環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)與思考

苗剛松 王衛(wèi)

摘 ?要：文章探討了環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺在建設(shè)時應(yīng)實現(xiàn)的功能、注意事項、架構(gòu)及運行后的保障措施，為擬將大數(shù)據(jù)應(yīng)用于環(huán)保工作的環(huán)保管理者提供思路。

關(guān)鍵詞：環(huán)境信息化;環(huán)保大數(shù)據(jù);平臺建設(shè)

中圖分類號：X321 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）20-0056-02

Abstract： This article discusses the functions， precautions， architecture and post-operation safeguards that the environmental big data platform should implement during construction， and provides ideas for environmental managers who intend to apply big data to environmental protection.

Keywords： environmental information; environmental big data; platform construction

1 建設(shè)背景

環(huán)境信息化是實現(xiàn)環(huán)境管理轉(zhuǎn)型、促進環(huán)保事業(yè)發(fā)展、推進環(huán)境保護現(xiàn)代化的有效途徑。近年來，全國各地環(huán)境主管部門均積極開展環(huán)境信息化建設(shè)。以宿遷市生態(tài)環(huán)境局為例，其信息化業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)基本涵蓋了廢水、廢氣、噪聲、斷面、空氣質(zhì)量等末端結(jié)果監(jiān)控、環(huán)保治理設(shè)施用電監(jiān)控，同時實現(xiàn)了對企業(yè)固廢處理、信訪管理、環(huán)保建設(shè)項目、監(jiān)察執(zhí)法等業(yè)務(wù)管理，面向公眾提供信息公示、在線申報、投訴咨詢等業(yè)務(wù)應(yīng)用。這些業(yè)務(wù)應(yīng)用顯著提高了宿遷市生態(tài)環(huán)境局管理和決策的水平和能力。但由于信息化建設(shè)初期統(tǒng)一部署與規(guī)劃工作不足，各系統(tǒng)獨立運行，形成“信息孤島”和“數(shù)據(jù)煙囪”，各系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)分散、缺乏統(tǒng)一性，不能得到深層挖掘，業(yè)務(wù)協(xié)同和信息資源開發(fā)利用水平相對不足，此外，隨著業(yè)務(wù)系統(tǒng)不斷增加，部分功能重疊，工作人員需對多個不同系統(tǒng)進行業(yè)務(wù)操作，反而降低了工作效率。這些問題已成為制約宿遷市環(huán)境信息化進一步發(fā)展的瓶頸。

原環(huán)保部2016年印發(fā)的《生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設(shè)總體方案》明確指出要充分運用大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代信息技術(shù)手段全面提高生態(tài)環(huán)境保護綜合決策、監(jiān)管治理和公共服務(wù)水平[1]。對此，宿遷市生態(tài)環(huán)境局在上級生態(tài)環(huán)境部門的指導(dǎo)下充分利用現(xiàn)有的各類信息系統(tǒng)及信息資源，將各類數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)流程整合，建設(shè)覆蓋各項業(yè)務(wù)功能，同時兼具良好擴展性能的環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺。

2 建設(shè)內(nèi)容

2.1 建設(shè)宿遷市環(huán)境感知“一張網(wǎng)”監(jiān)控體系

以信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)處理技術(shù)應(yīng)用為手段，對分散的環(huán)境監(jiān)測及管理數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一整合和存儲，實現(xiàn)對環(huán)境質(zhì)量的實時感知、企業(yè)運行狀況的準確掌控和企業(yè)排污“過程+結(jié)果”全方位立體監(jiān)控，對企業(yè)錯峰生產(chǎn)、重污染天氣停（限）產(chǎn)情況實時監(jiān)控，確保用真實、精準、全面的數(shù)據(jù)為污染防治提供決策依據(jù)。

