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《国家环境监理信息系统》体系结构与数字环保
《21世纪的中国呼唤第三种文明》
作者：
林宣雄
发表刊物：《中国环境保护》
一个多世纪前，中国灾难深重，文明暗淡无光；国力衰微，民生凋敝，人们惊叹文明西去，一个曾经有过的辉煌和灿烂文明成昨日黄花，沉睡的雄狮向世人倾诉着百年的失落和无奈。
当历史的车轮进入21世纪的时候,一个经过20余年改革开放的中国以崭新的姿态展现在世人面前,一个充满着活力的文明古国又一次焕发了青春,人民为之振奋,世界为之惊叹。中国人高擎起物质文明和精神文明的伟大旗帜，以前所未有的速度追赶着人类的文明。
然而，蒙昧和野蛮不但依然存在，而且时时滋生，它们把嘲谑和消解文明作为自己的生存本能。殊不知，在高度物质文明的现代中国，存在着对环境的恣意践踏、破坏，黄河低吟，长江哭泣，中国环境恶化的趋势没有得到根本遏制，人们的生存条件堪忧。中国人第一次从心灵深处呼唤环境文明。
是的，当我们进入新千年的时候，当我们历史地审视中国文明沿革的时候，当我们再一次检查中国文明内涵的时候，我们强烈地感觉到中国需要第三种文明：环境文明。高擎起环境文明的旗帜，我们就能实现可持续发展战略，就能把中国建设成环境文明、物质文明和精神文明的现代化强国，再造中国辉煌和灿烂文明。
什么是环境文明？爱护环境，保护环境，人与自然和谐相处，这就是环境文明的最本质内涵；山川秀美，碧水蓝天，鱼翔浅底，鹰击长空，这就是环境文明的最直接体现。
今天的人类当然早已进入文明，而且千万年来，早已进入一种充分成熟的文明。人类的一切举止行为，好像应该都有一些心照不宣的公认前提。然而人类的最大悲剧，莫过于把并不存在的文明前提当作存在。文明的伤心处，不在于与蒙昧和野蛮的搏斗中伤痕累累，而在于把蒙昧和野蛮错看成文明。于是乎，明明是破坏环境，却美其名曰发展经济；保护环境、与破坏环境的行为作斗争却遭人暗算，甚至光天化日之下遭人殴打。等等，等等。
消解文明的理由往往要比建立文明的理由更充分。这便决定文明的建立和传播是一个艰难困苦、甚至是忍辱负重的过程。
在中国，文明与野蛮、文明与蒙昧的每一次搏斗，文明都未必战胜，因此我们要远远近近、随时随地地为它呐喊。
因此，每一个中国人都有义务、都应该为中国乃至世界的环境文明而奋斗而努力，这是责无旁贷的选择和事业。
是的，我们要有韧劲，要有信心，要有长期稳定的决心，因为环境文明毕竟离我们并不遥远，环境文明可以用我们的双手、用我们的努力建设出来。
如何建立中国的环境文明呢？或者说如何促进中国的环境文明呢？社会各类机构应该怎么做呢？政府应该怎么做呢？民间应该怎么做呢？我们每个人应该怎么做呢？求索这些问题，弄清这些问题，就能找到解决问题的框架。
中国环境文明的建设应该有三个互动的层次或方面,这就是概念意识法律先导层、科学技术支持支撑层和监督监察保障保证层。这三个层次互动、互依、互彰。环保的意识、环境资源的概念和环境法律法规必须导入到作为环境一部分的每一个人的脑海中，这是基础，这是先导，离开了这一点，环境文明便无从谈起。有了环境保护的意识、概念和法律法规，还必须充分利用先进的科学技术手段来支持环境文明的建设，来实现对环境的保护，来避免或弱化对环境的破坏，来监督对环境资源的使用，这就是利用现代科学文明来建设环境文明。而监督监察则是用行政手段来检查环境的状况，对破坏、毁坏环境的行为实施惩罚，以警效尤。
建设环境文明的第一层次工作应该由政府倡导，媒体开路，教育跟进，形成强大的、持久的宣传攻势，唤起全社会、全民族的环保意识，形成环境保护人人有责的氛围，建立环境资源有偿使用、环境资源爱惜使用的概念，从而使这些概念意识成为每个人的思维习惯和行为习惯，使企业考虑环境成本，彻底改变环境资源取之不尽、用之不竭的观念，扭转企业领导只知省电省水不知节省环境资源的思维定势和行为习惯。从环境保护的艰巨性、长期性来看，应该把环保教育贯穿到我国幼儿园、小学、中学和大学的教育中去，使环保意识成为受过正规教育的人的基本属性。如果把环保教育当作一项工程来看的话，那它应该不是一时工程，更不是刮风工程。环保教育应该是一个长期的国民教育，只有持之以恒，才能收到效果。而这一切应该合乎法律法规的框架，因而建立完善、合理的环境法律法规是极为重要的，舍此即舍根本。
