摘要：該文將在介紹應(yīng)急環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，分析用戶需求及實(shí)現(xiàn)可行性，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，使用動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)技術(shù)，采用B/S結(jié)構(gòu)和MVC設(shè)計(jì)模式，結(jié)合Script（JavaScript）、iQuery技術(shù)和SQLServer2008數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，初步探索設(shè)計(jì)突發(fā)性環(huán)境污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整體框架。

關(guān)鍵詞：突發(fā)性;應(yīng)急監(jiān)測(cè);B/S體系架構(gòu);需求分析

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）20-0102-03

1突發(fā)性環(huán)境污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的背景和意義

突發(fā)性的一些環(huán)境污染事故會(huì)在短時(shí)間內(nèi)向生態(tài)環(huán)境中釋放大量的污染物，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成非常嚴(yán)重的破壞，給人們的正常生活以及國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展造成不可挽回的重大損失[1]。因其表現(xiàn)形式上的多樣性、污染因素的復(fù)雜性，排放方式的隨意性，加之破壞力巨大，導(dǎo)致事故發(fā)生后的監(jiān)測(cè)、處理難度更大、更復(fù)雜。

突發(fā)性環(huán)境污染事件的應(yīng)急監(jiān)測(cè)是指在發(fā)生環(huán)境污染事故的緊急情況下，為發(fā)現(xiàn)和查明污染情況而進(jìn)行的環(huán)境監(jiān)測(cè)，包括現(xiàn)場(chǎng)定點(diǎn)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)[2]。監(jiān)測(cè)人員要進(jìn)入污染現(xiàn)場(chǎng)，在保障白身避免受到傷害的前提下，操作便捷、快速的檢測(cè)儀器，在短時(shí)間內(nèi)完成監(jiān)測(cè)，并確保采集到有效數(shù)據(jù)。所以說(shuō)，做好了應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作，也就為污染事故的處置得當(dāng)加了保險(xiǎn)，打好了地基。

以前的環(huán)保應(yīng)急事件處理上，基本是采用人工的形式進(jìn)行，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集往往憑借歷史經(jīng)驗(yàn)，要求的時(shí)間緊、配置的人員少，數(shù)據(jù)的傳輸又是通過(guò)電話匯報(bào)，準(zhǔn)確率總是存在誤差，加之指揮中心人員對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)情況缺乏直觀的認(rèn)識(shí)，就對(duì)整個(gè)應(yīng)急處置造成了一定程度的影響[3]。目前各地環(huán)保部門(mén)都意識(shí)到了應(yīng)急管理的重要性，如何利用好數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)，開(kāi)發(fā)出能應(yīng)用在環(huán)境污染事故的應(yīng)急監(jiān)測(cè)及應(yīng)急處理上的信息管理系統(tǒng)就顯得尤為迫切。

環(huán)境監(jiān)測(cè)是環(huán)境質(zhì)量控制的基礎(chǔ)、環(huán)境質(zhì)量管理的手段、環(huán)境問(wèn)題決策的依據(jù)，因此環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的好壞就決定了能否為環(huán)境質(zhì)量控制、環(huán)境質(zhì)量管理和環(huán)境問(wèn)題決策提供可靠的保證[4]。正如江澤民提出的“……監(jiān)測(cè)是環(huán)境管理的重要手段之一。連續(xù)監(jiān)測(cè)、定時(shí)監(jiān)測(cè)和嚴(yán)格管理相結(jié)合，才能準(zhǔn)確地反映環(huán)境質(zhì)量狀況，才能有針對(duì)性的加強(qiáng)監(jiān)督管理[5]。”

2突發(fā)性環(huán)境污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析

2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀

世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家從20世紀(jì)60年代以來(lái)，環(huán)境污染事故此起彼伏，不但包括嚴(yán)重的常規(guī)性環(huán)境污染，而且頻繁發(fā)生由于重大化學(xué)品、危險(xiǎn)品的生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用和消亡過(guò)程中污染導(dǎo)致的環(huán)境污染突發(fā)事故，造成了巨大損失。在嚴(yán)峻的形勢(shì)下，世界各國(guó)政府，尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家制定了一系列應(yīng)急管理措施，建立一系列配套的管理機(jī)制[6]。

聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署早在1975年就建立了“全球環(huán)境信息源查詢系統(tǒng)（UNEP）”，該系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放性的環(huán)境信息管理系統(tǒng)，主要用來(lái)促進(jìn)各國(guó)之間環(huán)境數(shù)據(jù)的交換。后來(lái)逐漸又開(kāi)發(fā)了一系列的相關(guān)系統(tǒng)，如“全球環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（GEMS）”“資源信息數(shù)據(jù)庫(kù)（CRID）”以及“潛在有毒化學(xué)物品管理登記系統(tǒng)”，為環(huán)境工作者和決策者提供綜合信息數(shù)據(jù)[7]。各主要發(fā)達(dá)國(guó)家，很早就開(kāi)始利用信息技術(shù)，對(duì)環(huán)境信息資源進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)化管理，建立起各專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用系統(tǒng)，如環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、化學(xué)公害響應(yīng)信息系統(tǒng)、危害評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等。例如美國(guó)聯(lián)邦應(yīng)急總署的聯(lián)邦應(yīng)急信息管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)急計(jì)劃的關(guān)聯(lián)、救護(hù)和應(yīng)急的管理等功能，用于輔助應(yīng)急指揮者對(duì)應(yīng)急計(jì)劃的制定、協(xié)調(diào)、響應(yīng)和訓(xùn)練等。

隨著在線監(jiān)測(cè)技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，世界各工業(yè)主要發(fā)達(dá)國(guó)家的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)迅猛發(fā)展，形成了監(jiān)測(cè)手段、方法多樣，與信息化深度融合的環(huán)境監(jiān)測(cè)體系。

2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國(guó)應(yīng)急管理方面起步較晚，2002年5月運(yùn)行的南寧市應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)是最早的城市應(yīng)急系統(tǒng)，2003年編制完成的《上海市災(zāi)害事故緊急處置總體預(yù)案》是最早的省級(jí)政府應(yīng)對(duì)災(zāi)害事故預(yù)案。2006年1月發(fā)布實(shí)施《國(guó)家突發(fā)公共事件總體應(yīng)急預(yù)案》和25件專項(xiàng)預(yù)案、80件部門(mén)預(yù)案。各省、白治區(qū)、直轄市先后開(kāi)始編制省級(jí)突發(fā)公共事件總體應(yīng)急預(yù)案，各地還結(jié)合實(shí)際編制了專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案和保障預(yù)案[8]。

隨著我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，城市霧霾現(xiàn)象頻出，PM2.5值測(cè)量嚴(yán)重爆表[9]。雖然環(huán)境污染突發(fā)事件應(yīng)急的總體機(jī)制基本形成，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在較大差距，主要表現(xiàn)在，對(duì)環(huán)境污染突發(fā)事件的有效預(yù)警效果不顯著，信息交互也不夠暢通，利用信息技術(shù)支撐環(huán)境污染事故處置的力度不夠。再加上信息管理方面存在著資源分散等孤島現(xiàn)象仍十分突出，難以實(shí)現(xiàn)信息資源的共享。

3突發(fā)性環(huán)境污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)可行性分析

C/S模式是一種客戶端到服務(wù)器的模式，主要用于局域網(wǎng)LAN環(huán)境下，具有較高的數(shù)據(jù)操縱以及事務(wù)處理能力。B/S模式是一種瀏覽器到服務(wù)器的結(jié)構(gòu)模式，具有便于升級(jí)維護(hù)、減輕數(shù)據(jù)負(fù)荷等眾多優(yōu)勢(shì)[10]。該模式是對(duì)傳統(tǒng)C/S體系結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)，也是Internet技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)展結(jié)果。實(shí)際上B/S方式是C/S模式的一種，只不過(guò)它的客戶端是網(wǎng)頁(yè)瀏覽器。B/S軟件體系結(jié)構(gòu)主要靠HTTP協(xié)議通信，僅需要網(wǎng)頁(yè)瀏覽器即可，這樣更利于軟件的升級(jí)與使用[7，11]。由于考慮到環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布局在不同的環(huán)境里，而數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)端要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交互，從圖中我們可以得出，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)端通過(guò)WEB服務(wù)器與瀏覽器交流，二者之間不直接相連。因此我們可以確定B/S模式是最佳的選擇模式。MVC核心思想是模型、視圖、控制器，即分別對(duì)應(yīng)Model、View、Controller。它是一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)模式，它可以分離功能模塊和顯示模塊，這樣的好處在于系統(tǒng)維護(hù)、移植、擴(kuò)展以及組件復(fù)用能力大幅增加[12]。

從技術(shù)角度分析，環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)用的都是現(xiàn)在主流的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)工具，如基于ASP.NET（C#）開(kāi)發(fā)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用微軟的SQLServer2008，系統(tǒng)的前端設(shè)計(jì)采用Mini Ul控件，數(shù)據(jù)庫(kù)連接采用實(shí)體框架Entity Framework4.5，編程語(yǔ)言采用c#4.0，開(kāi)發(fā)軟件為VisuaIStudio2012。這些開(kāi)發(fā)工具易于維護(hù)，可移植性好，幾乎適用于所有平臺(tái)，因此完全可以實(shí)現(xiàn)。

