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《國家環境監理信息係統》的開發與應用

作者: 陸新元  (寫於2001年)

       《國家環境監理信息係統》(又名汙染源自動監控係統)是國家環保總局主持開發、麵向全國、服務於一控雙達標的國家級信息係統。從提出、形成到小試、擴大試以及推廣應用,曆時三年有餘。係統的開發建設堅持國家環保總局的領導,強調地方環保局的支持配合;係統運用當今先進、成熟的計算機網絡技術,以構架麵向全國的汙染源自動監控網絡為目標,以達到環境監理信息化、自動化和現代化為目的;係統充分體現了國家環保總局的管理意圖和要求,通過汙染源的分級實時監控和基本數據的采集,可以了解地區、流域汙染源的結構、分布和貢獻,從而為環境現場執法乃至汙染源治理提供數據支持。

    一、係統的形成過程

        汙染源自動監控怎麽搞?國家環保總局和地方環保局以及企業在係統開發建設中扮演什麽角色?如何進行總體規劃、分步實施?係統的總體架構應該如何?係統的風險和難點在什麽地方?係統如何長期持續發展?等等,是困惑AG俱乐部的幾個主要問題。在《國家環境監理信息係統》在全國推開之前,國內已經有一些簡單的汙染源監控軟件,應該說是有益的探索,但局限性比較大,基本上是從一個很局部的範圍或層麵來考慮軟件的功能,沒有從係統的高度來考慮全國的麵,沒有從國家環保總局、省環保局和縣地市環保局來考慮管理的需求,主要是為儀器儀表配套的,由於儀器儀表廠家很多,因而這樣的軟件也不少,各家數據定義都不一樣,很難為各級環保局服務,又由於現場機廠家過多的市場行為,在全國搞得很亂,同時由於價格信息不對稱,使汙染企業負擔加重了,讓全國搞監理的很困惑。基於這樣的情況,AG俱乐部思考了很長時間。毫無疑問,汙染源自動監控肯定是要搞的,這是一個趨勢,不搞不行,不用計算機的手段,環境監理如何上台階呢;汙染源這麽多,不能采用足球場上的人盯人戰術,不對等,靠人盯盯不過來,必須用計算機的手段。另外,汙染源的基礎數據很重要,AG俱乐部不能老拿感性的東西去匯報,要有客觀的真數據,要用數據說話。麵對當時出現的問題,迫切要求國家環保總局站在全國汙染源自動監控和環境基礎數據收集的高度,進行係統構架、組織係統開發,否則環保監控市場將更亂,更無序,AG俱乐部想做的事情也做不好。這是AG俱乐部委托西安交通大學開發《國家環境監理信息係統》的初衷和出發點。委托開發不給錢,而且要接受競爭。這是一種新型的開發方式,給機會而不給錢,開發出來了,比已有係統好,比別的單位開發的係統好,很好體現了國家環保總局的監督管理思路和要求,並且經小試、擴大試和環保專家及使用單位的聯合平審,符合要求了才推廣使用,從推廣使用中獲取開發回報,並隨著時間的推移,不斷完善升級。西安交通大學以強烈的環保責任感,由校長親自出麵進京接受這樣重大的任務。三年艱辛,三年心血,不容易啊。從97年6月開始到99年4月完成初步係統開發,然後在河北諑州進行小試,4個月過去,係統基本可用,99年8月組織7省市環保專家進行評審,評審通過。半年過去,係統基本穩定運行,99年10月國家環保總局組織驗收,解局長參加了驗收會,驗收通過。隨後在全國9省市(哈爾濱、長春、大連、蘭州、鹹陽、石家莊、上海、杭州、蘇州)進行擴大試。在擴大試成功後,國家環保總局下文在全國推廣使用。這一係統的開發應用真正體現了大膽嚐試、謹慎推廣的原則。現在從各地反饋的情況來看,總體情況良好。

    二、係統的總體結構和特點

       《國家環境監理信息係統》是縱跨國家環保總局、省環保局、縣地市環保局和企業的四級網絡信息係統(圖1),上三級為環保局服務,最下一級針對汙染源,整個係統的數據呈現大分布的格局。橫向上通過各級環保局信息中心的樞紐作用,使汙染源數據借助於局域網(LAN)在環保局內得以為各部門所共享。這就是係統的縱橫構架(圖2)。這樣的係統構架兼顧了點和麵,既考慮了局部,又考慮了全局。係統的局部建設落在了全局的整體框架之內,係統的全局建設可以拉動、加速局部的點的建設。真正可以做到匯點成片,匯片成麵。體現了整體規劃、分步實施的係統設計和建設思路。

        係統的特點是結構清晰、自然,符合國家環保行政管理體係。係統結構的合理性和完整性保證了汙染源監控數據流動無阻性(不會斷流於某一級)和不同層級的會聚性。這種會聚性具有不同的數據粒度,它符合並滿足不同層級的管理粒(力)度要求。概括起來,結構特點如下:

