基于大数据的环境保护监管监测大数据运管平台建设方课件.pptx
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1、基于大数据的环境保护监管监测大数据运管平台建设方案2 0 2 0CONTENTS目 录1业务背景及需求分析2智慧环保顶层设计3智慧环保解决方案4大数据应用子系统5生态环境应急预案1业务背景及需求分析中国环保大数据新兴起步百度上线“全国污染监测地图”,可以在线查看自己所在区域的污染源情况。 内蒙古环保厅与联通合作,共同打造内蒙古重污染天气预报预警体系。重庆环保产业投资建设集团以政府、企业和公众为服务对象,探索政府向社会购买环境服务的商业模式。美国政府的环保大数据应用初见成效2009年启用DATA.GOV门户网站,提供所有行政部门大数据,可供再次开发利用。美国环保局(EPA)建设大数据系统,包含了
2、80多万台受环保局监管的大气固定污染源、污水排放源及有害废物产生与处理设施的情况,实现了在全国范围内对污染物的管理。惠普利用其Vertica分析平台(VerticaAnalyticsPlatform),对四大洲16个点位高达30TB的生物多样性和气候数据进行了收集、管理和分析,帮助科学家准确掌握全球热带森林的生物多样性丧失情况。DATA.GOV政府门户网站重污染天气预报预警国内外环保大数据应用情况01 2015年7月,习近平总书记明确指出,要推进全国生态环境监测数据联网共享,开展生态环境大数据分析;李克强总理强调,要在环保等重点领域引入大数据监管,主动查究违法违规行为 2016年1月,发改委印
3、发“互联网+”绿色生态三年行动实施方案,推动互联网与生态文明建设深度融合,完善污染物监测及信息发布系统,形成覆盖主要生态要素的资源环境承载能力动态监测网络,实现生态环境数据的互联互通和开放共享 2016年3月,环保部印发了生态环境大数据建设总体方案,方案指出要充分运用大数据、云计算等现代信息技术手段,全面提高生态环境保护综合决策、监管治理和公共服务水平,加快转变环境管理方式和工作方式 环保行业政策密集出台我国环保行业政策背景01数据来源不全采集设备部署不全各地方建设程度差异数据整合不足系统建设零散各系统之间未打通政府管理决策困难数据管理问题造成政府在监管、执法和决策时没有依据社会和公众的渴望公
4、众希望政府公开环保数据各行各业对数据开放的需求环保必须靠数据来说话当前我国环保行业面临的挑战01智慧环保建设背景01相关政策:相关政策:2013年将启动首次全国地理国情普查住建部下发“智慧城市”试点通知国家测绘地理信息局关于开展智慧城市时空信息云平台建设试点工作的通知部财政、国土资源部、住建部等十多个部委参与编制的全国促进城镇化健康发展规划(2011-2020年)将于今年全国两会前后对外颁布,40万亿投资大戏启幕。大环保概念: 从单纯的环境保护到生态环境,再到生态文明。从广义上讲,生态环境不仅仅是环保局的事,更是市政府、省政府的大事。政策引导:三个说得清01u 环境监测是环境保护工作的“耳目”
5、、“哨兵”、“尺子”,是政府宏观决策和环境监管的重要基础。u 2009年2月16日周生贤部长在全国环境监测工作会议上提出实现“三个说得清”。说清环境潜在的风险说清环境质量现状及其变化趋势说清环境污染源状况智慧环保内涵01智慧环保发展需求01 随着构建资源节约型、环境友好型社会被确定为国民经济与社会发展中长期规划的一项战略任务,国家对环境保护的重视程度日益提高,重点项目和国拨资金逐年增大,在“十一五”期间全国环保信息化建设取得了飞跃式的发展。“十二五”重视力度更为加强。环保系统基础网络建设发展迅速环保系统基础网络建设发展迅速环保应用系统建设力度加强环保应用系统建设力度加强数据资源管理和综合利用能
