CN109146749A - 一种大气环境治理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大气环境治理系统，包括网络安全设备、网络交换机一和网络交换机二、防火墙、应用服务器、数据库服务器和降温降尘设备，应用服务器和数据库服务器均依次通过网络交换机一和防火墙连接至网络，且应用服务器和数据库服务器之间具有通信连接，降温降尘设备也连接至网络，所述网络安全设备用于连接扬尘在线监测系统；大气环境治理系统的软件架构包括前端设备层、基础支撑层、数据资源层、应用支撑层、应用层和用户层。本发明结合信息化系统，通过参数设定实现自动化喷雾降尘，在系统运行的过程中，收集整理数据，分析环境情况，以达到改善局地环境质量的目的，同时为区域性大气环境治理软硬件集成发挥联动作。

Description

一种大气环境治理系统

技术领域

本发明涉及涉及环境治理领域，尤其涉及一种大气环境治理系统。

背景技术

目前主要环境污染影响因素包括PM2.5、PM10等及高温天气，这些因素对大气环境造成了主要的危害，高温天气也给居民生活带来了负面影响。喷雾降尘技术是一种很常见的技术，运用也非常的广泛，相关环保设备装置就有很多是运用了喷雾降尘技术来进行工作的，喷雾降尘是一种新型的降尘技术，其原理是利用喷雾产生的微粒由于其及其细小，表面张力基本上为零，喷洒到空气中能迅速吸附空气中的各种大小灰尘颗粒，形成有效控尘。喷雾降尘车，个头近似普通卡车，它的抑尘效果却十分惊人，工作效率约为普通洒水车的30倍。降尘喷雾机的原理是利用高气压将水加压，经过管道输入到高压喷嘴雾化装置形成飘洒在空气中的水雾，水雾经射雾系统将水雾发送到较远距离，水雾能够吸附空气中的细小粉尘和悬浮微粒，实现降尘。可见现有的降温降尘设备需要手动开启或关闭。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，本发明提供一种大气环境治理系统，可由软件系统控制降温降尘设备的开启和关闭。本发明结合信息化系统，通过参数设定实现自动化喷雾降尘，在系统运行的过程中，收集整理数据，分析环境情况，以达到改善局地环境质量的目的，同时为区域性大气环境治理软硬件集成发挥联动作。且需要解决机箱内造雾主机的震动问题，它会影响到机箱内的线路连接通路、线路安全等问题。

本发明提供的一种大气环境治理系统，包括网络安全设备、网络交换机一和网络交换机二、防火墙、应用服务器、数据库服务器和降温降尘设备，应用服务器和数据库服务器均依次通过网络交换机一和防火墙连接至网络，且应用服务器和数据库服务器之间具有通信连接，降温降尘设备也连接至网络；

所述网络安全设备用于连接扬尘在线监测系统，所述扬尘在线监测系统接入网络，用于获取大气的污染物和温度数据，并将数据依次通过网络安全设备、网络交换机二、防火墙和网络交换机一传送给数据库服务器；所述数据库服务器用于存储所述扬尘在线监测系统传送的数据；所述应用服务器用于读取所述数据库服务器中的数据并进行判断，并发送控制命令给所述降温降尘设备中的造雾主机；所述降温降尘设备包括连接在一起的造雾主机和喷头，所述造雾主机用于将水输送至喷头，由喷头形成喷雾；

所述大气环境治理系统的软件架构包括：前端设备层、基础支撑层、数据资源层、应用支撑层、应用层和用户层；所述前端设备层包括所述降温降尘设备；

所述基础支撑层包括主机系统、通讯系统、存储系统和安全系统，所述主机系统用于完成降温降尘设备的开关控制，所述通讯系统用于保障前端设备与软件系统能够正常通信接收或发送控制信息，所述存储系统用于存储污染物数据及降温降尘设备开关记录，所述安全系统用于保障系统的安全性能；

所述数据资源层包括地理信息基础空间数据、污染物基础数据、分析数据和统计数据，所述地理信息基础空间数据为系统需要展示的GIS地图基础数据，所述污染物基础数据为系统进行污染物分析和降温降尘设备开关研判的基础，所述分析数据是系统对采集到的数据进行分析后的数据，所述统计数据是系统对采集到的数据进行统计后的数据；

所述应用支撑层包括数据库管理系统、数据共享和交换、报表服务和数据统计分析，所述数据库管理系统用于对系统数据库进行管理，包括数据资源层中的所有数据；所述数据共享和交换用于使系统内的数据通过权限控制接口与其他平台进行数据交换，保障系统的交互性和可扩展性；所述报表服务用于对数据分析统计功能进行直观呈现，以报表或图表的形式在系统中展示；所述数据统计分析用于对系统数据进行处理；

