企業(yè)智慧環(huán)保管控平臺的設(shè)計與構(gòu)建

鄭曉宇 徐宇鋒 王倩

摘要：本文設(shè)計了一種企業(yè)智慧環(huán)保管控平臺，用以解決生產(chǎn)性企業(yè)中普遍存在的環(huán)保大數(shù)據(jù)采集、共享、分析能力不足，環(huán)境管理內(nèi)容繁雜，環(huán)保管理人員工作量日趨增大等問題。平臺基于環(huán)保法律法規(guī)、環(huán)保專業(yè)知識及經(jīng)驗、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的深度融合，為企業(yè)提供一套“數(shù)據(jù)展示、數(shù)據(jù)分析、及時預(yù)警、報表合規(guī)”的環(huán)保智能管理模式，能有效改善企業(yè)傳統(tǒng)環(huán)保管理存在的問題，掌握污染物及碳排放現(xiàn)狀，提高節(jié)能減排效率，實現(xiàn)企業(yè)環(huán)保的“智慧”管控。

關(guān)鍵詞：智慧環(huán)保；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)；企業(yè)

隨著國家對環(huán)保的重視，近年來一系列相關(guān)政策及標準密集出臺。雖然各地環(huán)保要求不同，實施步伐也不一致，但可看出，行業(yè)升級勢在必行。2020年9月22日，習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會宣布，“應(yīng)對氣候變化《巴黎協(xié)定》代表了全球綠色低碳轉(zhuǎn)型的大方向，是保護地球家園需要采取的最低限度行動，各國必須邁出決定性步伐。中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和?！?/p>

基于以上背景，我國開始探索將大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化技術(shù)全面應(yīng)用于環(huán)保管理，并取得了一定的成績。例如，深圳市智慧環(huán)保平臺建設(shè)通過大數(shù)據(jù)分析，對環(huán)境質(zhì)量、污染源排污狀態(tài)、污染傳播過程中不同維度的數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)分析，建立環(huán)境監(jiān)管研判預(yù)警規(guī)則庫，實現(xiàn)污染源精準管理；以全國第二次污染物普查數(shù)據(jù)和空間地理信息等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以WebGIS技術(shù)為展示工具，開發(fā)環(huán)保信息化管理系統(tǒng)，為城市環(huán)境治理和污染源管理提供技術(shù)保障；在園區(qū)建立大數(shù)據(jù)共享中心，監(jiān)測管理內(nèi)部重點區(qū)域或重點工業(yè)企業(yè)的排污情況，做到排污及時監(jiān)測、實時預(yù)警等。

但目前智慧環(huán)保平臺多為立足于城市、園區(qū)的環(huán)境管理，罕有針對企業(yè)環(huán)境管理的智慧環(huán)保平臺。綜上，設(shè)計構(gòu)建具備環(huán)保數(shù)據(jù)庫構(gòu)建、分析能力，協(xié)同環(huán)境管理功能，并能提供法律法規(guī)知識庫構(gòu)建服務(wù)和碳排放管理的企業(yè)智慧環(huán)保管控平臺具有重要意義。

一、企業(yè)智慧環(huán)保管控平臺開發(fā)的必要性

在智慧工業(yè)化的時代背景下，環(huán)境管理的概念不應(yīng)只局限于廢氣、廢水、噪聲、固體危廢等環(huán)境污染的治理，而應(yīng)整合原輔材料及能源使用、污染物治理、監(jiān)測數(shù)據(jù)管理、碳排放管理等，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和聯(lián)動，并通過算法擬合等手段，實現(xiàn)智慧管控、高效節(jié)能減排的目的?；谝陨显瓌t，對國內(nèi)企業(yè)環(huán)境管理現(xiàn)狀進行分析。

國內(nèi)生產(chǎn)型企業(yè)經(jīng)歷了多年在環(huán)保領(lǐng)域的深耕，在污染物的收集、治理等方面已取得了顯著成果。但缺乏通過智能化平臺綜合管理企業(yè)環(huán)境。具體如下：