    ■ 縱橫構架,樹形體係;

    ■ 分級設計(4級深度),大分布格局;

    ■ 3,4級切開,軟硬獨立成形;

    ■ 開放結構,廣泛接入。

通過在係統結構中引入適配器(適配器內有一個嵌入式軟件,該軟件實現了一個數據接口標準)之後(圖1,2中未畫出),係統具有上述第3個特點。該特點保證了軟件功能增加、版本升級不影響儀器儀表(硬件)的接入,儀器儀表(硬件)的接入和功能變更不影響軟件的使用。它們互不影響,互不牽涉。使得係統的軟硬部分呈現弱耦合的狀態。特點4是係統的最大創新,它保證了符合接口標準的各種各樣的儀器儀表(由國內外廠家生產)都能接入到係統中來。亦即國內外在環保領域的科研沉澱都能收斂到國家局這套係統中來,為國家環境監理信息係統服務。這是係統較之於其它係統的最大進步和最大好處,也是係統受廣大現場機歡迎的根本原因(迄今為止已有50幾個現場機廠家接入到係統中來)。第4個特點是靠第3個特點來保證的。沒有第3個特點,很難保證係統能夠有實質性的開放。

  

三、係統建設的思路

       係統開發不易,建設更難。全國範圍的國家環境監理信息係統的建設要靠上上下下的支持、通力合作才能逐步實現。這裏有拉動、配合和支持理解的問題。整個事情牽涉三個主體,即環保局、現場機廠家和汙染企業。係統的建設要靠各級環保局來拉動、推動,拉動、推動做不好,係統建設工作就很難展開;而現場機廠家要密切配合,不能完全受經濟利益的驅動,要特別重視係統的有用性和可用性,提供的儀器儀表設備要可靠、皮實,要提供優良的服務,要重商譽;而被監控的汙染企業要理解中國環境汙染的嚴重性,要理解實施汙染源監控的必要性、緊迫性,要理解企業早晚要考慮環境成本,要給予積極的支持。從方法、思路上,要做點抓麵,以示範工程來推動係統的規模建設。

    四、幾點總結

         從《國家環境監理信息係統》的開發建設中,AG俱乐部有如下幾點總結:

    ■ 這樣的係統支和幹必須標準、統一,而葉端要放開。沒有支和幹的標準、統一,建成的係統數據定義不一樣,就不能為各級環保局服務,係統的價值不大,係統收集的數據難以被利用,實際上也很難在全國範圍內建設起來。葉端(儀器儀表)不放開,很難營造公平的競爭環境,也很難在全國範圍內建設起來。一兩家現場機廠家是絕對承擔不起全國汙染源監控係統建設任務的。

    ■ 係統的軟硬部分要獨立成形,不能互相影響,要弱耦合。軟硬部分之間的連接要通過一個非常簡單易行的接口標準來實現。否則對於眾多的現場機廠家的設備很難全部接入到係統中來,軟件的更動會牽連眾多的廠家,他們也要跟著改。這是非常可怕的,所謂“牽一發而動全身”。將軟硬接口標準體現在適配器內,是本係統的一大創舉。

    ■ 在中國做事情要考慮中國的國情。AG俱乐部認為,係統的設計要有一個“平民化”的考慮,係統的建設要有一個“平民化”的階段。環保行業信息化處於初步階段,環保行業目前對於“貴族化”的係統或產品基本上還消費不起。另一方麵,係統又要能夠持續長期發展,不能老是另起爐灶,推倒重來,係統的構架要麵對現實,考慮長遠。

    ■ 麵向全國的係統要考慮地區的差異性,亦即考慮需求的差異性。“東部要看34寸平麵直角的彩電,而西部還隻能看12寸的黑白”。之所以有些國外係統不適合中國,是因為他們沒有考慮中國地區的差異性。

    ■ 軟件開發有它自身的規律。從經驗上看,應用軟件的版本不升到3.0以上是不可能很成熟的,亦即這樣的應用軟件是不可能跟業務咬合得很深的。因此試圖通過委托開發,然後在全國下發,就想把一個應用係統推廣得很好是不現實的。如果似這樣可以一勞永逸,那計算機信息化也太容易了,花個幾百萬上千萬就能把一個行業的某個業務信息化做起來,那中國的信息化進程就不會這麽費時費勁了。計算機信息化一定有五部曲:即規劃,開發,建設,應用和維護。這裏有這麽幾筆費用,即規劃開發費,建設應用費和維護服務費。因此在一個行業亟需有一個專業的、長期服務於本行業的軟件開發公司,由他們做專業開發、服務,並不斷跟蹤需求的變化,隨時根據IT技術的變化推出新的版本。這樣,一個行業的計算機信息化才可能有長期的保障。


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