建设环境文明的第二层次工作是利用最新的现代科学技术来为环保服务。这些科学技术包括环境治理技术、环境监测监理技术、环境遥感遥测技术、生态保护技术以及各种面向环保的新工艺、新流程等，与之相关的还有环境仿真、环境动态建模、环境评价等技术。通过科学技术的运用，达到环境资源有效利用、环境资源节省使用、增加环境容量、减少环境资源消耗的目的。解决经济发展带来的环境问题必须采用科学技术手段，只有依靠科学技术，才能实现经济的可持续发展。采用科学技术要有勇气，要有眼光，要讲实效，要舍得花钱。有的企业对于省电、省水、省原料的新工艺愿意投资，愿意花钱，而对于减少污染、减少排污的新工艺不愿投资，不愿花钱，对于治理投资也不情愿，而对于监理监测设备的投资更是极力反对，认为是花钱买紧箍咒。因而在环保方面的科学技术运用，要有强硬的行政措施。当然科学技术的持有者、实施者要淡利重事，要重在追求社会效益而非经济效益。主管环保的县长市长省长应该不遗余力地推动环保科学技术的运用，国内国外的技术都可用，不能有地方保护主义。各级环保部门更应该身体力行，要对技术敏感，做事要有拚命三郎的精神，不能怕承担责任，更不能有私心杂念。
建设环境文明的第三层次工作是监督监察。环境监督监察工作应该是长期的，经常性的。它带有批评性、惩罚性和行政强制性。环境监督监察工作是第二、三层次工作成果的检查，也是第二、三层次工作有效性的保障。应该以法律为准绳，应该公平、公正、公开。环境文明是好事情，我们每个人都能从中获益。但它也是有约束的，它要规范你。坚持不懈的约束和规范，我们就能文明起来。监督监察就是检查约束、规范的效果，谁违反约束和规范，就批评之，警告之，惩罚之。长期的监督监察，我们就能习惯之，就能文明之。一个欠文明或不文明甚至野蛮的人，到了一个文明的国度、社区或群落，受到冲击，批评，嘲笑，甚至惩罚，就能逐渐文明起来，最后成为自觉的文明人。
从事环境教育的人，从事环境治理的人，从事环境监测监理的人，从事环境执法的人，……，一切从事与环保有关的工作或事业的人，都是推进环境文明的人，他们责任重大，任务艰巨，需要有长期稳定的决心,需要有韧劲,甚至需要有忍辱负重的心理准备，因为建立环境文明的大厦毕竟要付出巨大的艰辛。因此呼唤一点理解，呼唤一点支持，呼唤一点参
与。
环境文明是时代的呼唤，是发展的需要，是国民的期盼。让我们伸出自己的手，献出自己的力，让我们共同努力建立自己家园、自己国度的环境文明吧。
系统概述
当今世界，人类正面临着一系列的全球性环境问题，生存环境的日益恶化已是不争的事实，并严重威胁到了我们正常的工作、学习和生活。我国是一个发展中的大国，随着经济的持续高速发展和人口的不断增长，主要污染物的排放量呈逐年上升趋势，酸雨、水土流失、水和空气污染、沙化等环境问题也日趋严重。经济的高速发展是否必然要以牺牲环境为代价呢？这是世界各国一直都在探索的问题。欧美发达国家近十多年的发展经验表明，将现代高新技术成果特别是计算机技术运用于环境保护领域完全可以做到环境保护与经济高速发展的“双赢”。然而，我国现阶段的诸多社会问题却严重制约着环境综合治理的进程，其中各级环保部门传统的工作方式和日益发展的环境监理业务需要之间的矛盾显然是一个重要的原因。为了有效地对环境污染进行总量控制，就必须从环境监督、监理着手，总体规划、有步骤地实施。各级环保部门不但要掌握第一手的环境数据，并且部门之间还要能够迅速地传递并共享各类环保信息，使各种环境治理方法能够作到有的放矢，最终为控制污染源、改善环境打下坚实的基础。因此，环境监理部门必须结合当代最新的计算机技术、通讯技术和信息技术，对传统的监理工作进行改造，使环境监理工作真正作到信息化、准确化、自动化和全面化。
基于此，国家有关部门一直在积极探索将高新技术成果与中国环保实际相结合的实践道路，以加强全国环保信息系统建设的统一领导，制定统一的标准与规范，进行总体部署，从而促进各地区的联合与合作，形成环保信息化工作的指导方针。到2010年，我国环境信息化建设要在环境信息归口管理、信息资源开发利用、信息系统网络建设、信息规范化与信息化人才队伍建设等方面将形成初具规模的国家环境信息化体系。1997年10月份，国家环保总局总体部署、指挥，地方环保局配合支持，西安交通大学出人力、资金进行具体研制开发，研制的系统必须接受市场竞争、实践的考验，先进行试点，进而有计划、有步骤地在全国推广使用。
经过西安交大长天软件公司两年辛勤细致的市场调研和艰苦的努力以及国家各级环保部门的大力支持，1999年10月10日，国家环境监理信息系统通过了国家环保总局组织的现场验收，取得了巨大的成功，正式开始推广并发挥出巨大的作用，开辟了我国的环境综合治理工作的新纪元。经过成功的小试和扩大试，证明国家环境监理信息系统采用四级结构模型是科学合理的，符合我国环境监理业务的现状和发展需要。
无数无可辩驳的事实说明，该系统的实施，必将带动整个环保行业的信息化、自动化和现代化发展。它不仅解决了长期困扰我国环保行业的诸多实际问题，为21世纪环保行业构建了切实可行的解决方案，而且提出了许多环保的新思想、新观点，具有极其重大的现实意义。交大长天也成为了这场环保行业和IT行业技术革命的先锋和核心力量。
