關(guān)于水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的研究

苗鋒 劉星 胡春雷

摘 要：本文主要闡述了關(guān)于水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，通過(guò)先進(jìn)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)管理水環(huán)境，可以有效提升管理質(zhì)量，改善水環(huán)境質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：水環(huán)境;質(zhì)量監(jiān)測(cè);數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)

信息技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，迎來(lái)了數(shù)字化時(shí)代，在此時(shí)代中，各項(xiàng)工作的開(kāi)展都與數(shù)據(jù)有著緊密的聯(lián)系，因而在對(duì)水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，有關(guān)部門(mén)及人員要利用現(xiàn)有技術(shù)，通過(guò)建設(shè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來(lái)完善水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，從而在大數(shù)據(jù)的作用下，做到精準(zhǔn)檢測(cè)、精準(zhǔn)控制，提升我國(guó)水環(huán)境質(zhì)量。

一、我國(guó)水環(huán)境現(xiàn)狀

我國(guó)水資源當(dāng)前形勢(shì)十分嚴(yán)峻，2017年水資源總量是28761.2億m3，占全球水資源總量的6%左右，其中地表水總量為27746.3億m3、地下水總量為8309.6億m3。雖然我國(guó)的水資源總量大，但是受到人口數(shù)目的影響，加之水資源區(qū)域分布不均，使得我國(guó)人均水資源偏低，約有25%的省份存在缺水問(wèn)題。另外，我國(guó)水資源在利用方面過(guò)于浪費(fèi)、且部分水資源處于污染狀態(tài)。近些年，我國(guó)廢水污水的排放量逐漸遞增，其速度為18億m3/年，并且全國(guó)的工業(yè)廢水與生活取水排放量達(dá)到了1.64億m3/天，其中有超過(guò)80%的污水未經(jīng)過(guò)處理直接排放在自然環(huán)境之中。由此可見(jiàn)，我國(guó)水資源狀況現(xiàn)已成為制約社會(huì)發(fā)展的重要因素，要加強(qiáng)對(duì)水資源的保護(hù)，利用先進(jìn)的技術(shù)對(duì)水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以此提升水資源質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

二、水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)闡述

水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)是以數(shù)據(jù)作為依托進(jìn)行質(zhì)量評(píng)測(cè)與處理。在數(shù)據(jù)獲取上，系統(tǒng)需要具備準(zhǔn)確性與快速性特征，并且其內(nèi)部要建立起可靠的數(shù)據(jù)通信平臺(tái)，此平臺(tái)要具備自動(dòng)保存與備份的功能，同時(shí)可以依照獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速準(zhǔn)確的分析，并以圖表等方式展現(xiàn)給有關(guān)人員當(dāng)前監(jiān)測(cè)水域的水環(huán)境質(zhì)量狀況。隨著時(shí)間的推移，科學(xué)技術(shù)水平逐漸提升，有關(guān)部門(mén)研究出了水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，此系統(tǒng)利用了現(xiàn)代傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、專業(yè)分析軟件以及自動(dòng)控制技術(shù)等多種技術(shù)，與通信網(wǎng)絡(luò)共同構(gòu)成了一套完備的系統(tǒng)。此系統(tǒng)是由取水系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)、集成輔助系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)構(gòu)成，能夠快速發(fā)現(xiàn)水質(zhì)異常問(wèn)題，當(dāng)下游水質(zhì)受污時(shí)可以快速做出預(yù)警，并追蹤污染源，可為相關(guān)部門(mén)的管理決策提供有效的數(shù)據(jù)支持。

三、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

當(dāng)前，我國(guó)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有多種形式，具體內(nèi)容如下：

1.有線公眾電話網(wǎng)

