在“無(wú)廢城市”建設(shè)與生態(tài)文明發(fā)展的時(shí)代背景下,榆林市作為重要的能源化工基地,面臨著工業(yè)固體廢物產(chǎn)量大、監(jiān)管難、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)高的挑戰(zhàn)。為破解這一難題,榆林市積極探索并成功部署了“工業(yè)固體廢物智能化監(jiān)控系統(tǒng)”,該系統(tǒng)深度融合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算及人工智能等先進(jìn)技術(shù),構(gòu)建了一套覆蓋全面、反應(yīng)靈敏、決策科學(xué)的現(xiàn)代化監(jiān)管體系,其技術(shù)架構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的創(chuàng)新實(shí)踐具有重要示范意義。
一、系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu):四層協(xié)同,智能驅(qū)動(dòng)
系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)遵循“感、傳、知、用”的邏輯,自上而下分為智能應(yīng)用層、平臺(tái)服務(wù)層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層和智能感知層。
- 智能感知層:作為系統(tǒng)的“神經(jīng)末梢”,在各類(lèi)產(chǎn)廢企業(yè)、貯存場(chǎng)所、運(yùn)輸車(chē)輛及處置單位的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),廣泛部署了智能稱(chēng)重設(shè)備、視頻監(jiān)控?cái)z像頭、電子標(biāo)簽(RFID)、GPS/北斗定位終端以及各類(lèi)環(huán)境傳感器(如溫濕度、滲濾液監(jiān)測(cè))。這些設(shè)備實(shí)現(xiàn)了對(duì)固廢產(chǎn)生量、種類(lèi)、流轉(zhuǎn)軌跡、貯存狀態(tài)及周邊環(huán)境的全天候、高精度數(shù)據(jù)采集。
- 網(wǎng)絡(luò)傳輸層:作為系統(tǒng)的“信息高速公路”,綜合利用了5G、NB-IoT、光纖專(zhuān)網(wǎng)及衛(wèi)星通信等多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù),構(gòu)建了天地一體、固移融合的泛在傳輸網(wǎng)絡(luò)。該層確保了海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),特別是來(lái)自偏遠(yuǎn)廠區(qū)或移動(dòng)運(yùn)輸車(chē)輛的數(shù)據(jù),能夠?qū)崟r(shí)、穩(wěn)定、安全地回傳至云端數(shù)據(jù)中心,為后續(xù)處理提供可靠保障。
- 平臺(tái)服務(wù)層:作為系統(tǒng)的“智慧大腦”,基于云計(jì)算平臺(tái)構(gòu)建。它集成了大數(shù)據(jù)處理中心、AI分析引擎、GIS地理信息服務(wù)和統(tǒng)一數(shù)據(jù)中臺(tái)。該層負(fù)責(zé)對(duì)匯聚的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、存儲(chǔ)、融合與深度分析,通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)廢物產(chǎn)排預(yù)測(cè)、異常行為(如非法傾倒、超范圍運(yùn)輸)智能識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型構(gòu)建等核心智能服務(wù)。
- 智能應(yīng)用層:作為系統(tǒng)的“指揮中樞”與“服務(wù)窗口”,面向政府監(jiān)管部門(mén)、企業(yè)及公眾提供多端應(yīng)用。包括集實(shí)時(shí)監(jiān)控、流程追溯、預(yù)警處置、決策分析于一體的“智慧環(huán)保監(jiān)管駕駛艙”,方便企業(yè)進(jìn)行申報(bào)、聯(lián)單管理的企業(yè)服務(wù)平臺(tái),以及面向公眾的信息公開(kāi)與投訴舉報(bào)通道,實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)閉環(huán)與協(xié)同共治。
二、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)的關(guān)鍵創(chuàng)新實(shí)踐
在技術(shù)架構(gòu)的支撐下,系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)創(chuàng)新,顯著提升了監(jiān)管效能與服務(wù)體驗(yàn)。