第一，環(huán)境管理日趨全面化、復(fù)雜化，大量的環(huán)境數(shù)據(jù)缺乏統(tǒng)一的整合平臺；企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境現(xiàn)狀可視化程度低。

第二，部分企業(yè)占地面積大、涉及環(huán)境污染的場所較分散，傳統(tǒng)的管理方式不能及時發(fā)現(xiàn)問題、處理問題，環(huán)境管理效率較低。

第三，企業(yè)需自行監(jiān)測，有大量監(jiān)測數(shù)據(jù)需達標分析，并繪制監(jiān)測數(shù)據(jù)變化曲線圖。如果VOCs、廢水等在線監(jiān)測數(shù)據(jù)超標，就不能及時反饋。

第四，企業(yè)日常需要提交大量固體廢物、環(huán)境監(jiān)測、排污許可證執(zhí)行報告等，統(tǒng)計數(shù)量較大。此外，排污許可證執(zhí)行報告中排污總量的計算需具備一定的環(huán)保專業(yè)技術(shù)能力。

第五，環(huán)保政策和標準更新速度快，對企業(yè)環(huán)保管理人員提出了更高的專業(yè)要求，管理壓力和工作量日趨增加，造成企業(yè)人員流失嚴重。

此外，2021年9月15日，工信部科技司印發(fā)《公開征集碳達峰相關(guān)行業(yè)標準計劃項目的意見》，主要涉及十一個高耗能行業(yè)，后續(xù)其他行業(yè)也將陸續(xù)開展相關(guān)標準的制定，企業(yè)的碳排放管理將提上日程。

由此可知，企業(yè)在日常管理過程中面對環(huán)保專業(yè)知識性強、數(shù)據(jù)量大、環(huán)保法律更新且要求日趨嚴格的現(xiàn)狀，延續(xù)以往傳統(tǒng)、粗放式的環(huán)境管理方法，很難完成環(huán)境和碳排放管理目標，企業(yè)必須不斷提升技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級并借助數(shù)字化平臺提升環(huán)境管理水平。

二、平臺目標與設(shè)計思路

（一）總體目標

平臺旨在為企業(yè)系統(tǒng)梳理環(huán)保數(shù)據(jù)（一企一檔建立專業(yè)環(huán)保數(shù)據(jù)庫、及時更新環(huán)保信息和管理要求）、高效解決環(huán)保問題（提前發(fā)現(xiàn)環(huán)保問題提出建議并跟蹤整改）、提升環(huán)保管理水平（提高環(huán)境管理效率、準確性，并減輕管理人員的工作量），并為后期碳排放、碳交易打好前站，為企業(yè)提供全方位的環(huán)保“診斷”和服務(wù)。

（二）設(shè)計思路

設(shè)計思路以總體目標為綱要，具體如下：第一，用戶對象為生產(chǎn)型企業(yè)，平臺各模塊功能對各類型企業(yè)要有普適性。第二，要全方位涵蓋廢氣、廢水、噪聲、固體危廢等環(huán)境污染因素，以及原輔材料、能源使用、污染物治理、環(huán)境風(fēng)險、監(jiān)測數(shù)據(jù)管理、碳排放管理等。第三，對各項數(shù)據(jù)具備可視化、分析、匯總和預(yù)警功能。第四，與生態(tài)環(huán)境部門的排污許可證管理系統(tǒng)、固體廢物管理系統(tǒng)相銜接，具備可直接生成相應(yīng)的臺賬或月、季、年報的功能。第五，各模塊實現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享和聯(lián)動，減少數(shù)據(jù)的重復(fù)導(dǎo)入。第六，簡化用戶界面，便于環(huán)保人員操作。平臺整體的應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計如圖1所示。

