5年来,公司重点环保项目建设投入达到20多亿元,减排成效显著。

  

图6 在线监测点噪声实时数据Fig.6 Real-time data of on-line monitoring point noise

  

图7 空气及噪声在线监测点Fig.7 On-line monitoring point of air and noise

  

图8 在线监测点数据报表显示Fig.8 Display of On-line monitoring point data report

3.3 直观的交通环境地理信息系统

(1) 实测高温后方钢管再生混凝土柱的峰值荷载与屈服荷载比值在1.19~1.29之间,表明方钢管再生混凝土柱高温后仍具有良好的安全储备。

随着城市的高速发展,社会飞速变迁,给传统的农村社会结构带来的冲击是前所未有,一些乡村人才流失,居民幸福感低下、乡村空心化、农民老龄化、乡村治理缺失等问题日渐显现。实施乡村振兴战略的逻辑起点变成了城乡发展不平衡、乡村发展不充分的现实境况,乡村振兴直接影响着我国全面建成小康社会的质量。因此,发现与提升乡村内在价值、推动城乡均衡发展,成为推动乡村全面振兴的重要途径。

  

图9 地理信息系统显示Fig.9 Display of geo-information system

4 结论

内蒙古交通环境监测信息处理平台的建成大大提高了自治区交通行业环境监测的信息化水平。建成的在线监控系统解决了环境监测数据传输及采集时效性差的问题,建成的交通环境地理信息系统是自治区第一套将监测点空气质量、噪声数据实时显示与公路路网融为一体的在线监测系统,建成的交通环境数据中心系统基本实现了交通环境监测业务的自动化管理,使数据管理和维护能力大大提高[8]

内蒙古交通环境监测信息处理平台的建成,为提高自治区交通行业环境监测管理水平、制定自治区交通环保政策、开展自治区交通环保科研课题提供了数据数据支撑,为采取对应污染防治措施提供了科学依据,开创了自治区交通运输行业环境监测的多项第一,意义重大。

参考文献:

[1]国家环境保护总局《空气和废气监测分析方法》编委会.空气和废气监测分析方法[M].北京:中国环境科学出版社,2003.

[2]江维.把握主题围绕主线开创“十二五”我区交通运输科学发展新局面[R].呼和浩特市:内蒙古自治区政府,2011.

[3]何霞,杜辉,等.湖北省交通运输环境监测网络建设方案设计[J].环境科学与管理,2013,38(02):18-21.

[4]贾春锋,交通运输行业环境监测网络信息管理平台的构建和规划方案探讨[J].山西交通科技,2013,20(04):104-106.

因此很多的高校还在校办企业和引企入校的基础上,建立合作企业来推广现代学徒制,满足大部分专业的实习实践需求。

[5]魏山峰,王桥,等.中国环境监测总站地表水环境监测空间信息平台系统研建[J].中国环境监测,2008,24(02):31-26.

[6]申剑,陈威,等.美国地表水环境监测管理体系及对我国的启示[J].环境监控与预警,2016,8(04):54-57.

此外,从绿色环保的角度来看,光伏发电与风力、水能发电一样,作为可再生能源,对保护资源、环境带来巨大的社会效益。

[7]赵兵.基于GIS的交通运输行业环境监测网络信息管理系统研究[J].山东化工,2012,41(11):29-31.

[8]谢敏,徐伟嘉,等.区域空气质量监测业务管理平台开发及应用[J].环境科学与技术,2013,36(11):181-185.

 
王玮,李丽娟
《交通节能与环保》 2018年第02期
《交通节能与环保》2018年第02期文献

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