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概念

智慧環(huán)保是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與環(huán)境信息化相結(jié)合的概念?！爸腔郗h(huán)?！笔恰皵?shù)字環(huán)?！备拍畹难由旌屯卣?，它是借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，把感應(yīng)器和裝備嵌入到各種環(huán)境監(jiān)控對(duì)象（物體）中，通過超級(jí)計(jì)算機(jī)和云計(jì)算將環(huán)保領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)整合起來，可以實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與環(huán)境業(yè)務(wù)系統(tǒng)的整合，以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式實(shí)現(xiàn)環(huán)境管理和決策的智慧。 [1]且中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展會(huì)帶動(dòng)智能環(huán)保的發(fā)展，將環(huán)境的保護(hù)實(shí)現(xiàn)有效化。

數(shù)字環(huán)保

“數(shù)字環(huán)?！笔墙陙?，在數(shù)字地球、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、環(huán)境管理與決策支持系統(tǒng)等技術(shù)的基礎(chǔ)上衍生的大型系統(tǒng)工程。“數(shù)字環(huán)?！笨梢岳斫鉃?，以環(huán)保為核心，由基礎(chǔ)應(yīng)用、延伸應(yīng)用、高級(jí)應(yīng)用和戰(zhàn)略應(yīng)用的多層環(huán)保監(jiān)控管理平臺(tái)集成，將信息、網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制、通訊等高科技應(yīng)用到全球、國(guó)家、省級(jí)、地市級(jí)等各層次的環(huán)保領(lǐng)域中，進(jìn)行數(shù)據(jù)匯集、信息處理、決策支持、信息共享等服務(wù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)保的數(shù)字化。

智慧環(huán)保

2009年初，IBM提出了“智慧地球”的概念，美國(guó)將“智慧地球”上升為國(guó)家戰(zhàn)略。“智慧地球”的核心是以一種更智慧的方法，通過利用新一代信息技術(shù)來改變政府、企業(yè)和人們相互交互的方式，以便提高交互的明確性、效率、靈活性和響應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)信息基礎(chǔ)架構(gòu)與基礎(chǔ)設(shè)施的結(jié)合。隨著“智慧地球”概念的提出，在環(huán)保領(lǐng)域中如何充分利用各種信息通訊技術(shù)，感知、分析、整合各類環(huán)保信息，對(duì)各種需求做出智能的響應(yīng)，使決策更加切合環(huán)境發(fā)展的需要，“智慧環(huán)?！备拍顟?yīng)運(yùn)而生。

“智慧環(huán)?！笔窃谠小皵?shù)字環(huán)?！钡幕A(chǔ)上，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，把感應(yīng)器和裝備嵌入到各種環(huán)境監(jiān)控對(duì)象（物體）中，通過超級(jí)計(jì)算機(jī)和云計(jì)算將環(huán)保領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)整合起來，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與環(huán)境業(yè)務(wù)系統(tǒng)的整合，以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式實(shí)現(xiàn)環(huán)境管理和決策的“智慧”?！爸腔郗h(huán)保”是“數(shù)字環(huán)?！备拍畹难由旌屯卣?，是信息技術(shù)進(jìn)步的必然趨勢(shì)。 [2]

智能環(huán)保平臺(tái)由數(shù)據(jù)采集硬件和數(shù)據(jù)中心軟件系統(tǒng)兩部分組成。數(shù)據(jù)采集硬件負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場(chǎng)的各種環(huán)境數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心安裝智能環(huán)保軟件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析、匯總、展現(xiàn)和報(bào)警。智能環(huán)保平臺(tái)可以采集的環(huán)境數(shù)據(jù) 包括空氣溫濕度、土壤溫濕度、CO2 濃度、光照強(qiáng)度、水中溫度、水中的氨氮、溶解氧濃度和 pH 值等。數(shù)據(jù)傳輸方式采用無線方式，各個(gè)采集器之間以及采集器和路由之間采用無線 ZigBee 技術(shù)可以自由組網(wǎng)，路由和數(shù)據(jù)中心服務(wù)器之間采用 GPRS 或者 3G 通信技術(shù) 進(jìn)行通信。當(dāng)環(huán)境數(shù)據(jù)超出系統(tǒng)設(shè)置的閾值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生報(bào)警，通過聲光報(bào)警器、手機(jī) 短信和彈出窗口等形式通知相關(guān)人員，同時(shí)啟動(dòng)或者關(guān)閉相關(guān)設(shè)備調(diào)節(jié)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境指標(biāo) [3]。

總體架構(gòu)