所述应用层包括数据采集子系统、数据分析子系统、GIS子系统、设备控制子系统、预警子系统、人员管理子系统、设备管理子系统、日志管理子系统和维护子系统，所述数据采集子系统用于获取数据；所述数据分析子系统用于对获取的数据进行分析和统计；所述GIS子系统用于对区域内的降温降尘设备进行展示；所述预警子系统用于进行预警；所述人员管理子系统用于对系统的使用人员进行管理；所述设备管理子系统用于对设备信息和设备开关时间进行管理；所述日志管理子系统用于对登录、操作过系统的相关IP、人员、时间进行记录，并对降温降尘设备的开关时间及时长进行记录；所述维护子系统用于对系统内容进行的基础维护。

进一步，所述应用层还包括远程污染监控、远程视频监控、环保资源调配和环保资源调配，所述远程污染监控用于接收监测数据，作为核准开启降温降尘设备的要素；所述远程视频监控用于对各治理区域视频实时监控，通过GIS地图中直接点选索引查看实时视频；所述环保资源联动关联环保局内部系统，用于在重度污染情况下联合开展工作；所述环保资源调配关联环保局内部硬件设施设备资源，用于在重污染天气下，通过系统调配资源联合制定污染防治联动工作计划，同时开展环保工作。

进一步，该系统的数据库服务器包括数据库服务器一和数据库服务器二两个数据库服务器，这两个数据库服务器为主从数据库服务器。

进一步，一台造雾主机可连接多个喷头。

与现有技术相比，本发明即时获取大气自动监测数据，自动判定并启动水雾喷射作业，以达到改善局地环境质量的目的，同时为区域性大气环境治理软硬件集成发挥联动作。且获取的大量自动监测数据，可在后续的数据分析中发挥重要作用，为当地的大气环境治理决策提供参考。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为本发明实施例的大气环境治理系统的硬件架构示意图；

图2为本发明实施例的大气环境治理系统的软件架构示意图；

图3为本发明具体实施例的大气环境治理系统的网络拓扑结构示意图。

图中：1-扬尘在线监测系统；2-网络安全设备；3-网络交换机二；4-应用服务器；5-数据库服务器一；6-数据库服务器二；7-网络交换机一；8-防火墙；9-造雾主机；10-喷头。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1所示，本实施例中的大气环境治理系统包括扬尘在线监测系统1、网络安全设备2、网络交换机一7、网络交换机二3、防火墙8、应用服务器4、数据库服务器一5、数据库服务器二6和降温降尘设备，扬尘在线监测系统1依次通过网络安全设备2和网络交换机二3连接至网络，应用服务器4、数据库服务器一5和数据库服务器二6均依次通过网络交换机一7和防火墙8连接至网络，且应用服务器4与数据库服务器一5和数据库服务器二6之间具有通信连接，降温降尘设备也连接至网络。各主要设备介绍如下。

防火墙：保障系统中数据，使系统数据不因偶然或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，使系统连续可靠正常地运行，网络服务不中断。

应用服务器：支撑系统B/S架构，保障系统应用正常运行。

网络交换机：保障大气环境治理系统能够通过网络与扬尘在线监测系统进行数据通信。

降温降尘设备要包括造雾主机9和喷头10以及中间连接件。通过电源进行供电，造雾主机9通过管道从水源进行汲水，经由造雾主机9过滤系统进行水源过滤后输送至喷头10进行喷雾，雾气与空气中的可吸入颗粒物结合后沉降，实现降尘，雾气喷出和蒸发会降低周边温度，实现降温。降温降尘设备可通过主机上的开关按钮进行开启和关闭，也可通过软件系统远程控制。降温降尘设备通过RS-485接口与软件系统相连，实现系统对设备的控制。在一个具体实施例中，大气环境治理系统包含16台造雾主机，4740个喷头，对相应覆盖区域进行喷雾，达到降温降尘的目的。

在实际应用时，通过扬尘在线监测系统1获取前端部署的扬尘监测设备采集的污染物和温度数据，并将数据依次通过网络安全设备2、网络交换机二3、防火墙8和网络交换机一7传送给数据库服务器一5和数据库服务器二6(两个数据库服务器为主从数据库服务器)；数据库服务器一5和数据库服务器二6存储扬尘在线监测系统1传送过来的数据；应用服务器4通过读取数据库服务器中的数据，进行判断，然后通过网络交换机一7和防火墙8发送控制命令给造雾主机9；最后造雾主机9操作喷头10进行喷水，达到降温降尘的目的。也可通过系统进行人工控制或在现场通过主机的开关开启或关闭主机。

