物联网管理模式下环境污染论文

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物联网管理模式下环境污染论文

1.环境污染监控现状分析

1.1从治理主体上看

当前的污染监控仍然以政府为主导近年来,国家对污染监控给予了高度重视:第一,在战略规划方面,国家科技发展规划设立了“水体污染控制与治理”科技重大专项;第二,在监控对象方面,以重点流域为对象编制了水污染防治规划;第三,在法律法规方面,各地环保部门将有关水污染预防和监管方面的专项法规制定提上了议事日程;第四,在落实污染监控任务方面,我国在重点流域都设置了水资源保护局,对河流污染问题实施分区监控。从以上四个方面可以看出,当前政府部门仍在环境污染监控工作中发挥主导作用,政府直接制定的各种环境政策和制度,在行政体制下通过一种行政行为得以实施,这种监控模式带有较浓厚的行政色彩,使其具有如下缺陷:一是管理主体与被管理主体地位不对等,企业、公民、社会团体等被天然地排斥在管理主体之外;二是环保部门的公务人员在处理污染监控专业技术问题上显得力不从心;三是治理手段以行政手段为主,忽略了其它可行途径。基于物联网管理模式的环境污染监控新思考王谦,张歆(四川大学公共管理学院,四川成都610064)

1.2从治理思路上看

当前的污染监控仍然以结果为导向从识别问题到原因分析再到对策举措,这是传统的环境治理思路,所以政府的环境治理总是处于不断的应急当中。当出现饮用水危机,才想到去发现水体污染源;当出现雾霾天气,才想到去控制大气污染……当前的污染监控思路需要从后果导向的反应式管理转变成为以原因导向的预防式管理。预防式管理更需要依靠新技术变革来探索污染监控的新理念,将技术手段应上升到与行政、法律、经济手段同等的地位,以解决现有监控模式的不足。

1.3从治理信息上看

当前的污染监控仍然缺乏异构之间的信息协同能力由于受到地方环保部门的各种管理目的和一系列现行规章制度的行政约束,缺乏高效的信息化管理手段,即使实时监控到污染信息也可能得不到真实及时的,导致监控数据的应用程度低,协同监控能力缺乏,形成一座座“信息孤岛”,既不利于突发性重大污染事件的防范和应急,居民的人身健康也得不到有效保障。

2.物联网管理模式

“四端联动、三位一体”的IOT模式——物联网管理模式,即感知端、传输端、云端及应用端的有效联动,拉动技术创新、管理创新及制度创新三位并行的一种过程管理和科学管理模式。它是以标签事物的射频识别技术(RFID)、感知事物的传感器技术、思考事物的智能技术、微缩事物的纳米技术和云计算为核心的物联网技术为支撑,以物联网的全面感知、及时可靠传递和智能处理等三大显著联动特征及其在各个领域的广泛应用为依托,以提升管理创新能力为出发点,能为更加高效科学的环境污染监控提供理论、模式和途径参考。具体来说,将物联网管理模式应用在环境治理领域,首先,依靠物联网的感知与反馈系统,将感应器和装备嵌入到需要监控的各类环境之中,让感知端作基础,全面获取各类环境的基础数据和信息,为污染监控信息的真实性和可靠性保驾护航;其次,依靠基于通讯技术的传输端保障数据和信息实时传递到“云端”;然后,利用云计算、AI等智能技术对环境质量的指标数据和信息进行集中整合、智能分析与处理,其后台有专业化的工作团队、机构、行业精英及设备等“专业云”支撑。这样一来,专业性工作集中到“云”中进行整合和处理,再向需要环境污染监控信息的相关单位和部门提供“透析”后的高质量信息,便能为各级管理者提供环境治理的智慧化决策支持。

3.四端联动、三位一体的“污染监控平台”