“智慧環(huán)?！钡目傮w架構(gòu)包括：感知層、傳輸層、智慧層和服務(wù)層。感知層：利用任何可以隨時(shí)隨地感知、測(cè)量、捕獲和傳遞信息的設(shè)備、系統(tǒng)或流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境質(zhì)量、污染源、生態(tài)、輻射等環(huán)境因素的“更透徹的感知”；傳輸層：利用環(huán)保專網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合3G、衛(wèi)星通訊等技術(shù)，將個(gè)人電子設(shè)備、組織和政府信息系統(tǒng)中存儲(chǔ)的環(huán)境信息進(jìn)行交互和共享，實(shí)現(xiàn)“更全面的互聯(lián)互通”；智慧層：以云計(jì)算、虛擬化和高性能計(jì)算等技術(shù)手段，整合和分析海量的跨地域、跨行業(yè)的環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)海量存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)處理、深度挖掘和模型分析，實(shí)現(xiàn)“更深入的智能化”；服務(wù)層：利用云服務(wù)模式，建立面向?qū)ο蟮臉I(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)和信息服務(wù)門戶，為環(huán)境質(zhì)量、污染防治、生態(tài)保護(hù)、輻射管理等業(yè)務(wù)提供“更智慧的決策”。

價(jià)值分析

1）對(duì)政府的價(jià)值

環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)范圍：空氣污染，水污染，固廢污染，化學(xué)品污染，噪聲污染，核輻射污染等。

智慧環(huán)保在支持環(huán)保部門提升業(yè)務(wù)能力中可以在環(huán)評(píng)質(zhì)量監(jiān)測(cè)、污染源監(jiān)控、環(huán)境應(yīng)急管理、排污收費(fèi)管理、污染投訴處理平臺(tái)、環(huán)境信息發(fā)布門戶網(wǎng)站、核與輻射管理等方面為環(huán)保行政部門提供監(jiān)管手段，提供新鮮的一手?jǐn)?shù)據(jù)，提供行政處罰依據(jù)，有效提高環(huán)保部門的管理效率，提升環(huán)境保護(hù)效果，解決人員缺乏與監(jiān)管任務(wù)繁重的矛盾，是利用科學(xué)技術(shù)提高管理水平典型應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)環(huán)保移動(dòng)辦公還可以提供移動(dòng)執(zhí)法，移動(dòng)公文審批，移動(dòng)查看污染源監(jiān)控視頻等功能。

2）對(duì)企業(yè)的價(jià)值

企業(yè)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以提高企業(yè)管理水平，對(duì)企業(yè)產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣數(shù)量可準(zhǔn)確掌握，如果生產(chǎn)線各流程產(chǎn)生的三廢排量過高，可影響去污設(shè)備（凈化裝置）的處理效果，三廢排量過高，去污設(shè)備無法完成凈化工作時(shí)，企業(yè)可停止生產(chǎn)，這樣可避免因超標(biāo)排放或不合格排放所面臨的環(huán)保部門天價(jià)罰單。同時(shí)，也承擔(dān)起企業(yè)應(yīng)有的社會(huì)責(zé)任。

3）對(duì)公眾的價(jià)值

智慧環(huán)?？梢院芎玫貪M足公眾對(duì)于環(huán)境狀況的知情權(quán)，公眾可通過環(huán)境信息門戶網(wǎng)站了解當(dāng)前環(huán)境的各種監(jiān)測(cè)指標(biāo)，公眾可以通過環(huán)境污染舉報(bào)與投訴處理平臺(tái)，向環(huán)保部門提出投訴與舉報(bào)，從而幫助環(huán)保部門更加有效地管理違規(guī)排污企業(yè)，保持環(huán)境良好。

實(shí)現(xiàn)智慧環(huán)保

實(shí)現(xiàn)從“數(shù)字環(huán)保 [4]”到“智慧環(huán)?！钡目缭剑P(guān)鍵是要在原有“數(shù)字環(huán)?！钡幕A(chǔ)上，重點(diǎn)加強(qiáng)感知層與智慧層的建設(shè)。一是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建設(shè)實(shí)時(shí)、自適應(yīng)進(jìn)行環(huán)境參數(shù)感知的感知系統(tǒng)；二是利用云計(jì)算、模糊識(shí)別等各種智能計(jì)算技術(shù)，整合現(xiàn)有信息資源，建設(shè)具有高速計(jì)算能力、海量存儲(chǔ)能力和并行處理能力的智能環(huán)境信息處理平臺(tái)，為最終實(shí)現(xiàn)“智慧環(huán)?！钡母黜?xiàng)應(yīng)用服務(wù)提供平臺(tái)支撐與信息服務(wù)。