2.2 實現(xiàn)環(huán)保部門內(nèi)容信息共享

按照“徹底打破壁壘、簡潔直觀實用、信息數(shù)據(jù)共享”的原則，共享環(huán)境數(shù)據(jù)，優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，整合監(jiān)測、監(jiān)控、執(zhí)法、管理等環(huán)境要素形成一個有機的整體，促進工作協(xié)同和一體化發(fā)展，提高機構(gòu)工作效率，有效解決環(huán)境管理“應(yīng)用煙囪”和“信息孤島”問題。通過綜合分析、數(shù)據(jù)挖掘，為環(huán)保部門日常工作及管理決策提供系統(tǒng)支持和數(shù)據(jù)支撐。

2.3 打造政府、企業(yè)、公眾三方互動平臺

完善信息公開、公眾監(jiān)督、舉報反饋機制，打造政府、企業(yè)、公眾三方門戶管理平臺，實現(xiàn)環(huán)保信息的互動與交流。面向公眾公布環(huán)境質(zhì)量、企業(yè)排污狀況及環(huán)境執(zhí)法過程，面向企業(yè)公開環(huán)境監(jiān)管及執(zhí)法情況，環(huán)境工作主動接受公眾監(jiān)督，倒逼企業(yè)恪守環(huán)保紅線，實現(xiàn)執(zhí)法監(jiān)管工作過程陽光透明、程序依法合法。

3 平臺功能思考

3.1 大數(shù)據(jù)在環(huán)保中的作用

大數(shù)據(jù)是一種遠超出傳統(tǒng)軟件獲取和管理數(shù)據(jù)能力的大范圍數(shù)據(jù)集合，是對所有數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一分析和管理而非抽樣調(diào)查[2]，大數(shù)據(jù)的意義不僅在于統(tǒng)計，更在于數(shù)據(jù)的共享與融合。目前生態(tài)環(huán)境部門雖有多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)，但基本是各部門掌握各部門的數(shù)據(jù)，沒有實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，業(yè)務(wù)系統(tǒng)缺乏相互協(xié)作。因此大數(shù)據(jù)平臺需對已有的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的整合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，形成大數(shù)據(jù)形態(tài)[3]，并在此基礎(chǔ)上進行業(yè)務(wù)的貫通與協(xié)作，為治理環(huán)境提供新的辦法，提高環(huán)境監(jiān)管的效率及環(huán)境監(jiān)測的準確性，使環(huán)境治理更科學。

3.2 環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺的功能

環(huán)境信息資源開發(fā)利用程度有利于生態(tài)環(huán)境主管部門提高環(huán)境管理水平，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用應(yīng)加強環(huán)境信息資源的開發(fā)利用，推動環(huán)境主管部門管理方式的創(chuàng)新。建立在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的平臺應(yīng)滿足現(xiàn)有的業(yè)務(wù)功能，并在整合各部門業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進行共享和關(guān)聯(lián)分析，推出新功能、找出新規(guī)律、輔助環(huán)保單位做出決策，幫助生態(tài)環(huán)境部門更精確地了解當前環(huán)境狀況、洞悉環(huán)境變化趨勢、及時發(fā)現(xiàn)可能對環(huán)境造成污染的異常狀況，規(guī)范污染源企業(yè)的生產(chǎn)行為。例如，針對污染源企業(yè)末端監(jiān)控設(shè)備數(shù)據(jù)造假的問題，關(guān)聯(lián)分析其產(chǎn)污設(shè)施工況數(shù)據(jù)、治污設(shè)施工況數(shù)據(jù)及污染物末端排放數(shù)據(jù)，使企業(yè)在數(shù)據(jù)造假時需同時考慮生產(chǎn)設(shè)施、治污設(shè)施和末端監(jiān)測結(jié)果等多個維度，提高數(shù)據(jù)造假的成本。

此外，在數(shù)據(jù)統(tǒng)計中，大數(shù)據(jù)平臺應(yīng)充分發(fā)揮其數(shù)據(jù)種類豐富的優(yōu)勢，對數(shù)據(jù)進行多維度、深層次的分析，發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染的原因或找出監(jiān)管重點，使有限的監(jiān)管力量發(fā)揮最大的監(jiān)管力。同時，應(yīng)注重數(shù)據(jù)的長期收集與儲存，不少數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)規(guī)律需通過長期大量的數(shù)據(jù)分析才能被發(fā)現(xiàn)。