此種數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)就是指普通的電話網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)也是我國(guó)最早使用的一種通信平臺(tái)，分為PSTN、DDN與ISDN等多個(gè)種類，主要具有語(yǔ)音傳輸、數(shù)據(jù)傳輸、多媒體傳輸?shù)榷喾N功能。在現(xiàn)有公眾電話網(wǎng)中，其費(fèi)用最少，不要投入網(wǎng)建費(fèi)用即可使用。其通信速度可以依照網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)類型，提供4K-64K等多種服務(wù)，覆蓋面較廣。此種通信平臺(tái)只適合用在數(shù)據(jù)傳輸少且實(shí)時(shí)性要求低的監(jiān)測(cè)位置，優(yōu)點(diǎn)為其受信號(hào)干擾影響較弱，只要設(shè)有電話線即可使用。缺點(diǎn)為實(shí)時(shí)性差，與時(shí)代發(fā)展不符;同時(shí)會(huì)受到電話線路通信質(zhì)量影響，故障解決時(shí)間不定;通信時(shí)的信號(hào)交換過(guò)于復(fù)雜，故障率較高且安全性低。

2.GPRS

GPRS就是以分組交換方式承載并傳輸數(shù)據(jù)的一種方式，分組交換是指將數(shù)據(jù)分成多個(gè)獨(dú)立封包，然后依次將其傳送出去。采取此種方式可以有效減少頻寬占用率，并且可以按照數(shù)據(jù)的傳輸量進(jìn)行計(jì)價(jià)，其最快速度可達(dá)115K，能夠有效滿足水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸需要。并且GPRS具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，可以始終處于在線狀態(tài);同時(shí)其安全性較高，能夠避免數(shù)據(jù)被他人修改與破壞。

3.無(wú)線專用網(wǎng)

無(wú)線專用網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)眾多，具有較高的可靠性、運(yùn)行費(fèi)用較低且系統(tǒng)自動(dòng)維護(hù)力度強(qiáng)等特征。其在水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的各個(gè)斷站數(shù)據(jù)采集速度不超過(guò)5秒，可以在10分鐘內(nèi)完成各個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的輪巡，實(shí)現(xiàn)高速在線采集數(shù)據(jù)。在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，不會(huì)受到外部因素制約，具有較強(qiáng)的保密性。若是系統(tǒng)突發(fā)故障，其可快速進(jìn)行故障判斷，并將其排除。但是利用此種方式建設(shè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，需要先加設(shè)通信站，初期建設(shè)費(fèi)用較高。

4.互聯(lián)網(wǎng)

互聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)前使用最為廣泛的一種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方式，其不僅可以確保水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)全天在線，并且運(yùn)用費(fèi)用不高，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)具有的數(shù)據(jù)共享功能，有關(guān)部門(mén)可以快速收集到各地的水質(zhì)數(shù)據(jù)信息。當(dāng)前，水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是由PLC、變送器、現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等多個(gè)部分構(gòu)成，通過(guò)PIC寫(xiě)入程序后，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行有效控制;與此同時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)和數(shù)據(jù)采集、傳輸模塊的共同協(xié)作下，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)與傳輸。

另外，數(shù)據(jù)采集器是數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的中樞神經(jīng)，其可以實(shí)時(shí)獲得檢測(cè)儀器監(jiān)測(cè)出的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至中心監(jiān)測(cè)站。同時(shí)數(shù)據(jù)采集器還具有觸發(fā)功能，若是監(jiān)測(cè)到超標(biāo)數(shù)據(jù)，其可以觸發(fā)采樣儀，將超標(biāo)水樣進(jìn)行留存。其配備的通訊系統(tǒng)具有較高的可靠性，不會(huì)受到外界干擾;具有斷電保護(hù)功能，避免收集到的數(shù)據(jù)受損。此外，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)利用GPRS接受機(jī)及其相應(yīng)軟件，可以自動(dòng)接收道水質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，可以保存15個(gè)接受手機(jī)號(hào)碼，當(dāng)水質(zhì)超標(biāo)后可自動(dòng)報(bào)警，并發(fā)送信息到主管及領(lǐng)導(dǎo)者手機(jī)中，從而及時(shí)采取措施予以應(yīng)對(duì)。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，現(xiàn)有建設(shè)方式眾多，但是基于其數(shù)據(jù)采集、收集、傳輸安全性、及時(shí)性，要利用當(dāng)前先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行建設(shè)，以此提升監(jiān)測(cè)質(zhì)量，改善我國(guó)當(dāng)前水環(huán)境質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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