摘要：云計算、大數據、區塊鏈等技術的興起為各級政府環境信息化建設提供了創新發展思維邏輯和技術工具。通過調研Z市在完善全市生態環境監測網絡、實現生態環境監測信息集成共享、建立生態環境監測與監管聯動機制和完善核心業務的信息化應用四個方面的需求和目標，提出了基于“云計算+區塊鏈”的基礎架構，構建包括生態環境決策支持平臺、生態環境業務管理平臺、生態環境物聯網平臺、生態環境大數據平臺、IOT賦能平臺、運營維護平臺以及基礎設施平臺的智慧環境系統，最后對系統實施的效益和風險進行了探析。

　　關鍵詞：云鏈技術,智慧環境系統,環境信息化,架構

　　引言

　　人類社會正在從信息化走向數字化和智能化，隨著云計算、大數據和區塊鏈等新興技術在生態保護領域的深入應用，科技對于環境保護的作用被不斷強化，智慧環境系統建設亟待啟動。智慧環境系統是環境信息化發展的新階段，可以在環評質量監測、污染源監控、環境應急管理、排污管理、污染投訴處理平臺、環境信息發布平臺、放射源管理等方面為環保行政部門提供實時的監測數據，提供行政處罰依據，有效提高環保部門的管理效率，提升環境保護效果，解決監管任務繁重的問題，并實現環保移動辦公，移動執法，移動公文審批，移動查看污染源監控視頻等功能。

　　1、智慧環境系統構建需求和目標

　　1.1 構建需求

　　以Z市為例，智慧環境系統構建的需求表現在完善全市生態環境監測網絡、實現生態環境監測信息集成共享、建立生態環境監測與監管聯動機制和完善核心業務的信息化應用四個方面。

　　(1)完善全市生態環境監測網絡

　　●建設“天地空”立體式大氣環境監測網絡。在重點鄉鎮建設大氣環境監測標準站，重點區域開展大氣環境監測微觀站加密布點，通過車載環境監測設備對城市交通主干線兩側污染物進行監測，接入住建部門重點施工工地揚塵噪聲在線監測數據。

　　●重點河流斷面建設地表水監測標準站，監控出入境河流水質情況。在轄區內河流重點排污口附近建設地表水監測小型站，實時監控區內河流水質變化情況，發生污染事件時及時上報，快速溯源，及時處理。

　　●加強工業污染源監測監控。在原有污染源自動監控系統上增加動態管控系統，實時監測自動監測設備的工作狀態和工作參數，防止監測數據被人為篡改。對廢氣廢水重點污染源增設高清視頻監控系統，實時監控廢水企業站房、排污口、廢氣企業站房和煙囪排煙情況。

　　(2)實現生態環境監測信息集成共享

　　●建立云鏈共享中心，通過對各自獨立的數據源進行整合、處理和開放，充分挖掘數據價值。

　　●建立信息發布平臺，及時準確發布全市污染源監測信息,提高政府環境信息發布的權威性和公信力，保障公眾知情權。

　　●構建生態環境監測大數據平臺。建設污染源監控指揮調度中心，對現有污染源監控業務子系統進行有機整合，實現污染源監控、業務管理數據互聯、互通、互用，實現污染源監控工作的統一指揮和調度。

　　(3)建立生態環境監測與監管聯動機制

　　●為考核問責提供技術支持。通過建設環保網格化監管平臺、信訪管理平臺，完善生態環境監測與評估指標體系。

　　●實現生態環境監測與執法聯動。結合網格化管理方式，建立監測與監管執法聯動快速響應機制，實施生態環境監測與生態環境執法有效聯動。

　　(4)完善核心業務的信息化應用

　　●建立與監測與執法業務系統配套的輔助系統，包括污染企業相關的一企一檔，企業環境信用評級系統、建設項目審批(備案)及輔助決策系統。

　　●建立社會公眾參與機制，通過開放app公眾舉報、瀏覽信息發布平臺內容等方式了解環保知識、問題處理情況。

　　1.2 構建目標

　　形成“天地空”立體式環境監測網絡，加強污染源監測與管控，整合全市污染源在線監控網絡，監測數據系統實現互聯共享，為生態環境監管提供有效服務，使生態環境監測能力與生態文明建設需求相適應。搭建智慧環保支撐體系，構筑智慧環保應用創建環保數據中心、信息共享平臺、大數據輔助決策分析。