国家环境监理信息系统是一个跨越国家环保总局、省、市环保局和企业的计算机网络信息系统。系统根据用户的不同分为四级，分别称为现场机（置于排污企业的现场监测及传输系统）、中心机(服务于县/市级环境监理部门的信息系统)、中枢机（服务于省级、地区级或流域级管理的信息系统）、中央机（服务于国家环保总局的信息系统）。该系统综合运用成熟的科学技术成果，可实时采集企业各类污染物的排放数据，监测其污染处理设施的运行状况并进行存储、分析，为环保部门的各级领导提供随时了解企业排污状况及污染治理情况的窗口，从而为其科学决策提供可靠的依据。同时它强大的网络功能充分实现了信息通畅、资源共享，提供大量准确的环境污染原始基础数据，从而为各级环保部门决策提供了可靠的科学依据。此外，该系统还可充分利用排污收费、环境事故预警、环境污染举报电话录音及办公自动化等网络软件进一步强化各级环保部门的执法能力，对于我国环境监理、监测、监控信息网的建设、新世纪环境的综合治理和长远发展都具有极其重大的现实意义。
第二章
《国家环境监理信息系统》体系结构
2.1 系统的作用、意义和社会价值
围绕国家环保总局的部署，构架全国环境监理信息网，实现点源监测、监控设备的广泛接入，达到环境监理监测自动化、信息化和现代化的目的。
通过本系统的建设和推广应用，达到控制环境污染总量的目的。
通过本系统，可以把环境问题说清楚，说准确，说及时。
通过本系统可以了解某地区、某城市的环境污染总量（即环境现状），并且通过统计可以计算出月、年污染速度，再通过环境容量（环境自静能力）的测定，可以为某地区、某城市的环境治理力度和强度提供决策依据。
跨世纪的环境监理管理需要提高科学含量，本系统有助于环境监理管理要的科学化和精细化。
本系统的实施降低了企业的负担（较之于过去），减少了总资源的占用。
本系统可以促进环境监理管理的变革，由传统方式向信息化方式转变，实现与国际接轨。
本系统可以达到约束企业排污行为的目的，从而降低污染总量。
本系统可以为环境执法提供客观、准确的依据。
本系统可以大大减轻各级环境监理部门的劳动强度，提高他们的工作效率。
本系统可以帮助国家环保总局和地方环保局建立一条通畅的信息通道，可以真正实现信息的上通下达。
本系统的使用可以大大提高环境监理的信息化水平。
本系统的使用可以确保国家环境监理信息系统的支、干统一和标准，同时叶端是放开的。
由于本系统网络构架的合理性、科学性和合乎中国环境监理的实际，以及系统定位正确和为各现场机厂家所接受，因而避免了各行其是、天下纷争的局面。使得系统得以在国家环保总局的领导下实现由点到片、汇片成面（全国的面）的逐步、有序滚雪球持续发展的目的，并最终形成系统的规模。
2.2
四级体系结构介绍
一般而言，系统的统一规划是按照自顶向下(Top-Down)的思想进行的：先要从环境监理的总体目标出发，然后将任务逐步向下分解，这样才容易做到胸有全局，主次分明，能够统筹安排。在具体实施时，却是按由底向上（BOTTOM-UP）的原则分步实现的：先考虑底层的实现，再逐步向中层和高层推进。这样，系统的信息来源就有了保证，信息处理也有了依据。
软件包包括中央机版（国家环保总局使用）、中枢机版（省级环保局使用）、中心机版（地市级环保局使用）、集团企业版（拥有多个排放口的大型集团企业使用）等四大模块。
各个模块功能概要描述如下：
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环境监理信息系统集团企业版软件
该版本面向大型集团企业用户，负责企业现场的监测、数据采集、向中心机、中枢机及中央机上报数据并向企业提供一个浏览本企业排放情况的窗口。
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环境监理信息系统中心机软件
该版本面向地市级环境监理部门，负责企业现场的监测、数据采集、向中枢机及中央机上报数据并实现环境监理工作的办公自动化（OA）。
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环境监理信息系统中枢机软件
面向省级环境监理部门，负责对现场机抽样监测，接收中心机的数据上报，向中央机的数据上传及实现环境监理工作的办公自动化。
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环境监理信息系统中央机软件
面向国家环保总局环境监理工作需要，负责对现场机抽样监测，接收中枢机（或中心机）的数据上报及实现环境监理工作的办公自动化。
硬件设备包括排污现场各种传感器、数据采集设备（黑匣子）、与中心机的数据转换接口设备（环境监理智能适配器）及适配器到中心机的数据传输设备（调制解调器（Modem））。系统的主要功能如下：
负责整个监理系统的数据获取，为四级结构的上三层提供基础数据，并把数据转换成为全国统一的标准数据格式，从而为建立全国统一的环境监理信息网奠定良好的基础。同时它还完成通信控制、数据管理等一系列辅助功能。产品形态为单片机控制系统，统称为现场机。
图一 国家环境监理信息系统四级体系结构