- “端-邊-云”協(xié)同計(jì)算:針對(duì)視頻分析等高算力需求場(chǎng)景,創(chuàng)新采用邊緣計(jì)算與云計(jì)算協(xié)同模式。在廠區(qū)邊緣側(cè)部署輕量級(jí)AI分析盒,對(duì)視頻流進(jìn)行本地實(shí)時(shí)分析(如識(shí)別是否按規(guī)操作、區(qū)域入侵),僅將告警事件和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)上傳云端,極大減輕了網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力,提升了響應(yīng)實(shí)時(shí)性。
- 區(qū)塊鏈賦能可信溯源:將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于電子聯(lián)單管理流程。廢物從產(chǎn)生、運(yùn)輸?shù)教幹玫拿恳粋€(gè)環(huán)節(jié)信息,都以不可篡改的方式上鏈存證,形成了完整、可信的“生命周期數(shù)字檔案”。這不僅杜絕了聯(lián)單造假,也為跨部門(mén)協(xié)同執(zhí)法、信用評(píng)價(jià)及生態(tài)環(huán)境損害賠償提供了權(quán)威數(shù)據(jù)憑證。
- 多網(wǎng)融合與智能切換保障:為確保移動(dòng)監(jiān)控(如運(yùn)輸車(chē)輛)數(shù)據(jù)的連續(xù)性,系統(tǒng)集成了5G、4G及北斗短報(bào)文通信能力,可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)弱與業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí),實(shí)現(xiàn)通信鏈路的智能無(wú)縫切換,確保在無(wú)人區(qū)或信號(hào)盲區(qū)仍能保持最低限度的關(guān)鍵數(shù)據(jù)回傳,實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控?zé)o死角。
- 微服務(wù)與API開(kāi)放架構(gòu):平臺(tái)采用微服務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì),各功能模塊松耦合、可獨(dú)立部署升級(jí)。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的API接口,向生態(tài)環(huán)境、交通運(yùn)輸、城市管理等政府部門(mén)以及合規(guī)的第三方服務(wù)平臺(tái)安全有序地開(kāi)放數(shù)據(jù)與服務(wù)能力,促進(jìn)了跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享與業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng),構(gòu)建了開(kāi)放的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
- 主動(dòng)式安全防護(hù)體系:構(gòu)建了涵蓋終端安全、傳輸加密、訪問(wèn)控制、入侵檢測(cè)和數(shù)據(jù)脫敏的全方位網(wǎng)絡(luò)安全縱深防御體系。特別加強(qiáng)了對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)終端的安全加固和云端數(shù)據(jù)的安全審計(jì),確保敏感數(shù)據(jù)與關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施免受攻擊,符合國(guó)家網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)要求。
三、實(shí)踐成效與展望
榆林市工業(yè)固體廢物智能化監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)與運(yùn)營(yíng),已取得顯著成效:實(shí)現(xiàn)了對(duì)重點(diǎn)產(chǎn)廢企業(yè)100%的在線監(jiān)控,固廢違規(guī)轉(zhuǎn)移傾倒事件發(fā)生率大幅下降,監(jiān)管執(zhí)法效率顯著提升,企業(yè)合規(guī)管理的自覺(jué)性增強(qiáng),為區(qū)域環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控和資源循環(huán)利用提供了強(qiáng)大技術(shù)支撐。
隨著“雙碳”目標(biāo)的深入推進(jìn),該系統(tǒng)將進(jìn)一步與碳排放監(jiān)測(cè)、資源循環(huán)利用信息平臺(tái)融合,探索基于數(shù)字孿生的模擬推演與優(yōu)化調(diào)度,并深化AI在廢物成分識(shí)別、資源化路徑推薦等方面的應(yīng)用,持續(xù)推動(dòng)固體廢物治理體系與治理能力向更智能、更精細(xì)、更協(xié)同的方向邁進(jìn),為同類(lèi)工業(yè)城市的綠色轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)“榆林智慧”與“榆林方案”。