6、力建设开始启动数据资源管理和综合利用能力建设开始启动标准规范编制工作全面展开标准规范编制工作全面展开全国性大型应用系统建设将带动地方环保部门信全国性大型应用系统建设将带动地方环保部门信息化整体推进息化整体推进环境环境应急系统将陆续进入实质性建设阶段应急系统将陆续进入实质性建设阶段信息资源标准化改造与整合将是环保信息化建设信息资源标准化改造与整合将是环保信息化建设的重点工作的重点工作环境信息化相关标准建设将不断完善环境信息化相关标准建设将不断完善环境信息化环境信息化智慧环保建设目标01p 如何“更快速更快速”感知影响城市环境、人体健康、生命安全的实时指标?p 如何“更全面更全面”感知污染排放、环
7、境污染、应急事故的变化过程?p 如何“更有效更有效”判定环境监察执法与应急处置工作的执行状态与效果?p 如何“更智慧更智慧”决策重点城市、区域和流域重大环境管理问题?2智慧环保顶层设计智慧环保体系架构02 建设原则顶层设计、应用导向- 顶层设计开放- 创新应用全面- 基础架构灵活开放共享、强化应用- 业务创新- 管理创新- 模式创新健全规范、保障安全- 数据准确性- 数据一致性- 数据真实性分步实施、重点突破- 环境影响评价- 环境监测- 环境应急- 环境信息用数据管理用数据决策用数据服务-参考国家环保部环办厅201623号文建设目标建设目标环保大数据-建设原则和建设目标02构建覆盖全省的环保
8、专网组建一张网络省、市、县环保管理工作流程政府-企业执法监管流程优化两级流程环保云平台大数据管理平台大数据应用平台构建三套平台环境在线监控环境污染执法宏观决策研判环保公众服务输出四重应用 联通公司与环保厅深度合作,将分别从4个方面提升政府环保服务能力!总体建设方案023水环境管理大气环境管理监察执法管理环保云大数据管理大数据应用公众服务应急指挥管理数据采集系统业务库数据服务控件库数据模型数据交换通用计算云高性能计算云视频监控云化工污染管理网络感知水大气大数据建模(环境影响评价)宏观决策存储云化工公安气象交通住建固网+无线+物联网环境监管第三方平台视频监测污染源在线监测环境质量监测化工污染监测公
9、众服务 宏观决策执法管理运维管理安全管理政务云上级平台运维与安全外部接口规划旅游数据标准体系总体架构02智慧环保技术路线02方案描述 通过专线构建环保专网,连接云-省-市-县 建设“两地三中心”,双活云平台+原省环保厅平台,既保护已有投资,也确保平台稳定运行。 采用混合云建设模式,前端数据采集以公有云方式接入,后端数据分析、应用以私有云方式提供安全服务。构建环保专网,实现省市互联02M-HLRM-SMSCM-GGSNMSC/VLRGERANUTRANMGWSGSNSGW业务能力网络层终端感知控制中心专用核心网元物联网管理平台E-UTRAN环保应用化工监测水文监测大气监测公众服务环保执法应急指挥
10、尝试引入基于NB-IoT的环保物联网广覆盖低成本大连接低功耗自动化智能化可视化专用网元+国际领先的物联网管理平台优势NB-IoT方案价值广覆盖比通常2G覆盖增强20dB,可多穿透1-2堵墙,地下和水下信号覆盖有保障;低功耗采集终端可支持5-10年不更换电池。低成本网络结构简单,终端维护便捷。引入世界最新物联网技术-窄带物联网NB-IoT覆盖全省的环保物联网02通用应用中间件、核心应用数据库视频监控监测采集虚拟计算资源池历史数据数据库服务实时数据服务视频监控服务服务层资源配置云管理u 计算资源虚实结合应用服务器采用虚拟机方式,资源复用,可快速扩展;数据库服务器采用物理机方式,确保处理效率,提升系