三、平臺主要功能

（一）平臺總體框架

基于系統(tǒng)梳理環(huán)保數(shù)據(jù)、高效解決環(huán)保問題、提升環(huán)保管理水平的三大目標，平臺共設(shè)計九大功能模塊，分別為：企業(yè)環(huán)保地圖模塊、企業(yè)基本信息模塊、排污許可證模塊、固廢管理模塊（配套App移動端）、環(huán)境監(jiān)測模塊、環(huán)境監(jiān)控模塊、排污總量管理模塊、碳排放管理模塊、法律法規(guī)模塊。九大功模塊與平臺總體目標的對應(yīng)關(guān)系如圖2所示。

此外，平臺設(shè)有總覽頁面，以供重要環(huán)保信息的總覽（例如，廠區(qū)環(huán)保地圖、排污量、碳排放量、固廢出入庫量、預(yù)警信息等），如圖3所示。

（二）各模塊功能

1.企業(yè)環(huán)保地圖模塊

用于展示企業(yè)的廠區(qū)平面圖和環(huán)保信息。環(huán)保信息包括廠區(qū)排污口、固廢及?；焚A存點、環(huán)境監(jiān)測點位、實時監(jiān)控點。點擊圖標能查看對應(yīng)點位的排污口信息、固廢及?；焚A存情況、環(huán)境監(jiān)測內(nèi)容及頻次、實時監(jiān)控點影像。通過此模塊，可將廠區(qū)的環(huán)境現(xiàn)狀進行可視化展示。

2.企業(yè)基本信息模塊

企業(yè)基本信息模塊基于排污許可證設(shè)計，匯總和展示企業(yè)基本信息、排污口/環(huán)境監(jiān)控點、企業(yè)生產(chǎn)信息、環(huán)保手續(xù)文件、外部環(huán)保平臺賬號管理等內(nèi)容。此外，該模塊同時兼具平臺內(nèi)其他模塊的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫功能。

模塊中企業(yè)基本信息的展示包括企業(yè)名稱、地址、經(jīng)緯度、所在工業(yè)區(qū)、是否屬于大氣重點控制區(qū)、是否屬于大氣總氮總磷控制區(qū)、排污許可證管理類別、環(huán)境功能區(qū)劃等，統(tǒng)計和展示企業(yè)所處環(huán)境概況和環(huán)境管理重點。

排污口/環(huán)境監(jiān)控點包括廢氣排放口、廢水排放口、固廢及危化品貯存點相關(guān)信息。其中，廢氣排放口相關(guān)信息包括排放口類型、排放口編號、排放口名稱、排氣筒高度、內(nèi)徑、風(fēng)量、經(jīng)緯度等信息；廢水排放口相關(guān)信息包括排放口類型、排放口編號、排放口名稱、排放方式、經(jīng)緯度等信息；固廢及?；焚A存點信息包括設(shè)施編號、經(jīng)緯度、倉庫面積、倉儲物品種類等。

企業(yè)生產(chǎn)信息包括企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、燃料分析、排污工序工作時間、涉VOCs原輔料信息、排水量、碳排放活動水平填報等。

環(huán)保手續(xù)文件包括環(huán)評及驗收、排污許可證、排水許可證、應(yīng)急預(yù)案等。模塊按以上類別對合規(guī)性文件分類建檔。通過電子建檔，便于管理人員文件檢索，避免因人事調(diào)動或其他原因?qū)е碌奈募z失。此外，對于具有時效性的合規(guī)性文件（如排污許可證、排水許可證、應(yīng)急預(yù)案等），平臺具備倒計時功能提醒企業(yè)需重新委托編制相關(guān)文件。外部環(huán)保平臺賬號管理用以記錄企業(yè)需進行環(huán)保填報的相關(guān)網(wǎng)址、用戶名和密碼，避免信息的丟失。

3.排污許可證模塊

根據(jù)排污許可證執(zhí)行報告的日常管理要求，設(shè)計了排污許可臺賬及排污許可證執(zhí)行報告兩個子模塊。通過排污許可臺賬可直接下載政府的規(guī)范臺賬模塊用以填報?；谄髽I(yè)基本信息模塊、后臺預(yù)設(shè)污染物排放量的計算邏輯，軟件可直接生成排污許可證執(zhí)行報告月報、季報中需要填報的相關(guān)數(shù)據(jù)，并顯示和導(dǎo)出相關(guān)執(zhí)行報告。該模塊可協(xié)助企業(yè)規(guī)范進行排污許可執(zhí)行報告的填報。