4突發(fā)性環(huán)境污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用戶需求分析

1）以網(wǎng)絡(luò)資源為依托，為數(shù)據(jù)傳輸、指令交互、信息獲取提供暢通的網(wǎng)絡(luò)通道。建立功能完善的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，包含應(yīng)急監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)等，實(shí)現(xiàn)各庫(kù)信息的集成。

2）實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域內(nèi)資源共享，為環(huán)境管理提供全面的數(shù)據(jù)支撐。數(shù)據(jù)更新頻率以實(shí)際情況周期性調(diào)整。

3）實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)信息計(jì)算機(jī)管理，結(jié)合GIS，使用ASP.NET（C#）開(kāi)發(fā)，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQLServer2008，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)查詢發(fā)布數(shù)據(jù)庫(kù)信息以及應(yīng)急監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)指揮管理，且部分功能進(jìn)行圖表實(shí)時(shí)顯示。

4）通過(guò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全過(guò)程管理，提高對(duì)突發(fā)性環(huán)境污染事故的預(yù)測(cè)與預(yù)警能力。

5）將政府已公布的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，普及科普和環(huán)保意識(shí)，為相關(guān)部門(mén)提供科學(xué)、準(zhǔn)確的信息依據(jù)。

5突發(fā)性環(huán)境污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要功能性需求

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)突發(fā)性環(huán)境污染事故的應(yīng)急監(jiān)測(cè)的多個(gè)環(huán)節(jié)的周期管理，如項(xiàng)目接警、啟動(dòng)準(zhǔn)備、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析報(bào)送、跟蹤監(jiān)測(cè)。思考對(duì)應(yīng)各個(gè)環(huán)節(jié)系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)需求如下。

5.1數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

化學(xué)危險(xiǎn)品環(huán)境污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)方法，污染源相關(guān)信息，應(yīng)急監(jiān)測(cè)人員信息與儀器、車輛信息等關(guān)系型數(shù)據(jù)儲(chǔ)備。

5.2決策系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速指揮

首先確定污染物的相關(guān)性質(zhì)（物理、化學(xué)、毒性等）、決策用何種監(jiān)測(cè)技術(shù)、迅速找到分析方法、及時(shí)采用防護(hù)措施、做好泄漏處理措施、確定最優(yōu)行車路線等一系列流程，及時(shí)為應(yīng)急指揮提供有效數(shù)據(jù)支撐以及決策依據(jù)。

5.3數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析以及輸出

實(shí)際監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的地理位置和監(jiān)測(cè)結(jié)果輸入到信息系統(tǒng)后，運(yùn)用CIS空間分析，再次預(yù)測(cè)污染物的擴(kuò)散范圍，以便及時(shí)調(diào)整救援方案和人員撤離方案，通過(guò)不斷地增添新監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境變化情況的動(dòng)態(tài)查詢，對(duì)于監(jiān)測(cè)結(jié)果內(nèi)容的輸出必須做到規(guī)范化。

5.4突發(fā)污染事故跟蹤監(jiān)測(cè)

如何對(duì)環(huán)境污染事故后續(xù)影響進(jìn)行合理評(píng)估，以及對(duì)預(yù)測(cè)工作提供技術(shù)支持，是非常需要事故結(jié)束后跟蹤監(jiān)測(cè)工作的。

5.5平戰(zhàn)結(jié)合原則的實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)建設(shè)的一個(gè)重要方面是要充分考慮未發(fā)生環(huán)境污染事故的時(shí)候，系統(tǒng)如何進(jìn)行日常管理，以及如何減少資源消耗，滿足基本功能同時(shí)提高系統(tǒng)使用率以及提高投資收益。畢竟突發(fā)環(huán)境污染事故發(fā)生的概率低，提高監(jiān)測(cè)站日常業(yè)務(wù)能力的建設(shè)也是資源節(jié)省的突出表現(xiàn)。

5.6系統(tǒng)的維護(hù)工作

數(shù)據(jù)更新頻率以實(shí)際情況周期性調(diào)整，確保該系統(tǒng)的持續(xù)適用性。

6突發(fā)性環(huán)境污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)體系設(shè)計(jì)