根据以上的讨论，我们提出了跨越国家环保总局(中央机)、省环保局(中枢机)、地市环保局(中心机)与企业(现场机)的四级网络体系结构（如图一所示）。它不仅较好地遵循了系统的设计原则，也贯彻了在具体实施中“统一规划，分步实施”的指导思想。在图一中，企业的现场机实时采集该企业各类污染源的排放数据，监测其污染处理设施的运行状况，将数据存放于该机的数据库中，并经通讯网络传送至该地市环保局的中心控制室。在此，中心机对各类污染数据进行存贮、分析并自动生成报表，定期上报省局、国家局。另外，国家局的中央机、省局的中枢机除可以获取各省、市的各类报表外，还可以对各行业的某些重点企业进行实时数据采集。利用这套环境监理信息系统，可在环保部门之间迅速传递并共享各项环保信息，有利于环保部门更有效地管理和决策。
2.21 为什么要引入适配器？
2.22 开放的数据接入方案和智能环境监理适配器
图一中，污处设施运行记录仪（“黑匣子”）通过流量计、浓度计及污处设施的传感器等采集各类污染源的排放数据和污处设施的运行状况，通过适配器将“黑匣子”采集到的各类不同标准与格式的数据转换为全国统一的标准数据格式后进行存储，并通过调制解调器（MODEM）和公共通信线路（PSTN等）传送到地市级中心机。中心机对各类污染数据加以处理、分析并自动生成所需报表，然后再由调制解调器（MODEM）通过公共传输媒介如公共电话网（PSTN）、数字数据网（DDN）、公用分组交换网（X.25）等定期上报省局、国家局。
排污现场的数据采集、传输设备主要由各类传感器、污处设施运行记录仪（“黑匣子”）、适配器等组成。其中，适配器负责整个监理信息系统的数据获取工作，并把数据转换成为全国统一的标准格式，为四级结构的上三层提供基础数据，从而为建立全国统一的环境监理信息网奠定良好的基础。同时，它还具备通信控制、数据转换、身份校验、数据管理等辅助功能。
由于现在我国生产各类污处设施运行记录仪（“黑匣子”）的厂家有数百家之多，采集到的数据结构和格式都有很大差别。虽然这种方式在个别厂家、个别地区的局部应用中发挥着一定的作用，但如果我们要对全国的环保工作进行全局监控和整体协调，标准的不统一就成了一个致命的问题。因此，建立环保行业的数据传输标准就显得非常重要，关系到我们事业的成败。
基于上述理由，交大长天从我国环保行业的现状和需要出发，制定了统一的数据传输标准并推出了配套产品---智能环境监理适配器。经过近一年实际应用的考验，证明该标准是符合我国国情的，得到了国家环保总局的肯定和专家的认可并获得了国家专利，目前已经在全国推广。
2.3 系统的工作原理
① 设在各污染排放口的智能环境监理适配器（简称适配器）通过多种监测设备获取各种污染源的基础数据，并监测污处设施的运转状况。
② 适配器将所收集到的不同格式的数据整合成统一的标准格式，通过调制解调器经公共电话网（PSTN）传递至地市级中心机。
③ 中心机对各种污染数据进行存储、分析并自动生成所需报表，再经通信介质定期上报省局中枢机、国家环保总局中央机。
④ 国家环保总局的中央机、省环保局的中枢机除可定期获取各省、市的各类数据及报表外，还可直接对各行业的某些重点污染企业进行实时监测。
2.4 系统所具有的优势
① 该系统所独有的跨越国家、省、地市（县）、企业的四级网络结构，将充分保障行政区之间的信息畅通与资源共享。
② 数据接入方式的多样性，如PSTN、DDN、X.25、无线、IC卡等方式，能保证现场各类监测设备与本系统进行无缝连接。
③ 可扩展的功能强，现已开发完成污染源监控与报警、环境监理举报录音等多个系统与该系统配套使用。
④ 系统的扩展性强，提供了单机版、客户/服务器（C/S）及浏览器/服务器（B/S）等多种版本，使得系统能够对不同规模的地市、区域提供相应的解决方案。
2.5 热点问题解答
2.51 为什么要采用分层化的解决方案？
国家环境监理信息系统是面向我国环境监理部门的具体需求而开发的一套软件系列产品，其功能是完成企业排污的数据采集、数据分析处理、环保档案管理、办公自动化、各部门协同工作、外部信访信息接入与管理、区域环保事务处理等一系列与环境监理部门日常工作息息相关业务的自动化。在此基础上，目前正在研制监理部门急需的排污费核算、征集、管理系统，用以实现排污收费的科学化、自动化。此外，为了加强系统的安全性和容错能力，我们还将开展相邻（或相似）区域监理部门间相互备份、相互托管、信道冗余等功能的研发，并将与后续的污染事故预警、仿真、预案处理系统及其它相关业务部门的专用系统连接。
因此，国家环境监理信息系统是一个立体的、全方位的综合信息系统，只有采用分层化的设计思路，才可能满足不同环保部门的不同需求，完成监理部门的核心业务及与其它相关业务部门的工作协同，从而实现监理系统从上至下的信息化和自动化：