为保障系统完整性，建立健全的系统运行机制，本发明的大气环境治理系统的软件结构如图2所示，包括前端设备层、基础支撑层、数据资源层、应用支撑层、应用层和用户层。

前端设备层：由控制主机、降温降尘喷头及扬尘监测设备组成。通过主机的开关控制降温降尘喷头喷雾，主机从预先完成的水管道中汲取并过滤水源，通过连接管道传输至喷头，喷头进行造雾，达到降温降尘的目的。

基础支撑层：是系统能够正常运行的基础保障，主机系统完成对设备的开关控制，通讯系统保障前端设备与软件系统能够正常通信接收或发送控制信息，存储系统存储污染物数据及设备开关记录，安全系统保障系统的安全性能，配套工程主要通过前端与后台软件的集成来完成。

数据资源层：主要是系统运行需要的基础数据，地理信息基础空间数据主要是系统需要展示的GIS地图基础数据，污染物基础数据是系统进行污染物分析和降温降尘设备开关研判的基础，分析数据是系统对采集到的数据进行分析后的数据，统计数据是系统对采集以的数据进行统计后的数据。数据都保存在数据库中。

应用支撑层：是系统能够成功使用并达到目的的支撑层，数据库管理系统是对系统数据库的管理，包括数据资源层中的一切数据；数据共享和交换，使系统内的数据可以通过权限控制接口与其他平台进行数据交换，保障系统的交互性和可扩展性；报表服务是对数据分析统计功能进行的直观呈现，以报表或图表的形式在系统中展示；数据统计和分析是对系统数据的处理功能。

应用层：根据本次项目的需求，遂宁区域大气环境治理系统包含九大子系统，分别为：数据采集子系统、数据分析子系统、GIS子系统、设备控制子系统、预警子系统、人员管理子系统、设备管理子系统、日志管理子系统和维护子系统。优选地，应用层还包括远程污染监控、远程视频监控、环保资源调配和环保资源调配。

1.数据采集子系统：通过接口对监测设备采集到的数据进行获取，将获取到的数据保存到大气环境治理系统数据库中，可在系统中以报表形式展现。

2.数据分析子系统：对获取的数据进行分析和统计，可设置阀值自动控制降温降尘设备的开关，也可通过对污染物数据的统计分析结果人工设定智能调控时间。

3.GIS子系统：将治理区域、监测设备、降温降尘设备在系统中整体展示的功能。

4.预警子系统：对系统、网络、设备、数据出现的故障或超标问题进行预警。

5.人员管理子系统：对系统使用人员、巡检人员进行的管理。

6.设备管理子系统：对设备信息、设备开关时间进行管理。

7.设备控制子系统：对设备进行远程控制，开启关闭。

8.日志管理子系统：对登录、操作过系统的相关IP、人员、时间进行记录，对降温降尘设备的开关时间及时长进行记录。

9.维护子系统：对系统内容进行的基础维护。如菜单维护、字典维护等。

10.远程污染监控：利用远程前端空气颗粒物监测设备，定时接收来自设备的监测数据，作为核准开启治理设备的要素。

11.远程视频监控：通过部署监控设备实现对各治理区域视频实时监控，通过GIS地图中可以直接点选索引查看实时视频。

12.环保资源联动：关联环保局内部系统，实现针对重度污染情况下，联合开展工作。

13.环保资源调配：关联环保局内部硬件设施设备资源，如雾炮车等，实现重污染天气下，通过系统调配资源联合制定污染防治联动工作计划，同时开展环保工作。

环保局工作人员、巡检人员通过数据采集子系统、数据分析子系统、GIS子系统了解污染数据情况；通过预警子系统预设相应的污染物、时间段等参数来设置预警信息，并关联调动设备控制子系统来操作控制主机；通过设备控制子系统来操作控制主机，进而操作降温降尘喷头；通过远程监控摄像头设备，了解监控现场的实时信息；人员管理子系统、日志管理子系统管理环保局工作人员、巡检人员等相关账号信息。

在一个具体实施例中，大气环境治理系统的网络拓扑结构如图3所示。根据系统架构，建立硬件、软件的网络关系，大气环境治理系统的污染物及温度数据从前端在线监测设备及配套扬尘在线监测系统中通过接口获取，故还需要保障与扬尘在线监测系统的网络关系。数据获取渠道及方式为——污染物和温度数据通过前端部署的扬尘监测设备进行采集并上传至扬尘在线监测系统中，大气环境治理系统通过网络和相应接口从该扬尘监测数据库中获取污染物和温度数据。