“智慧環(huán)?！钡幕A(chǔ)是物聯(lián)網(wǎng)?；凇皵?shù)字環(huán)?！逼脚_(tái)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域的深入發(fā)展，構(gòu)建環(huán)保領(lǐng)域覆蓋全國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)由“數(shù)字環(huán)?！毕颉爸腔郗h(huán)?！鞭D(zhuǎn)化的第一步。在全國(guó)選擇基礎(chǔ)較好的地區(qū)開展“智慧環(huán)保”試點(diǎn)，建立環(huán)境物聯(lián)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)采集污染源數(shù)據(jù)、水環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)、空氣環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)、噪聲數(shù)據(jù)等環(huán)境信息，對(duì)重點(diǎn)地區(qū)、重點(diǎn)企業(yè)實(shí)施智能化遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè) [5]，對(duì)各種環(huán)境信息進(jìn)行智能分析，將為“智慧環(huán)保”的全面推進(jìn)奠定良好基礎(chǔ)。

智慧環(huán)保的困境與突破之道

環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)

首先，環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中環(huán)境監(jiān)控、環(huán)境信息共享范圍與協(xié)同能力尚不能滿足環(huán)境保護(hù)的需要。

其次，環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)、行業(yè)、企業(yè)污染防治、總量減排等履行環(huán)保職責(zé)中還沒有充分發(fā)揮作用，影響了環(huán)境保護(hù)的效果。

第三，科技創(chuàng)新和技術(shù)應(yīng)用的意識(shí)、思路有待進(jìn)一步開拓，環(huán)境管理理念、方法、體制、機(jī)制不匹配，缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃與組織。

第四，目前環(huán)境保護(hù)管理模式從污染控制為目標(biāo)開始向環(huán)境質(zhì)量改善為目標(biāo)轉(zhuǎn)變，在這種形勢(shì)下，現(xiàn)有環(huán)境監(jiān)控模式和能力還存在明顯差距。

最后，環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展也滯后于應(yīng)用需求，同時(shí)，公共服務(wù)能力與公眾參與水平還不能滿足日益增長(zhǎng)的需求。

環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)難題的解決之道

首先，進(jìn)行環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)頂層設(shè)計(jì)要明確建設(shè)理念。目前和今后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和應(yīng)用應(yīng)當(dāng)以服務(wù)的理念為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，服務(wù)對(duì)象包括政府的環(huán)境管理、監(jiān)測(cè)和研究部門、污染排放及治理企業(yè)、其他社會(huì)機(jī)構(gòu)和社會(huì)公眾等。

其次，現(xiàn)階段環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和應(yīng)用必須強(qiáng)調(diào)周密的配套設(shè)計(jì).前些年環(huán)保部門中相對(duì)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)，剩下的全是‘硬骨頭’，并且與方方面面密切聯(lián)系，涉及組織建設(shè)、制度建設(shè)、體制創(chuàng)新等諸多方面，需要對(duì)涉及的建設(shè)、應(yīng)用、運(yùn)維的所有方面進(jìn)行整體配套設(shè)計(jì)。

第三，要明確環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和應(yīng)用的范圍，通盤考慮環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的服務(wù)體系、應(yīng)用體系、信息資源體系、管理體系、基礎(chǔ)設(shè)施，統(tǒng)籌好各部分之間的依賴關(guān)系，使其能有效支撐、協(xié)同發(fā)揮作用;同時(shí)，要把握建設(shè)重點(diǎn)、合理規(guī)劃建設(shè)策略和實(shí)施路徑，確保環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和應(yīng)用的效果。

最后，要把握好國(guó)家和地方的關(guān)系，考慮中央、地方的制度體系及其管 [2]理的優(yōu)化，做好環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)、應(yīng)用和運(yùn)維的財(cái)政、行政等體制、機(jī)制統(tǒng)籌，并通過把頂層設(shè)計(jì)上升到?jīng)Q策高度，保證頂層設(shè)計(jì)的落實(shí)。

環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)和應(yīng)用關(guān)系經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，關(guān)系億萬民民生，需要銳意進(jìn)取，周密設(shè)計(jì)，履行面向現(xiàn)代化、面向民生需要、面向未來的‘歷史擔(dān)當(dāng)’，相信在各方力量的不懈努力下，必將構(gòu)建出遠(yuǎn)大宏偉、利國(guó)利民的環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)。

參考資料

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環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)難題的解決之道

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概念

數(shù)字環(huán)保

智慧環(huán)保

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