4.固廢管理模塊（配套App移動端）

建立固體廢棄物線上管理模塊，實現(xiàn)固體廢棄物的集中管控，記錄并生成固廢出庫/入庫記錄、企業(yè)固廢臺賬（月報、季報）。系統(tǒng)掌握整個廠區(qū)的固體廢棄物和第三方處置單位情況并及時處置，減少因固廢處置不當(dāng)導(dǎo)致的罰款或停產(chǎn)。此外，為便于管理人員的實際操作，系統(tǒng)配套App移動端固廢出入庫系統(tǒng)，管理人員通過移動端記錄固廢的出入庫情況。

5.環(huán)境監(jiān)測模塊

模塊用于展示企業(yè)歷年的例行監(jiān)測方案，儲存、匯總和分析例行監(jiān)測數(shù)據(jù)，并警示超標數(shù)據(jù)。通過掌握歷年的監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化趨勢，了解企業(yè)廢氣、廢水處理措施的合理性以及處理設(shè)備的穩(wěn)定性。

6.環(huán)境監(jiān)控模塊

用于關(guān)鍵環(huán)保管控點的監(jiān)控，例如，危廢品倉庫、危廢倉庫、廢氣廢水處理設(shè)備等，便于管理人員的遠程監(jiān)控和企業(yè)內(nèi)環(huán)保監(jiān)管取證。模塊具備影像數(shù)據(jù)儲存、截圖、導(dǎo)出等功能。

7.排污總量管理模塊

統(tǒng)計分析企業(yè)排污許可證內(nèi)有許可排放量的污染因子（如二氧化硫、氮氧化物、顆粒物、非甲烷總烴、五日化學(xué)需氧量、氨氮、總氮、總磷等污染物）的排放量數(shù)據(jù)，根據(jù)排污許可證的要求，對污染物總量進行核算和超額預(yù)警，加強污染物排放總量管理，減少排放總量超出許可排放量的風(fēng)險。

8.碳排放管理模塊

基于國家相關(guān)法律法規(guī)和政策，結(jié)合企業(yè)的環(huán)境保護管理、能源減排、碳排放管理特點，建立碳排放管理模塊，針對廠區(qū)的碳排放情況進行科學(xué)核算和預(yù)警，及時反饋廠區(qū)碳排放額度剩余情況，便于管理部門及時掌握碳排放情況，為碳排放、碳交易提供依據(jù)。

9.法律法規(guī)模塊

整理和匯總了相關(guān)環(huán)保法律法規(guī)、政策以及企業(yè)內(nèi)部環(huán)境管理制度，用于管理人員查閱、學(xué)習(xí)，提升業(yè)務(wù)能力。

四、結(jié)語

本文闡述的“企業(yè)智慧環(huán)保管控平臺”構(gòu)建融合了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、法律法規(guī)及政策以及設(shè)計人員的環(huán)保咨詢經(jīng)驗，平臺功能涵蓋企業(yè)環(huán)保管理生命周期中的全部內(nèi)容，包括源頭管控、過程控制、末端治理及合規(guī)性報表填報，為企業(yè)提供了可視化地圖展示、污染源及工況管理、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析、污染物排放統(tǒng)計及預(yù)警、碳排放總量統(tǒng)計及預(yù)警、固廢管理、排污許可證執(zhí)行報告自動導(dǎo)出、環(huán)境監(jiān)控、法律法規(guī)查閱等服務(wù)，在促進企業(yè)環(huán)保的專業(yè)化和數(shù)字化發(fā)展方面具有積極作用，減少管理人員的工作量，提升環(huán)境管理效率和水平。

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作者簡介：鄭曉宇，女，高級工程師，主要研究方向為環(huán)境咨詢。