① 实现了全国环境监理业务的分布式、网络化管理。根据各级环保部门的处理能力和处理要求，将与各级环保部门用户关系最密切的数据和业务集中于本地处理，可以大大提高系统的运行效率，减轻网络传输负担，提高整个系统的健壮性和安全性，降低信息传递费用，减少网络传输瓶颈，并有可能使用户利用本地的信息资源展开信息增值服务。这是现代网络计算技术、环保IT系统建设的基本要求。
② 各级环境监理部门的信息化建设的需求。为顺应这一需求，各级环境监理部门都会建立自己的网络化办公环境。而这时将与其业务关系最密切的本地排污情况信息统一置于本地外某一环节处理无疑会造成业务数据的脱节。因此，不区分业务、不区分层次的系统建设是不可取的。
③ 由于各级环境监理部门都要利用基础排污数据进行业务处理工作，假如这些数据不加分层的进行存储、处理、集中于某个环节，势必造成非常严重的业务数据传输瓶颈，导致网络中心的负载过重，同时由于整体网络响应的不及时，也会影响整个系统的实际使用价值。
④ 分层次处理模型使整个系统的运行成本大大降低。采用分层处理，最频繁的现场数据采集由中心机经市话进行，中心——中枢——中央之间的数据传输使用长话处理，不但可以大大降低运行成本，而且可以实现费用的合理分摊。
2.52 解决方案为什么被划分为四级结构？
国家环境监理信息系统不是一个简单的下位数据接入处理系统，采用四级结构来实施该系统，是针对我国国情、反复论证、多次试点的结果：
①
符合我国环保部门的业务处理模式。由于我国环境监理部门的监理工作是国家——省——市三级监督模式，因而系统中设计中央、中枢、中心三级管理系统是比较自然的方式。现场数据接入是整个系统的一项重要数据来源，是上三级系统正常工作的基础，故将其纳入整个系统的体系结构，从而构成了“四级结构”。
②
能够体现系统的通用性。由于同级监理部门之间的日常业务较为相似，且具有相似的信息来源、格式和处理要求，因此可为其设计通用性较强的系统，即各级环保部门使用的专用系统，如为市级环境监理部门设计的中心机，为省级监理部门设计的中枢机，为国家级监理部门设计的中央机，为大型企业设计的集团企业版。
③
能够体现系统的专用性。由于上下级监理部门之间的日常业务差异极大，如市级主要监管下属企业，省级主要监管所辖市县，不同行政级别的监理部门所要求的信息和业务模型的差异较大，不加区分地设计一个系统将无法满足不同层次部门的需求。因此，系统在不同的管理层上对应有不同的专用系统，从而满足了不同的需求。
④
实现四级结构的实质在于实现全国环境监理业务的分布式、网络化管理。依照各级环保部门各自的处理能力和处理要求，将与各级环保部门用户关系最密切的数据和业务集中于本地处理，可以大大提高系统运行效率，减轻网络传输负担，提高整个系统的健壮性和安全性，降低信息传递费用，减少网络传输瓶颈，并有可能使用户利用本地的信息资源展开信息增值服务。这是现代网络计算技术和信息系统设计的基本要求，而依照这样的原则设计国家环境监理信息系统，再综合考虑我国的实际国情和环境监理工作的实际需要，自然会得到“四级网络结构”这样的科学的、合理的设计方案。
反之，如果不采用“四级结构”，而将各排污企业的基本信息直传国家环保总局，则会遇到以下困难：
①
各级环境监理部门的业务自动化是大潮流、大趋势，为了顺应这一潮流，在可以预见的将来，各级环境监理部门都会建立自己的网络化办公环境。而这时将与其业务关系最密切的本地排污情况信息统一置于国家局网络中心无疑会造成业务数据的脱节，因此可以说这样的计算结构本身就是不正确的。
②
由于各级环境监理部门都要利用基础排污数据进行工作（计费、汇总、报表……），假如这些数据都必须向国家局网络中心索取，由于数据量较大，再加上公网带宽较低，因此必然造成非常严重的业务数据传输瓶颈，导致国家局网络中心负载过重，影响整个系统的正常运转。
③
由于国家环保总局将直接面对数十万家企业的基础信息采集录入工作，这样必然会极其频繁传输小数据包。由于数据传输量大，势必造成数据采集瓶颈。同时也对中心数据库的安全性、并发性提出了非常高的要求，将大大增加系统实现的难度。
④
由于各级环保局的业务不同，因而所要的数据也不同。如果将基础数据集中到国家环保总局，则会造成业务层次与数据层次的不一致，从数据模型设计上讲，这种设计只适用于小区域管理，而对全国性的大系统来说，则是不适合的。
⑤
这种模式的运行成本十分高昂。因为按照这样的设计，所有的企业基础数据均由国家环保总局通过公用电话网向下索取，几乎所有的企业都需经长途电话进行联系，且费用由国家环保局承担，国家环保局每天需为此付出昂贵的运行费用。而这样高额的运行费用显然是不允许的，也是不现实的。
基于以上理由，我们认为四级结构的提法是合理的、科学的、可行的，与不分层次的其它方案相比，四级结构具有明显的优越性。
2.53 系统是否进行过论证、试验？
