智能大氣環(huán)境應急監(jiān)測系統(tǒng)操作平臺

安清賢 趙樂 宋薇 曹立強 邢志賢

摘 要：突發(fā)環(huán)境事故后，通過環(huán)境應急監(jiān)測對事故現(xiàn)場進行分析，可以為下一步應急措施提供依據(jù)，保障人民群眾的生命安全。通過查閱資料以及進行生物綜合毒性測試建立大氣污染物數(shù)據(jù)庫。將大氣污染物數(shù)據(jù)庫和環(huán)境應急監(jiān)測平臺有機結合起來，構建成智能大氣環(huán)境應急監(jiān)測系統(tǒng)操作平臺，可大大提高應急監(jiān)測效率，提升應急監(jiān)測能力。

關鍵詞：大氣環(huán)境；應急監(jiān)測系統(tǒng)；智能操作平臺

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.110

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對化工產品種類和數(shù)量的需求都大幅增長，生產、運輸、儲存化工產品的過程中經(jīng)常發(fā)生環(huán)境應急事故。在突發(fā)環(huán)境事故后，通過環(huán)境應急監(jiān)測對事故現(xiàn)場進行分析，可以為下一步應急措施提供依據(jù)，保障人民群眾的生命安全?，F(xiàn)在環(huán)境應急監(jiān)測平臺在環(huán)境監(jiān)測領域己經(jīng)得到了廣泛的應用，如現(xiàn)在以無人機為平臺搭載視頻監(jiān)控設備和環(huán)境監(jiān)測設備，實現(xiàn)對大氣污染物的監(jiān)控、監(jiān)測、采集功能，大大提高了對環(huán)境應急事故現(xiàn)場的監(jiān)測能力。近年來，我國建立了應急監(jiān)測系統(tǒng)、化學污染物毒性數(shù)據(jù)庫、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)庫等，編寫了許多環(huán)境應急預案，環(huán)境突發(fā)事件應急監(jiān)測手冊等[1]，但是在環(huán)境應急監(jiān)測領域內還缺乏將信息有機結合起來的平臺，缺乏能夠自動將大氣污染物的樣品采集、樣品監(jiān)測、樣品分析、污染物毒性、遠程操控、污染物來源和應急措施等信息結合起來的智能軟件平臺，智能大氣環(huán)境應急監(jiān)測系統(tǒng)操作平臺可以將各種監(jiān)測設備有機結合起來，使其協(xié)同工作，實現(xiàn)自動數(shù)據(jù)分析、語音播報等功能地平臺。

1 智能大氣環(huán)境應急監(jiān)測系統(tǒng)操作平臺構建過程

通過查閱相關資料，對當?shù)爻Ｒ姶髿馕廴疚镞M行篩選，并對常見大氣污染物進行生物綜合毒性測試，建立大氣污染物數(shù)據(jù)庫。通過智能指揮平臺與應急監(jiān)測設備平臺相結合，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)傳輸、遠程指揮控制和移動智能交互。通過應急管理決策功能給決策者提供科學、系統(tǒng)、及時的決策依據(jù)。將這些功能集中在一起構建成智能大氣環(huán)境應急監(jiān)測系統(tǒng)操作平臺。

2 智能大氣環(huán)境應急監(jiān)測系統(tǒng)操作平臺

智能大氣環(huán)境應急監(jiān)測系統(tǒng)操作平臺可安裝在大氣應急監(jiān)測車內，操作平臺主要包含智能指揮平臺、大氣污染物數(shù)據(jù)庫和應急管理決策系統(tǒng)三部分。智能指揮平臺包括實時數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、遠程指揮控制系統(tǒng)和移動智能交互系統(tǒng)系統(tǒng)。大氣污染物數(shù)據(jù)庫包括大氣污染物毒性數(shù)據(jù)庫和大氣污染物基礎數(shù)據(jù)庫。通過應急環(huán)境監(jiān)測平臺（無人機搭載監(jiān)測設備、地面監(jiān)測機器人等）對環(huán)境事故突發(fā)現(xiàn)場進行監(jiān)測[2-3]，將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)街悄艽髿猸h(huán)境應急監(jiān)測系統(tǒng)操作平臺，操作平臺將數(shù)據(jù)進行綜合分析，與自身攜帶的大氣污染物數(shù)據(jù)庫進行匹配，將大氣污染物的理化常數(shù)、生物毒性、污染物來源、現(xiàn)場應急監(jiān)測方法、實驗室監(jiān)測方法、環(huán)境標準和應急處置方法等信息提供給決策人員，現(xiàn)場決策人員根據(jù)反饋信息做出決策。