11、统安全性。u 存储资源高低搭配视频监控类流数据、监控采集实时数据等采用高性能FC-SAN存储,确保数据的及时处理;通用数据及海量的历史数据采用低价的IP-SAN存储,节约成本。u SDN统一调度网络层配置采用先进的SDN管理调度,配合图形化云管理平台资源分配和调度,可实现网络自动化配置,资源快速部署。物理计算资源池存储资源池通用计算资源池CPU:400核内存:3000G高性能计算资源池CPU:200核内存:1500G数据库业务区CPU:100核内存:1200G高性能存储资源池存储:100T通用存储资源池存储:200TSDN管理协同网络层大数据管理平台大数据应用平台基础资源层服务应用层应用层资源
12、监控资源计量基础运维平台网管云运维环保云平台整体架构02云灾备云迁移云安全新建环保云平台X淘汰利旧利旧原有资源,组建异构云业务系统业务系统业务系统业务系统迁移对于X86业务平台,采用P2V方式迁移。对于小机系统,建议重新部署方式数据库系统虚拟机系统文件系统其它业务系统业务系统FC/IPSAN定期及实时自动备份在线存储虚拟机系统省云A省云B应用服务器u P3-P4级灾备(应用级、异地级):如执法系统、在线监控等关键服务;u P1-P2级灾备(数据级冷同步、实时同步):数据分析、历史数据存储;u 接入安全:物联网监控设备、执法终端设备采用专用APN接入网络。环保单位采用专线方式接入网络;u 应用安
13、全:联通云平台提供应用安全防护。u 平台安全:符合国家信息安全等级保护三级,分权分域,确保平台安全。u 数据安全:加密存储,专网通信,备份机制;环保云平台实施考虑02数据采集处理层数据采集详单加工环境日志解析非结构化环境日志处理污染源结构数据环保质量结构数据标准基础数据标签库特征库指标库数据模型水利污染监控模型大气污染监控模型污染物溯源分析模型数据服务层实时分析服务位置服务数据建模服务城区环境动态热图环境监控平台环境监管市民环境意见反馈城市环境质量报告公共服务环境人口匹配分析宏观决策执法罚款污染评估环境执法数据应用层环境污染影响分析外部系统数据资源交换及共享气象部门数据住建部门数据交通部门数据
14、社会网站数据数据整合分析层环保数据处理水污染源信息库气污染源信息库化工污染信息库污染排放日志库环保执法记录环保周期分析离线分析服务国家环保局环境信息系统其他省市环保局环境信息系统爬虫抓取数据环保大数据管理平台体系架构02n 作为数据服务统一接口,与国家环保局、其他省市环保部门、省内相关部门以及社会数据进行对接。n以可视化方式,通过监控大屏、手机APP、Html5页面等方式,向管理部门、使用部门提供有效数据服务。n统一数据标准体系,完善数据集成及更新处理流程,实现数据有效交换及共享。环保大数据管理平台-环境信息资源中心02u 大数据建模: 大数据的核心,揭示数据中蕴含的“奥秘”。环保数据涉及水、
15、大气、气候、历史数据等因素,属于高复杂性数据分析。只有通过建模分析,才能有效进行污染物溯源、环境质量评价、环境形势研判等大尺度分析工作。联通成功经验重污染天气预报人流热力图水质分析图PM2.5污染物来源追溯化工污染源监控点图环保建模服务环保大数据管理平台-大数据建模02智慧环保核心技术02GIS互联网互联网天空地一体化天空地一体化智慧环保智慧环保智慧环保技术框架02智慧环保关键技术02智慧环保规范体系02智慧环保规范体系02TextTextTextl传感器技术标准l传感器基础通用标准l传感器方法标准l传感器产品标准l短距离传输与自组网技术标准l无缝的整合和无缝的整合和控制下层网络和控制下层网络