国家环境监理信息系统经历过小试、验收、扩大试等若干试验阶段，充分说明了系统的合理性、可行性。自从1999年6月研制成功以来，在国家环保总局的统一指导下，首先在涿州进行了半年小试并获得成功，同年9月通过了陕西省科委与省教委联合组织的鉴定。鉴定意见认为：该系统已经实现了国家环保总局和陕西省火炬计划书的要求；在设计结构、应用结构、现场解决方案等方面形成了环境监理的行业模型，将给我国的环境监理方式带来一场变革；系统设计结构与应用结构先进、功能全面、数据收集灵活及时，具有显著的环境和社会效益，适于在全国环保行业全面推广；系统处于国内领先地位，达到国际先进水平。
1999年10月10日，国家环保总局组织计算机系统专家、知名环保专家召开了系统验收会，与会专家、学者一致认为：该系统实现了污染源实时监控、历史数据采集、掉电记录统计等功能，利用适配器实现了对现场监理设备的广泛接入，适配器接口标准完善并得到主要现场机厂家的认可；系统提供了强大的管理功能，可以大大提高环境监理办公自动化水平；经过全国9省市的扩大试运行，证明系统是成熟、稳定、可靠的，为全国联网走出了关键性的一步；系统技术先进，开发水平较高，形成了国内领先的软硬件综合解决方案，易于升级和维护。有关消息被中央电视台、新华社、《科技日报》、《中国环境报》等权威媒体报道。
1999年11月12日国家环保总局监理司下发了《关于污染源自动监控试点的通知》，决定在上海、石家庄、大连、长春、哈尔滨、苏州、杭州、咸阳、兰州市西固区开展扩大试。11月18日又下发了《关于推广使用污染源自动监控软件（中心版）的通知》，指出各级环保部门要将推广使用污染源自动监控系统作为增强环保现场执法手段，提高环保执法能力的重要工作来抓。
目前，该系统被列为2000年国家级重点火炬计划项目（00D231D8500964），硬件产品适配器获得国家发明专利(ZL
99234778.5)，成为国家级新产品，从而为整个系统的发展奠定了基础。
2.54 系统的安全性如何？
系统的安全性主要体现在数据的安全上，而要保证数据的安全就要有效地防止泄密、未授权的修改等事件的发生。从数据传输、处理的过程分析，数据安全主要分为本地数据的安全和传输过程中数据的安全。
本地数据的安全可以分为两个层次：合理的系统安全管理和安全的数据存储策略。国家环境监理信息系统中根据环保业务的需要进行了合理而严格的权限管理，可防止一切未授权的访问。同时，系统采用的数据库提供了完整的数据备份、校验和恢复功能，可以使系统数据获得可靠的安全保证。
对于传输过程中数据的安全，我们也有全面的考虑。通过将下端数据采集标准公开而对系统软件和适配器之间的数据进行加密，一方面保证了广泛的数据接入，同时又能够兼顾数据的安全性。同时，我们采用了标准的网络通信协议，使系统获得最大的安全性。
2.55 公司的服务体系如何？
国家环境监理信息系统是一个计算机系统，更是一个以计算机为工具的人的系统，它的作用发挥得好坏直接取决于使用它的人的观念和素质。因此，只有监理人员在日常工作中能够训练有素地使用操作，才能充分运用系统所提供的功能提高监理工作的信息化水平，切实为环境监理工作带来直接或间接的效益。因此做好技术服务工作是实施成功的一个重要环节。
交大长天非常重视技术服务工作，本着“以技术为依托，以服务为导向，用我们出色的服务回报用户、朋友及合作伙伴的选择与信任”的服务理念，为用户提供高质量的服务，并在系统实施和技术支持过程中对用户进行各种层次的培训。2.56
实施流程
对于整个环保单位来说，要想成功地实施国家环境监理信息系统，决不是简单的安装和应用，它需要工程技术人员深刻地理解环境监理各个环节的业务流程及其相互关系；需要各地环保局采用先进规范的管理思想和手段；需要协作厂家的鼎力配合；需要排污企业协调一致的支持。因此，实施整个信息系统是一个复杂的系统工程。在系统实施之前需要进行细致的调研和周密的策划，同时在实施过程中需要开发方和用户紧密默契的配合，需要双方具有严谨务实的工作作风和认真负责的工作态度，始终要站在开发的立场上共同研究每一个细节和每一个方案。
系统实施后，交大长天将协助环保部门建立一套严格的操作规程和工作标准。在系统试运行过程中，用户需严格按照操作规程和工作标准进行日常工作和现场管理，以确保系统的正常运转。
国家环境监理信息系统的实施步骤从总体上划分为以下几个部分：
系统准备阶段
详细了解用户的需求，对环保部门的微机系统、应用系统及人员安排等和企业现场的情况进行全面调研。
系统配置过程
国家环境监理信息系统的系统配置包括软件系统和企业现场设备配置。根据环保局实际情况选择软件系统配置，根据前期调查、协商和用户的意见共同对企业现场设备进行配置。
现场环境准备
在系统安装调试前，市局中心机系统的现场环境不能低于软件系统标准配置，企业现场除现场机厂家配合对黑匣子、一次仪表和污处设施等的调试、连接外还需企业给予以下支持：施工时，需要企业委派以下专职人员到岗予以配合：电工、操作工、仪表工。安装现场还需一条电话专线（无他人共用，非人工转接）、一条220V电源线及插座（无他人共用）。
系统安装调试
在现场环境准备充分后，由交大长天协同现场机厂家进行设备的安装调试，对用户进行现场指导。