　　利用物聯網、云計算、大數據等信息化技術，全面監測全市污染源、水環境、大氣環境、土壤環境的質量情況。當監測數據超標時，系統自動向不同的責任人發送告警短信，責任人將會在第一時間內收到告警信息，通過大數據分析，知曉影響生態環境的因素，并迅速定位污染源頭，實現對Z市生態環境的預先感知、分析、治理。

　　2、系統總體架構設計

　　2.1 系統設計思路

　　智慧環境系統的架構設計緊緊圍繞打造一個充滿智慧并能夠實現自感知、自學習、自進化的生態環境大數據智慧平臺，設計保證各應用系統的持續擴展、互通、升級的能力，并充分考慮可信和實用。由此，系統設計使用“云計算+區塊鏈”的基礎架構，云鏈技術的整體實施原則為“宜云則云，宜鏈則鏈”、“直屬上云，合作上鏈”、“管理上云，服務上鏈”。

　　(1)宜云則云，宜鏈則鏈系統內部包含環評系統、移動執法系統、排污權交易系統等數據;系統外部包含住建局、交通局、氣象局等數據。所有的數據沒有必要全部接入到一個數據庫進行數據共享。可以共享的數據是各自所需的數據，且這些數據要通過共識機制建立起來，這是區塊鏈的一個優勢，可以通過建立一套體系，把上鏈的數據通過智能合約的形式管理起來，哪些數據可以上鏈，哪些數據不用上鏈，也就是“宜云則云，宜鏈則鏈”，在管理層面上采用智能合約、共識機制的方式作為鏈上管理的機制，其它的數據源“宜云則云，宜鏈則鏈”，云鏈結合快速形成一個大數據庫。

　　(2)直屬上云，合作上鏈可采用的環境系統內部信息化數據是有限的，大量環境信息化需要的數據是外部的，如來自企業的污染源信息，來自小區的生活源信息，來自交警的交通源信息，來自城管的餐飲油煙信息，這些數據很難也不需全部接入到環境系統里，可以采用公網加密的形式用前置機把需要的數據鏈入，即將環境系統直屬的系統數據上云，環境系統合作部門數據上鏈。

　　(3)管理上云，服務上鏈主要體現在公眾信訪投訴舉報信息在鏈上能全部推送到相關部門，到網格員及各個相關部門，且執行情況不可篡改，大大減少了轉接傳達環節，環保局內部對相關人員的管理可以通過上云登錄OA進行，環保局對公眾服務的數據上鏈。云鏈結合實際上把外因、內因，直屬、合作，管理、服務這些方面統一在大數據平臺上。環保工作更多的是實現平臺數據共享以后，從以前的層層接力到今后的數據共享，分工協作各取所需。

　　2.2 系統總體架構

　　智慧環境系統包括生態環境決策支持平臺、生態環境業務管理平臺、生態環境物聯網平臺、生態環境大數據平臺、IOT賦能平臺、運營維護平臺以及基礎設施平臺。本系統采用區塊鏈技術做為底層架構支撐，基于區塊鏈的生態環境大數據平臺是一個基于云鏈架構基礎之上的弱中心化的、可信任的、可靠安全的底層架構并具有良好的隱私保護性與可維護性，提供數據支撐。

　　在平臺建設完成后，聯盟內各成員使用時只需要按照其應用程序接口規范調用所需服務資源即可，為了達到這個目標，本系統的設計與建設需要嚴格遵循如下原則：(1)弱中心化使用分布式計算和存儲，在一個分布有眾多節點的系統中，節點之間可以自由連接，任意節點的權利和義務都是均等的、階段性的，系統中的數據塊由系統中所有具有維護功能的節點來共同維護。(2)先進性按照高起點高標準進行系統設計，引入云計算、區塊鏈和分布式記賬等先進理念進行基礎架構。

　　(3)標準性、開放性系統所采用的相關標準必須符合國際標準。系統是開放的、透明的，除用戶持有的獎勵和交易被加密，區塊鏈的帳本對所有節點公開，任意節點都可以通過公開的接口查詢區塊數據。(4)自治性由于采用基于協商一致的規范和協議，整個系統中的所有節點能夠參與評價投訴和信訪信息的可靠性，合理利用“群眾的力量”進行虛假信息的監督。(5)信息不可篡改一旦信息經過驗證并添加至區塊鏈，就會永久的存儲起來，除非能夠同時控制住系統中多數的節點，否則單個節點上對數據庫的修改是無效的，因此區塊鏈的數據穩定性和可靠性極高。