16、和感知层的各类信感知层的各类信息和设备,并能息和设备,并能对上提供整体、对上提供整体、同意的运行支撑同意的运行支撑l各部门物联网技各部门物联网技术标准;术标准;l数据传输标准;数据传输标准;l系统接口技术规系统接口技术规范范l网路安全标准规网路安全标准规范范l标识与解析;标识与解析;l业务与网络业务与网络 安全安全l网络管理网络管理智慧环保建设原则02统筹规划原则统筹规划原则分步实施原则分步实施原则上下兼容原则上下兼容原则资源共享原则资源共享原则再好的系统,没有完备的更新维护机制,也不会持久的有生命力再好的系统,没有完备的更新维护机制,也不会持久的有生命力环境数据信息运营维护体系为整个智慧环保
17、建设和运行提供维护和管理服务是环境信息系统正常稳定运行的重要保证智慧环保云平台建设的价值02解决问题建设内容软件平台:污染源在线监测及应急指挥调度平台基础平台:应急指挥大厅、私有云资源池、视频监控平台平台概述是为环保部门提供在线监控系统、移动应用系统和应急指挥调度系统,对污染源(废水、废气等)进行数据监测和视频监控的统一管理,是一套污染监测与监管的综合管理平台,能够提高环保信息化水平、监察应急执法效率,提升环保监管能力。1、帮助环保部门摸清家底2、对污染企业做到防范预警3、对污染事件做好快速响应4、指挥、执法实现应急联动污染源在线监测平台02云主机资源池分为X86云主机池+小型机资源池两部分。
18、在测算所需虚拟化计算资源时,满足当前承载应用的需要,同时考虑虚拟化的高可用性以及系统的冗余。项目初期建议先按外网、DMZ和内网进行划分集群。2、计算资源池1、服务器虚拟化3、集群设计云平台基础资源池建设02拼接屏拼接屏综合管综合管理一体理一体机机显示主机显示主机核心核心交换交换机机客户端客户端本地存储本地存储调度台调度台视频采集视频采集视频采集视频采集红外设备红外设备烟感采集烟感采集水流探测水流探测感知采集系统感知采集系统公众门户公众门户指挥调度平台指挥调度平台集群对讲集群对讲GIS地图地图前端采集前端采集指挥大厅指挥大厅应用平台应用平台指挥大厅建设023智慧环保解决方案排污企业水文监测大气监
19、测化工污染监测监测源数据实时处理分析污染源污染分析模型环境质量模型污染物迁移扩散模型环境质量数字化、可视化实时监测统计分析环境综合在线监测管理系统(水、大气、化工)03单兵装备配置:主机,线控及航空头连接线、3G天线、摄像头及头带、耳机麦克风(一体式)、USB连接线、电池、充电器应急指挥通讯体系应急指挥中心3G/4G应急通讯网及设施应急单兵装备环保厅指挥中心3/4G传输网络城市应急成员单位单兵图传 构建环境应急指挥通讯体系,依靠环境信息资源中心实时数据支撑,提升生态环境事件应急响应和处置能力。指挥中心大屏幕环境信息资源中心环境应急指挥系统03执法人员可以通过手持移动执法终端,进行外出检查执法操
20、作,获取所有执法相关的数据信息并出具处罚决定管理人员可以通过系统管理平台针对污染企业、环境法规以及执法任务等进行管理信息查询现场执法任务管理路线导航移动执法应用监察执法平台污染采证法律法规查询“一厂一档”管理“一事一档”管理区域网格化管理监测数据共享建立监测数据共享系统,将监测数据经过业务化处理后,变为执法依据执法单兵装备4G专用Pad+蓝牙打印机4G执法通用装备+环境执法管理系统03环境预警风险评估通过手机和平板电脑等移动设备,实时查看环境预警信息,接受主动报警推送。通过大数据建模、大数据分析,向决策管理层输出环境风险评估报告,根据需要形成定量化、可视化、针对性的评估结果。环境形势研判全景式