系统试运行阶段
对系统各项功能测试并进行试运行、检测其可靠性、安全性、不断调整完善直至系统完全正常运行。
系统最终验收阶段
对系统进行最终验收测试、形成相关文档。
系统培训
实施对环保局领导和系统操作人员的培训。
西安交大长天软件公司具有丰富的工程实施经验和完善规范的系统实施管理规程，将为用户提供软件系统到硬件配置一体化的实施方案。国家环境监理信息系统的实施是一个复杂的系统工程，要想系统实施成功，除了环保局的支持、现场机厂家和企业的配合之外，公司将注重实施过程的每一个细节，并严格控制各个关键环节，以保证系统实施百分之百的成功。
由于各地现状差异和资金投入强度的问题，系统实施往往不可能短期内完全实现，因此分步实施是不可避免的。交大长天在全面细致分析的基础上，首先进行总体规划，再根据具体情况分步实施。
第三章
全面的解决方案
3.1 《数字环保——保护地球家园的利器》
作者：
林宣雄
柳林旺
发表刊物：《中国环境报》
数字地球是当前信息科技发展的热点之一。数字地球是计算机技术、互联网技术和虚拟现实技术等联合框架上以地球为参照系的多学科融汇。数字环保是数字地球在环保信息化和环境管理决策领域的应用。在国家数字地球战略的基础上实施数字环保，是保护人类生存环境的必然选择。数字环保可望成为更好地保护我们的家园的利器，呼吁科学、教育、技术、工业以及各级环保部门共同推动“数字环保”的发展，并在建立“数字环保”过程中，优先考虑环境监控、预测预报、环境管理等系统的建设。
从“数字地球”到“数字环保”
人地关系对社会发展的影响日渐增强，呼唤着适合时代的地球描述方式的产生。20世纪以来，人类创造了前所未有的物质财富，加速了文明发展的进程，但人口剧增、资源消耗过度、环境污染和生态恶化等问题严重影响了人类的生存与发展。与此同时，人类的生存环境(地球)与人类发展关系的研究越来越受到各国政府的重视，大量的资金投入环境信息的收集，人类拥有的地球表面数据覆盖到全球的每个角落。传统的平面地理坐标系远不能满足覆盖全球、涉及各种信息、涵盖各个领域的环境与发展研究，尤其在政府决策、地学研究领域急需一种新的、适合时代的地球描述方式，这时，“数字地球”也因应时代的需要而产生。
数字地球（Digital
Earth）最早由美国前任副总统戈尔于1998年1月31日在美国加利福尼亚科学中心发表的题为“数字地球：二十一世纪认识地球的方式”的讲演中明确提出来的，戈尔在他的文章里指出“我们需要一个‘数字地球’，即一种可以嵌入海量地理数据的、多分辨率的和三维的地球的表示，可以在其上添加许多与我们所处的星球有关的数据”。
数字地球概念的形成基于目前人类已经掌握或将要拥有的新技术以及多种高新技术的综合集成。其最主要的基础设施建设是信息高速公路(即NII)和国家空间数据基础设施(NSDI)。专家提出“开放的全球网络和大容量的分布式存储技术是数字地球的基础”。构筑数字地球的主要支撑技术有：计算机及网络通信、卫星遥感(RS)、全球定位(GPS)、地理信息系统(GIS)、虚拟现实透视化、互联网互动、数据仓库集成和智能化建模等技术。
当大洋彼岸政治家的科学畅想“数字地球”成为中国科技热的新焦点时，另一个新的概念“数字环保”也随之产生。种种迹象表明，我国的“数字环保”建设已经进入一个新的阶段，它已让人真真切切地感受到数字环保正大踏步地向我们走来。
简单地说，数字环保是数字地球在环保信息化和环境管理决策中的具体应用。他是以环保为核心的，由基础应用、延伸应用、高级应用和战略应用的多层环保监控管理平台集成的系统，具体包括环境测控跟踪系统、环境预测预报系统、污染源平面显示管理系统、污染源异动跟踪报警系统、环境状况领导速查系统、环保增值业务系统、排污收费系统、环境GIS系统、污染事故预警系统、环保业务工作流管理系统、环保动态仿真系统、环保决策支持系统和分布式万维拟境系统等系统，其基本实施过程就是将信息、网络、自动控制、通讯等高科技应用到环保领域，实现环保的数字化。
“数字环保”具有十分美好的应用情景：将数字技术融进环保，在办公室就可以实现环保的各种功能，如环保监理人员足不出户就可以了解污染源排放的详细情况，并对排污事件进行相关处理；环保管理机构实现“视频会议”、“无纸作业”、“网上沟通”；观测者、操作者和决策者都可浸入到数字化信息的多维图像里面，用声控或各种感应交互工具，直接调动和分析数据，监控环境的动态变化，制定优化的环境治理方案；专家们可以利用互联分布式万维拟境中心，来模拟环境变化对濒危物种的影响，并制定有效措施保护生态多样性；学者们可以利用数字环保开展学术研究，包括了解人类和环境之间的相互依赖的关系等。
构建“数字环保”宏伟工程
“数字环保”是一个庞大的科学技术体系，参与这一宏伟工程建设的每一个科技工作者，既要有全局观念，又要有战略观念，更要遵循科学规律。我们必须从具体工作做起。在政府的协调下，在产业的推动下，与科技界联手，从信息科学切入，充分利用各种现代技术手段，构筑中国的数字环保，为国民经济建设和社会可持续发展服务。