最后，環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺應(yīng)不僅是數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)在平臺的融合，也應(yīng)是社會上參與環(huán)保的各角色融合。在數(shù)據(jù)整合的基礎(chǔ)上實施共享，構(gòu)建連接生態(tài)環(huán)境部門、企業(yè)、民眾的多元環(huán)境治理綜合系統(tǒng)，系統(tǒng)中的每個人都參與到環(huán)境治理中，形成環(huán)境治理密不透風的監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)。

3.3 大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)的注意事項

生態(tài)環(huán)境部門利用大數(shù)據(jù)可以更好地履行環(huán)境監(jiān)管的職能，但大數(shù)據(jù)建立在豐富的數(shù)據(jù)整合基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)來源不可靠，數(shù)據(jù)不準確，數(shù)據(jù)分析不科學，一切功能都無從談起。因此，數(shù)據(jù)的整合方案和分析算法應(yīng)嚴格論證，數(shù)據(jù)整合后需仔細核對，確保平臺的功能順利實現(xiàn)。

數(shù)據(jù)平臺整合后存有大量的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)安全是重要的安全隱患，除提升信息安全管理員的技術(shù)水平外，應(yīng)配套合理的信息管理制度，用持續(xù)提高的信息安全體系防護水平來應(yīng)對不斷變化的信息安全風險，確保數(shù)據(jù)安全使用。

建設(shè)成功的大數(shù)據(jù)平臺將面臨巨大的訪問量壓力，通過設(shè)置合理的平臺架構(gòu)和數(shù)據(jù)庫訪問機制，結(jié)合使用Redis、Memcached等緩存技術(shù)減小高并發(fā)量對數(shù)據(jù)庫的壓力。此外，應(yīng)完善信息清理工作，去除無關(guān)性數(shù)據(jù)，充分挖掘大數(shù)據(jù)的應(yīng)用價值。

4 整體架構(gòu)和實現(xiàn)

環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺的架構(gòu)首先滿足現(xiàn)有環(huán)保業(yè)務(wù)需求，同時充分考慮環(huán)保業(yè)務(wù)未來的變化，依賴現(xiàn)有的環(huán)保業(yè)務(wù)系統(tǒng)，采用成熟、可擴展的架構(gòu)方式進行設(shè)計?？傮w架構(gòu)分為數(shù)據(jù)源層、通訊采集層、大數(shù)據(jù)處理層、支撐平臺層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層。

數(shù)據(jù)來源包括內(nèi)部各業(yè)務(wù)部門的業(yè)務(wù)系統(tǒng)（如市生態(tài)環(huán)境局監(jiān)測部門）、上級部門業(yè)務(wù)系統(tǒng)（如生態(tài)環(huán)境廳）、外部部門業(yè)務(wù)系統(tǒng)（如工商部門企業(yè)信息庫）等。由于這些部門業(yè)務(wù)系統(tǒng)的制作單位、歸屬、運行維護均不相同，需要通過市生態(tài)環(huán)境局進行協(xié)調(diào)獲取數(shù)據(jù)，由平臺建設(shè)單位向業(yè)務(wù)系統(tǒng)制作單位溝通需要的數(shù)據(jù)內(nèi)容?？紤]到環(huán)保數(shù)據(jù)的多樣性，此時應(yīng)考慮數(shù)據(jù)的取舍，獲取有用的數(shù)據(jù)，還應(yīng)注意部分數(shù)據(jù)單位的一致性。

環(huán)境數(shù)據(jù)中心是環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺各項業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)，通過調(diào)研生態(tài)環(huán)境局現(xiàn)有業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)特征設(shè)計數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)，對于固定污染源在線監(jiān)測、地表水在線監(jiān)測、空氣質(zhì)量在線監(jiān)測等不斷更新的數(shù)據(jù)，設(shè)置較短間隔時間不斷獲取。儲存的內(nèi)容包括污染源檔案、監(jiān)測點信息、監(jiān)測數(shù)據(jù)、管理信息、部門信息、區(qū)域信息、用戶信息等各類信息，采用分庫存的方式以降低數(shù)據(jù)間耦合性，涉及關(guān)聯(lián)分析需要用到多庫信息時相互調(diào)用。這樣的設(shè)計會犧牲部分平臺性能，但有利于平臺未來功能的擴展，以適應(yīng)不斷更新的環(huán)保工作需求。