大气环境治理系统获取数据后，对数据进行分析和比对，形成相应报表，并以系统中预设污染物及温度数据阀值为基准，对获取后的数据进行自动研判，若需要进行喷雾则进行预警提醒相关人员操作或者自行启动降温降尘设备，通过网络信号传递至主机触发器开启或关闭主机，主机将水源传输至喷头后由喷头进行喷雾，雾气与空气中的可吸入颗粒物结合后沉降，实现降尘；雾气喷出和蒸发会降低周边温度，实现降温。

系统中防火墙保障数据上传过程中数据的安全，使数据不被篡改。网络安全设备保障整个系统网络的安全性，使网络不被攻击和入侵；数据库服务器及备份数据库服务器使数据能够安全存储。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (4)

1.一种大气环境治理系统，其特征在于，包括网络安全设备、网络交换机一和网络交换机二、防火墙、应用服务器、数据库服务器和降温降尘设备，应用服务器和数据库服务器均依次通过网络交换机一和防火墙连接至网络，且应用服务器和数据库服务器之间具有通信连接，降温降尘设备也连接至网络；

所述网络安全设备用于连接扬尘在线监测系统，所述扬尘在线监测系统接入网络，用于获取大气的污染物和温度数据，并将数据依次通过网络安全设备、网络交换机二、防火墙和网络交换机一传送给数据库服务器；所述数据库服务器用于存储所述扬尘在线监测系统传送的数据；所述应用服务器用于读取所述数据库服务器中的数据并进行判断，并发送控制命令给所述降温降尘设备中的造雾主机；所述降温降尘设备包括连接在一起的造雾主机和喷头，所述造雾主机用于将水输送至喷头，由喷头形成喷雾；

所述大气环境治理系统的软件架构包括：前端设备层、基础支撑层、数据资源层、应用支撑层、应用层和用户层；所述前端设备层包括所述降温降尘设备；

所述基础支撑层包括主机系统、通讯系统、存储系统和安全系统，所述主机系统用于完成降温降尘设备的开关控制，所述通讯系统用于保障前端设备与软件系统能够正常通信接收或发送控制信息，所述存储系统用于存储污染物数据及降温降尘设备开关记录，所述安全系统用于保障系统的安全性能；

所述数据资源层包括地理信息基础空间数据、污染物基础数据、分析数据和统计数据，所述地理信息基础空间数据为系统需要展示的GIS地图基础数据，所述污染物基础数据为系统进行污染物分析和降温降尘设备开关研判的基础，所述分析数据是系统对采集到的数据进行分析后的数据，所述统计数据是系统对采集到的数据进行统计后的数据；

所述应用支撑层包括数据库管理系统、数据共享和交换、报表服务和数据统计分析，所述数据库管理系统用于对系统数据库进行管理，包括数据资源层中的所有数据；所述数据共享和交换用于使系统内的数据通过权限控制接口与其他平台进行数据交换，保障系统的交互性和可扩展性；所述报表服务用于对数据分析统计功能进行直观呈现，以报表或图表的形式在系统中展示；所述数据统计分析用于对系统数据进行处理；

所述应用层包括数据采集子系统、数据分析子系统、GIS子系统、设备控制子系统、预警子系统、人员管理子系统、设备管理子系统、日志管理子系统和维护子系统，所述数据采集子系统用于获取数据；所述数据分析子系统用于对获取的数据进行分析和统计；所述GIS子系统用于对区域内的降温降尘设备进行展示；所述预警子系统用于进行预警；所述人员管理子系统用于对系统的使用人员进行管理；所述设备管理子系统用于对设备信息和设备开关时间进行管理；所述日志管理子系统用于对对登录、操作过系统的相关IP、人员、时间进行记录，并对降温降尘设备的开关时间及时长进行记录；所述维护子系统用于对系统内容进行的基础维护。

2.根据权利要求1所述的一种大气环境治理系统，其特征在于，所述应用层还包括远程污染监控、远程视频监控、环保资源调配和环保资源调配，所述远程污染监控用于接收监测数据，作为核准开启降温降尘设备的要素；所述远程视频监控用于对各治理区域视频实时监控，通过GIS地图中直接点选索引查看实时视频；所述环保资源联动关联环保局内部系统，用于在重度污染情况下联合开展工作；所述环保资源调配关联环保局内部硬件设施设备资源，用于在重污染天气下，通过系统调配资源联合制定污染防治联动工作计划，同时开展环保工作。

3.根据权利要求1或2所述的一种大气环境治理系统，其特征在于，该系统的数据库服务器包括数据库服务器一和数据库服务器二两个数据库服务器，这两个数据库服务器为主从数据库服务器。

4.根据权利要求1所述的一种大气环境治理系统，其特征在于，一台造雾主机可连接多个喷头。