“数字环保”的宏伟构想也不可能一蹴而就，必须针对环保工作的现状和要求，利用IT技术手段，按照统筹规划、分布实施的原则，采用基础应用——延伸应用——高级应用——战略应用的思维路线，通过对环保数据要求和业务要求进行深入的挖掘和整理，逐步实现对环保业务的严密整合和深度支持，从而最大限度地提高我国环保信息化水平和监督执法的水平。国家环保总局主持开发的《国家环境监理信息体统》等数字环保系列软件，就使数字化环保概念得到初步体现。
已经在全国二十几个省市数百个重点城市应用的《国家环境监理信息系统》和智能环境适配器系列硬件，就是数字环保的基础应用产品。这些产品是各级环保局进行数据采集与基础处理的业务平台，可以作为环保部门的信息化基础设施，其不仅有助于规范环保业务的基础数据和基本业务，实现环保业务和环保数据的有效管理，而且可以在短期内改变我国环保信息化程度偏低的现状，并对数字环保的高层应用打下坚实的基础。
污染源报警系统、环境监理办公自动化系统、环保增值业务系统和排污收费系统等延伸应用产品，以及环境GIS系统、污染事故预警系统、环保业务工作流管理系统、环保动态仿真系统和环保决策支持系统等高级应用产品的设计和开发，将全面涵盖环保的日常业务、扩展业务以及增值业务的处理系统，它们的实施应用有助于实现环保部门业务的有效分解和整合，规范环保业务的典型应用模块，实现业务模块间的全面协作。通过实施相应的产品线，可在环保局内部应用以及关键外部连接上实现全面电子化，可大大降低环保的监督成本以及业务运行成本，将环保信息化水平提高到行业信息化的先进水平。
分布式万维拟境中心将作为“数字环保”架构的战略应用产品，它可以由大型计算中心转型而形成。在这样一个集计算、网络和拟境的系统里，传统的单人工作站分析模式将转型为多学科团队的、深入到各种数据体和环境模型中的可视、可交互的三维图像，观测者、操作者和决策者都可浸入到数字化信息的多维图像里面，用声控或各种感应交互工具，直接调动和分析数据，监控环境的动态变化，制定优化的环境治理方案。在这样一个万维拟境中心里，环境监控和管理决策人员不再限于传统方式那样审查报告图集和听取多媒体介绍来综合决策，他们可通过声控或其它交互，调看不同思路的建模和模拟结果，也可以浸入到被监控区域，沿着环境污染或破坏的踪迹，亲临其境地监控环境的变化，配置环境治理工程，检查环境治理成果，从而达到降低环境监测成本，优化环境治理决策的目的。
从“数字地球”到“数字环保”，从概念形成到全社会参与构建“数字环保”宏伟工程，是当代科学技术发展的必然结果，也为新世纪环境保护科学的发展提供了崭新的思路。我们坚信，在未来的知识经济时代，当人们对自然的认识和改造能够使环境污染不再成为困惑人类的问题时，人类必将重新回归于理想中的“自然”世界。这不是历史简单的重复，而是更高层次的发展。当今信息技术的飞速发展以及人类物质、精神和环境文明的逐步融合，正是这一历史趋势的前奏。
3.2 数字环保产品线
根据我们对环保市场的调查结果，环境监理业务是各级环保部门的主要日常业务，占环保局业务总量的80%以上。对环保部门而言，把环境监理业务和IT技术结合起来是一个非常合理的战略选择。这是全国环保行业的大势所趋，也是有关业务部门的共识。因此，交大长天以国家环境监理信息系统为突破口，一举解决了困扰各级环保部门多年的难题。在此基础上，我们进一步拓宽了其产品线，形成了以基础应用、延伸应用、高级应用、战略应用等四个层面的产品体系，从而对环保行业提供了完整的解决方案（如图二所示）。
基础应用产品对应于交大长天的国家环境监理信息系统和智能环境监理适配器等系列硬件，它们是各个地市环保局进行数据采集与基础处理的业务平台，有助于规范环保业务的基础数据和基本业务，实现环保业务和环保数据的有效管理，可以作为环保部门的信息化基础设施。这些产品的建设成功，可望在短期内改变我国环保信息化程度偏低的现状，为其他应用系统的推进打下坚实的基础。
延伸应用产品和高端应用产品都是以全面提高环保局信息化应用水平为根本宗旨，涵盖了环保部门的日常基础业务、内部业务、扩展业务以及增值业务的处理系统，是建立在基础应用层产品基础上的产品系列。其主要目的是在基础应用层应用的基础上，实现环保部门业务的有效分解和整合，规范环保业务的典型应用模块，实现业务模块间的全面协作。通过实施延伸相应的产品线，可在环保局内部应用以及关键外部连接上实现全面电子化，可大大降低环保工作的监督成本以及业务运行成本，将环保信息化水平提升到行业信息化的先进水平。
“数字环保”是交大长天的战略产品。“数字环保”工程意指针对环保工作的现状和要求，利用IT技术手段，对环保的数据要求和业务要求进行深入的挖掘和整理，实现对环保业务的严密整合和深度支持，是最大限度地提高我国环保信息化水平和监管执法水平的一项系统工程。
四级体系结构介绍