為提高大數(shù)據(jù)平臺的服務(wù)能力，平臺架構(gòu)中設(shè)置平臺支撐層提供技術(shù)手段實現(xiàn)平臺的業(yè)務(wù)功能。例如流程引擎、模型分析、消息隊列等技術(shù)手段實現(xiàn)工作流、時間推送、智能分析等功能。同時，在業(yè)務(wù)層提供用戶權(quán)限控制中心，提供生態(tài)環(huán)境局、公眾、企業(yè)三個角色不同的訪問界面和差異化的使用功能。

5 環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺發(fā)展的保障措施

5.1 保障環(huán)保與其他業(yè)務(wù)部門的數(shù)據(jù)共享

數(shù)據(jù)流通不暢一直是制約大數(shù)據(jù)發(fā)展的瓶頸之一，人人都想得到別人的數(shù)據(jù)，但又怕承擔自己的數(shù)據(jù)共享給別人帶來的風險。環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺未來要提供更多更好的服務(wù)，需要加強與各級政府部門的數(shù)據(jù)共享。因此，在大數(shù)據(jù)平臺不斷發(fā)展的過程中涉及到與其他政府部門業(yè)務(wù)相關(guān)聯(lián)的功能，需要上層的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào)，同時各地應(yīng)出臺促進大數(shù)據(jù)發(fā)展的文件規(guī)劃，或者設(shè)置大數(shù)據(jù)管理機構(gòu)和部門，完善數(shù)據(jù)信息公開與共享機制，為大數(shù)據(jù)發(fā)展創(chuàng)造更好的政策體系支持。

5.2 加強數(shù)據(jù)采集物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的配套建設(shè)

環(huán)保數(shù)據(jù)較多來源于基于物聯(lián)網(wǎng)的末端監(jiān)測，如水質(zhì)監(jiān)測站、污染源企業(yè)的在線監(jiān)測等。若末端監(jiān)測點位不足，數(shù)據(jù)量不夠，將對大數(shù)據(jù)分析的準確性造成很大影響。因此，需要加強末端監(jiān)測硬件設(shè)備的合理布設(shè)，擴大末端監(jiān)測范圍，做好末端監(jiān)控設(shè)備的維護工作，同時建立完善的標準體系，確保環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性與可靠性。

5.3 環(huán)境管理者保持“大數(shù)據(jù)思維”

大數(shù)據(jù)背景下要求政府部門“用數(shù)據(jù)說話、用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)決策”，推動各類問題的有效解決。隨著環(huán)保政策的不斷出臺，生態(tài)環(huán)境部門需要始終保持“大數(shù)據(jù)”思維，量化環(huán)保政策要求的各項環(huán)境指標，加快研究適應(yīng)當下的統(tǒng)計分析方法和大數(shù)據(jù)平臺的管理流程，確保環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺功能能夠“與時俱進”，發(fā)揮重要的輔助決策作用。

6 結(jié)束語

大數(shù)據(jù)為我國的環(huán)境治理提供了新的思路和途徑，運用大數(shù)據(jù)技術(shù)可有效改善傳統(tǒng)環(huán)境數(shù)據(jù)統(tǒng)計方面的不足，探尋環(huán)境管理更深層的問題。環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺是大數(shù)據(jù)在環(huán)保領(lǐng)域運用的實際體現(xiàn)，平臺建設(shè)不僅整合、完善原有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，更能通過數(shù)據(jù)的融合貫通形成新功能，使環(huán)境治理更科學、高效。圍繞“保護公民健康”這個環(huán)保工作的最終目標，大數(shù)據(jù)平臺應(yīng)不斷適應(yīng)環(huán)保新形勢，持續(xù)增強環(huán)境污染防治管理工作水平，為我國環(huán)境保護工作做出貢獻。

參考文獻：

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