環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的用戶UI交互接口主要有四個(gè)形式，圖表形式，表格形式，地圖形式，向?qū)问?。其中環(huán)境預(yù)報(bào)、污染源分布、擴(kuò)散模型、應(yīng)急指揮處理可采用WEB頁(yè)面顯示信息來(lái)表現(xiàn);危險(xiǎn)品查詢、預(yù)警信息、應(yīng)急指揮處理、檔案庫(kù)管理可采用表格顯示形式表現(xiàn);環(huán)境預(yù)報(bào)、污染源分布、擴(kuò)散模型、應(yīng)急指揮處理、預(yù)警信息可以通過(guò)地圖顯示形式表現(xiàn);常態(tài)處理、污染源處理、污染事件處理、應(yīng)急指揮處理、系統(tǒng)、檔案庫(kù)管理可采用處理向?qū)Х绞奖憩F(xiàn)。

在設(shè)計(jì)之初，筆者考慮到系統(tǒng)應(yīng)該具備兼容多種瀏覽器的能力，以及多種類型數(shù)據(jù)庫(kù)均可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力，因此，系統(tǒng)采用了模塊化的構(gòu)建方式，將公共庫(kù)設(shè)計(jì)作為一個(gè)封裝庫(kù)，利用函數(shù)和接口進(jìn)行封裝，讓系統(tǒng)易于擴(kuò)展和維護(hù)，提高系統(tǒng)的復(fù)用性。從系統(tǒng)邏輯體系架構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)看，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了多個(gè)層次，系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)如圖1所示。

該系統(tǒng)的軟件和硬件結(jié)構(gòu)不受工作地點(diǎn)限制，只要滿足常規(guī)運(yùn)行條件，配置好瀏覽器配置，不需要再安裝特殊的軟件，只要連接互聯(lián)網(wǎng)即可，系統(tǒng)的更新和維護(hù)工作直接在服務(wù)器上更新即可，擴(kuò)展和更新很方便，用戶端不需要做任何改動(dòng)，只要更新后刷新訪問(wèn)即可。

7結(jié)束語(yǔ)

本文分析了開(kāi)發(fā)突發(fā)性環(huán)境污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的背景、意義和國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，然后從技術(shù)可行性分析角度，提出開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的基本架構(gòu)，為進(jìn)一步設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)做好前期準(zhǔn)備工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]尹杰.環(huán)保監(jiān)測(cè)應(yīng)急系統(tǒng)的發(fā)展及應(yīng)用分析[J].環(huán)境與發(fā)展，2020，32（4）： 167-168.

[2]毛曉茜.湖南省突發(fā)性環(huán)境污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立與實(shí)施[J].環(huán)境研究與監(jiān)測(cè)，2013，26（3）： 7-9.

[3]蘇聯(lián)華.環(huán)境保護(hù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及應(yīng)急管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].上海：復(fù)旦大學(xué)，2010.

[4]錢(qián)冠磊.我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)的發(fā)展及環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)存在的主要問(wèn)題[J].科技信息，2014（6）：109-110.

[5]戰(zhàn)友.環(huán)境保護(hù)概論[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004：153-159.

[6]吳玉萍，胡濤，趙毅紅.我國(guó)環(huán)境污染突發(fā)事件應(yīng)急管理亟待完善[J].中國(guó)發(fā)展觀察，2006（1）：31-34.

[7]黃野.環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)[D].成都：電子科技大學(xué)，2013.

[8]余游.突發(fā)性環(huán)境事件應(yīng)急處置信息平臺(tái)研究[D].重慶：西南大學(xué)，2006.

[9]曾立英.環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施及改進(jìn)措施[J].區(qū)域治理，2019（39）：97-99.

[10]王廣勝，魯中甫，楊光露.基于C/S和B/S的煙草機(jī)械圖檔管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[J].農(nóng)業(yè)工程，2019，9（10）：50-52.

[11]周蘇，王文.軟件工程基礎(chǔ)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2010.

[12]趙喬，望建成，范正行，等.基于MVC模式的水庫(kù)施工期防洪度汛決策支持系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J].水力發(fā)電，2019，45（9）： 39-42，74.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】

收稿日期：2020-05-08

基金項(xiàng)目：廣西高?？蒲谐鞘杏?jì)算理論下電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施選址的算法研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2017KY0200）;桂林電子科技大學(xué)研究生教育創(chuàng)新項(xiàng)目學(xué)位與研究生教育改革與發(fā)展專項(xiàng)課題（項(xiàng)目編號(hào)：2016XWYJ10，2018XWYJ11）;圖像圖形智能處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究課題（項(xiàng)目編號(hào)：NoGIIP201707）

作者簡(jiǎn)介：張強(qiáng)（1982-），男，遼寧遼陽(yáng)人，桂林市工業(yè)和信息化局一級(jí)科員，碩士在讀。