　　(6)隱私性參與監督的群眾可匿名注冊信息，防止舉報后帶來的打擊報復，減少公眾參與的擔憂。(7)數據安全和共享敏感數據經過專業和數學論證的對稱加密算法進行保護，并可根據業務情況靈活調整數據共享方式，如數據共享、接口共享等。云鏈作為見證者和管理者，即可防止意外災難導致的數據損毀，也可統一管理共享權限。

　　(8)擴展性系統應適應各相關業務部門、人員以及業務流程調整的需求;系統應能滿足與其他業務部門、其它應用系統對信息共享和整合的需要。區塊鏈共享網絡組成后，通過動態發布智能合約，可以持續擴展在此區塊鏈網絡上的場景，如在環保信息鏈內，部門節點有很好的擴展性。(9)穩定性應采取各種必要技術措施，保證政務業務具備有健壯的穩定性，在保證性能的前提下，為所有業務提供7x24小時持續的支撐服務。

　　3、系統實施社會、經濟效益和風險分析

　　3.1 社會效益分析

　　(1)提高環境監管和決策質量。構建智慧環境系統，有利于環保部門掌握充分的數據與分析結果，提高管理和決策的科學性，獲得較高的工作質量。(2)形成監管合力和新型監管機制。智慧環境系統的實施，實現政府部門之間互聯互通和業務協同，構建以數據公開為基礎的監管機制。

　　(3)促進環境保護綜合信息化水平提高。智慧環境系統的實施，能夠促進環境信息化建設投入，提升環境監管信息化的水平，提高環保監管能力。(4)提高政府公共服務的質量。環境監管信息系統的實施，將促進政務公開化、行政服務化、管理透明化、決策民主化，提高社會和公眾的滿意度。

　　3.2 經濟效益分析

　　(1)通過綜合采用云計算、互聯網、大數據等信息技術手段，實現了環境監管的自動化、智能化、全覆蓋，節省大量的人力物力去進行實地操作，幫助管理部門及時做出反應，提高政府職能部門的辦事效率，減少環保工作人員的工作壓力，帶來了直接的經濟效益。

　　(2)通過日常監管力度的增加，促進排污企業的環境風險管理能力的提升;通過環境風險管理和應急響應能力的提升，能夠最大限度的降低環境污染事故造成的經濟損失，帶來巨大的間接經濟效益。

　　(3)通過系統實施，將促進數據共享技術的系統集成體系、智能前端設備等相關產業鏈的發展，同時也將帶動第三方運營、環境咨詢服務、環境信用通證等行業發展，產生良好的經濟效益。

　　3.3 風險分析

　　本系統實施的風險主要體現在系統建設風險、基礎數據風險、運行風險等方面。

　　(1)系統建設風險在應對方面，建議在市環境相關單位選取具有一定技術水平、豐富業務經驗的人員把控整個項目建設，基于環境信息化建設項目實際情況編制需求分析報告。

　　(2)基礎數據風險在應對方面，應結合業務的實際情況，進行充分的業務調研與業務分析，定制環境數據資源共建共享管理辦法等制度保障措施，明確數據的審核、供給、使用、發布的權限和責任，并完善相關數據的標準規范。

　　(3)系統運行風險應對措施包括：實施策略層面，確保系統試運行滿足要求并且運行正常之后，再逐步推廣;技術層面，做好安全運行管理系統和備份系統的設計和建設，關鍵設備采用必要的冗余設計;應用層面，考慮客觀存在的人才、技術差異的因素，安排不同形式和內容的技術培訓，提高工作人員系統應用水平。

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　　智能技術論文范文閱讀：智慧城市理念與未來城市發展前景探究

　　下面文章主要針對智慧城市理念的內涵展開分析，對于智慧城市理念下的未來城市發展規劃加以研究，智慧城市也是作為一種更為科學、合理且現代化的城市發展模式，成為了我國城市未來發展的主要目標。在當前的城市發展階段中，由于城市人口增速遠超過城市發展速度，導致種種問題頻現，智慧城市作為城市創新發展模式，能夠有效解決這一問題。