“污染监控平台”的四端联动与三位一体是相辅相成的,四端联动是实现物联网模式下的污染监控的基础,伴随新模式采用而诞生的技术创新、管理创新和制度创新是实现高效科学的河流污染监控的坚实保障。物联网管理模式下的四端构建将形成四个污染监控子平台,即智慧感知平台、智慧传输平台、智慧云平台、智慧应用平台,四大子平台成为了整个智慧环保大平台的支撑体系。政府搭建“污染监控平台”之后,有能力的企业、社会团体、公民可以在任意一个子平台上提供服务,使得多元主体都能参与到环境治理中来。

3.1感知端

感知端主要是指各种物联网技术下的信息采集工具,包括搭载各种水质指标的传感器,如RFID电子标签、检测仪、二维码和实时定位仪器、可穿戴设备等,它们如同是物联网的“眼睛”“耳朵”等感觉器官,是实现实时自动检测和自动控制的必要前提。感知端的建设是打破传统污染监控模式的首要环节。运用物联网管理模式探索环境污染监控的新途径,传统意义上专家采样的基础数据采集方法将被摒弃,感知端将成为污染监控基础数据的来源,检测过程中的人为因素会大大减少,人为数据由客观的感知数据取代,污染检测结果会更加真实可靠。感知端的部署有利于扩大传统环境污染监控的范围。鉴于污染监控对人体健康的危害性,依靠增加一线监控人员、设立污染监控中心的传统监控模式,依然存在诸多人力无法到达、无法实施有效监控的地方,感知端将代替一线监控人员,嵌入到工业废水排放点、农业污染源及生态环境恶劣的其他地方,并实时返回一线的基础数据。感知端的安排有利于明确落实环境污染治理责任。由于河流、空气天然的流动性,仅靠人力进行污染源的查找工作,易导致污染责任人相互推卸责任,越来越多的高污染企业因监控技术的漏洞逃脱了制裁,灵敏的感知设备将准确记录环境污染的时间节点,及污染物信息,能更好落实污染责任人。

3.2传输端

传输端是感知端与云端能够进行双向良性互动的前置保障。作为物联网“中枢神经”的传输端,是实现了海量数据和信息进行实时传导和输入,将感知端采集的数据云端实现数据处理与应用,具有“承上启下”的重要作用。传输端有利于规避传统环境污染监控过程数据发生改变的风险。传统的专家取样、实验室检测的方式使得检测样本的储存保护工作无法到达尽善尽美,环境检测样本在传递过程中因温度、光照等因素的影响,污染指标会发生物理和化学变化,导致监控结果与实际污染程度有较大出入,基于信息技术的传输端建设,保障了感知信息的实时传送,而无需担忧样本储存及保护的问题。

3.3云端

云端作为统一的数据交互平台,实现了个性化监控。在大数据时代,云端是物联网的“大脑”,环境监控云是应用云计算技术建设的污染监控信息化支撑系统,旨在将感知端采集到的与污染监控相关的数据信息进行分析处理、交互共享、和有效使用,发挥智能作用,具有各种功能的污染监控子云,为需要环境污染检测信息的人提供个性化服务。云端将公民、企业、社会团体纳入环境治理主体,实现了综合化的环境监控。云端作为专业团队的集合,将环境治理的大工程细化为各种专业性工作,具备承担各种环境治理专业性工作能力的各类社会主体都可以加入到环境监控工作中来,例如,通过外包形式,将原由政府一己承担的环境污染监控工作交由专门的污染监控设备研发公司承担、将环境污染信息交由新闻媒体来承担、将环境样本检测工作交由专门的化学实验室承担。环境治理不再是传统的政府一元治理,多元化的参与主体有利于提高政府行政管理效率。

3.4应用端

环境污染监控工作不能仅仅局限于监控,作为环境保护工作链上的首要一环,必须进一步服务于环境质量监测、风险防范等环保任务。应用端是物联网灵活的“四肢”,物联网管理模式下的污染监控体系的具体应用可体现在多个方面:第一,为政府各级领导决策提供了环境监测、监察、预警、应急和评估等信息支持;第二,为企业优化生产治污过程、改善生产工艺不合理情况提供了参照标准;第三,有利于其它相关部门和环保部门的信息互通,跨流域合作治理污染。

作者:王谦 张歆 单位:四川大学公共管理学院