2.1 智能指揮平臺

智能指揮平臺是遠程指揮自動監(jiān)測設備進入現(xiàn)場開展應急監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸、人機互動的中樞指揮控制系統(tǒng)。通過智能化環(huán)境監(jiān)測設備開展現(xiàn)場監(jiān)測，以大氣污染物數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)支撐，以無線通訊方式與各子系統(tǒng)保持聯(lián)絡的平臺。

（1）實時數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。實時數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是智能大氣環(huán)境應急監(jiān)測系統(tǒng)操作平臺中獲取現(xiàn)場信息的主要途徑，應急環(huán)境監(jiān)測平臺可以搭載不同環(huán)境監(jiān)測模塊來收集事故現(xiàn)場的影像資料、對有毒有害氣體進行采集和監(jiān)測，并將處理后的信息數(shù)據(jù)實時傳送給智能大氣環(huán)境應急監(jiān)測系統(tǒng)操作平臺，通過平臺分析主要污染物種類、濃度和地理位置，并通過平臺中的大氣污染物數(shù)據(jù)庫進行檢索，將大氣污染物的各種信息提供給遠程指揮控制系統(tǒng)和移動智能交互系統(tǒng)并存入大氣污染物數(shù)據(jù)庫，為采取應急措施提供數(shù)據(jù)支持。

（2）遠程指揮控制系統(tǒng)。遠程指揮控制系統(tǒng)是現(xiàn)場指揮人員根據(jù)現(xiàn)場獲取的視頻資料及操作平臺提供的數(shù)據(jù)進行遠程操控，包括設定自動監(jiān)測設備監(jiān)測路線、監(jiān)測頻次、采樣地點等，例如設置無人機的飛行時間、高度和區(qū)域。

（3）移動智能交互系統(tǒng)。移動智能交互系統(tǒng)是通過移動終端裝載的APP來實現(xiàn)人機交互，可以更加便捷的完成操作人員和自動監(jiān)測設備之間地信息溝通和控制。

2.2 大氣污染物數(shù)據(jù)庫

大氣污染物數(shù)據(jù)庫包括大氣污染物基礎數(shù)據(jù)庫和大氣污染物毒性數(shù)據(jù)庫，為智能指揮平臺提供數(shù)據(jù)支持。通過查閱當?shù)叵嚓P資料篩選出當?shù)卮髿馕廴疚?，將現(xiàn)有的大氣污染物基礎數(shù)據(jù)庫導入其中，并開展生物毒性實驗（發(fā)光菌曝氣法、植物幼苗暴露法、昆蟲暴露法和大鼠或小鼠吸入法）見表1構建大氣污染物數(shù)據(jù)庫其內容包括污染物的理化常數(shù)、生物毒性、排污行業(yè)、現(xiàn)場應急監(jiān)測方法、實驗室監(jiān)測方法、環(huán)境標準和應急處置方法。

2.3 應急管理決策系統(tǒng)

應急管理決策系統(tǒng)根據(jù)最終監(jiān)測結果和數(shù)據(jù)庫信息進行數(shù)據(jù)集成、風險研判，將最終分析結果及應急處理方案通過顯示或語音播報等方式提供給現(xiàn)場決策人員，為現(xiàn)場決策人員決策提供依據(jù)。

3 結語

智能大氣環(huán)境應急監(jiān)測系統(tǒng)操作平臺可以使環(huán)境應急監(jiān)測更加智能化、自動化，大大提高了環(huán)境應急監(jiān)測的效率，更保護了一線監(jiān)測人員的生命安全，對于環(huán)境應急監(jiān)測具有重要意義，同時也具有很高的社會效益。

參考文獻：

[1]楊樹平，路鳳祎，張肖晗等.多維智能大氣污染物應急監(jiān)測系統(tǒng)構建[J].河北環(huán)境科學，2017（03）：17-19.

[2]錢義先，高曉東，梁偉等.多光譜大面陣彩色CCD數(shù)字航測相機設計[J].光子報，2008，37（12）：2473-2477.

[3]甘緒桐，張厚武，何勇，鄭九鋒.一種智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J/OL].計算機技術與發(fā)展，2018（07）：1-9.

基金項目：多維智能大氣環(huán)境應急監(jiān)測系統(tǒng)研究項目（17213904D）資助

作者簡介：安清賢（1987-），男，河北新樂人，本科，助理工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測方面工作。