21、生态环境形势研判模式生态环境质量、污染源、污染物、环境承载力等数据的关联分析经济社会、基础地理、气象水文和互联网、运营商等数据资源融合后的综合研判宏观决策平台031.通过手机GPS定位用户的位置,展示当地的环境数据信息2.列表、地图、柱状图、折线图等多种形式展示环境数据信息3.提供数据统一管理,确保数据的高效准确4.提供用户反馈入口,以文字形式上传用户的意见和建议5.提供紧急推送功能时间预警信息实时发布手机APP1.通过移动web页面提供手机APP的大部分功能2.每天向订阅用户推送预报预警数据3.提供与用户输入的实时互动信息微信公众号01公众参与环境保护的信息交互平台02实时发布环境质量信息0
22、2促进政府信息公开,面向第三方提供服务环保信息公众服务平台03智慧环保感知层建设03噪声监测重金属监测重金属监测水质监测水质监测辐射监测辐射监测气体监测气体监测感知特点:小体积、低功率、能定位、能传输、多因子、组件化、插件化感知特点:小体积、低功率、能定位、能传输、多因子、组件化、插件化 、大面积、立体化、大面积、立体化 无人机感知系统无人机感知系统卫星遥感系统卫星遥感系统智慧环保感知层建设03包括系统:污染源在线监控系统、环境质量在线监控系统、环境视频监控系统、设备设施运行监控系统。包括系统:污染源在线监控系统、环境质量在线监控系统、环境视频监控系统、设备设施运行监控系统。该系统通过实时、连
23、续在线监控,提供一体化应用,准确、及时地反映污染源和环境质量变化。该系统通过实时、连续在线监控,提供一体化应用,准确、及时地反映污染源和环境质量变化。环境质量在线监测系统环境质量在线监测系统重点风险源监控系统重点风险源监控系统污染源在线监测系统污染源在线监测系统环境质量预测预报系统环境质量预测预报系统环境生态遥感监测系统环境生态遥感监测系统放射源监控系统放射源监控系统“天地一体化天地一体化”的环的环境监测体系境监测体系以企业为主体多种监以企业为主体多种监控模式一体化进行放控模式一体化进行放射源监控射源监控严格遵循符合国家统严格遵循符合国家统一标准的传输协议一标准的传输协议丰富的丰富的GISGI
24、S展示展示跨专业、跨系统的监跨专业、跨系统的监测数据查询体系测数据查询体系设备设施运行状况监控设备设施运行状况监控智慧环保感知层建设03天地空环保体系建设目标03总体目标总体目标 服务器终端监测船立体感知立体感知实现点线面体全面感知实现点线面体全面感知天地空环保一体化服务体系建设03安全体系建设03安全安全等级等级保护保护安全保障体系安全保障体系安全体系建设03统一的安全门户平台统一的安全门户平台安全体系建设03宇图天下数字环保便携移动化、覆盖全面化、综合查询化、高效管理化统一的移动安全展示平台统一的移动安全展示平台安全体系建设03统一的公众服务平台统一的公众服务平台智慧环保网络体系建设03智
25、慧环保网络技术方案03 建设建设 方案方案智慧环保应用系统方案03智慧环保数据中心建设03以减排综合数据库为基础进行扩充,构建环境信息资源主题逻辑库,重新规划库表逻辑关系,最终实现环境数据资源统一存储、统一管理维护、统一检索、统一应用、统一展示,为各级单位提供统一的环境专业数据服务,实现整体环境信息资源“一源多用一源多用”“穿透式查询穿透式查询展示”。智慧环保一张图034大数据应用子系统智慧环保应用:领导驾驶舱一张图统一展示04通过一张图将领导关心的关键指标在领导驾驶舱中统一展示,并支持钻取领导关注关键指标的详细内容。智慧环保应用:一张图监测04污染源监控污染源监控声环境监控声环境监控放射源监
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