环保污染源监控存储解决方案

　　一、背景 

　　经济规模的发展扩大，在带来人们生产效率和生活水平不断提高的同时，也带来了环境压力的持续增加。环境的不断恶化，会使得饮用水、可耕地、能源等自然资源越来越紧缺，不光威胁到人类的生存，还会引发各种社会和经济矛盾。因此，在全球范围内，环境保护都在日益受到人们的重视，被摆上更加突出的战略位置。在《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中，中央把GDP增长速度指标作为预期性、指导性指标，把主要污染物减排2%作为今年经济社会发展的约束性指标。这充分体现了中央对污染物减排的高度重视和实现目标的坚定信心。污染物总量减排指标是约束性指标，是必须完成的指标。
 
　　要顺利达到2010年的节能减排目标，就迫切需要建立和完善科学的减排指标体系、准确的减排监测体系、严格的减排考核体系三大体系。建设污染源自动监控系统，对国家重点监控企业的污染物排放情况实施自动监控是减排"三大体系"建设的重要部分，通过自动化、信息化等技术手段可以更加科学、准确、实时地掌握重点污染源的主要污染排放数据、污染治理设施运行情况的各类信息。为有效地解决省市监控中心环境保护日常监测预警和突发重大污染事件处置中的信息采集、传递问题，使得国家、省市监控中心可以直接调阅监测数据，随时掌握现场情况，满足环保监测和突发污染事件处置的需要，利用现代信息技术，建立一套基于网络、存储、安全一体化的一个环保信息化系统。该系统能够为环境保护日常监测、突发污染事件处置远程指挥决策、专家会商提供有力技术保障和数据支持，有效提高环境保护信息采集、传递和应用效率。 

　　二、挑战 

　　为加强环保部门对污染源主要污染物减排的监控能力，以及对重点污染源基本信息和自动监控数据、环境执法和公共举报投诉信息数据的传输、处理及分析应用能力，各级环保部门都开始进行污染源监控中心的建设，并由环保部牵头建立起全国统一联网的污染源自动监控三级体系。各省环保部门承担的，都是涉及本省数十个地市、成百上千个污染源监控点的系统建设，并且需要实现各级数据中心的建设以及相互的数据同步，在建设的过程中，也遇到了大量的技术挑战。 

　　挑战一：如何将污染源监控系统当中的数据统一存储？ 

　　环保污染源监控作为近几年新建的一整套信息系统，其中主要保存的都是涉及污染源监控的相关数据。从数据的容量、读写性能、安全性方面考虑，需要使用存储设备提供可靠的存储空间。
　　在污染源监控信息中心的规划当中，各级信息中心都会保存相应的污染源监控数据，所以都需要配置可靠的数据存储设备，以及相应的数据备份系统。拿一个省级污染源监控中心举例，下属的十几个至几十个地市级中心，都需要建设相应的存储、备份系统，各个系统的分散独立建设，大大提高了信息中心的整体建设成本，同时也增加了每个地市中心管理人员的业务维护压力　　对于各个地市的环保部门，由于经济发展、信息化水平不同，如果分别建设监控数据平台，各地市的设备分别采购，一方面上级环保部门难以统一把握建设的预算与进度，另一方面将会给各地市带来更加沉重的管理维护压力，难以实现各级环保监控数据的统一管理。 

　　挑战二：如何针对各类意外状况，全面避免污染源监控数据的丢失？ 

　　设置在各个重点污染源区域的数据采集点，通过有线或者无线数据传输方式，24小时不间断地向污染源监控数据中心发送污染源的采集信息。这些采集的污染源数据同时通过网络向上一级监控中心传输。通过对污染源监控实时数据和历史数据的分析。同时，对于一些突发污染事件，各级环保等监管部门都需要快速准确地调用到相关监控点的当时数据与历史数据，以实现对污染事件现场情况的掌握，满足环保监测和突发污染事件的需要。 

　　对于污染源监控信息中心而言，整套污染源监控系统都建立在各个信息采集点反馈的污染源数据基础之上，如何对各监控中心内的数据进行完善的数据保护，保证在发生各种故障后，数据都能够实现快速的恢复，这也是各级环保监控中心需要考虑的重点建设内容。在这些意外状况中，既包括地震、火灾等自然灾害，也包含由于病毒、软件bug、甚至误操作造成的数据丢失，如果仅仅采用单一的存储技术，很难满足对各类灾难的全面防御。 

　　挑战三：如何避免庞杂系统带来的管理维护问题？ 

　　由于各省环保部门信息中心的维护力量有限，而各县市级中心更是缺乏足够的技术维护力量，对于遍布各个县市的存储、服务器、网络等设备，如果分别建设存储、备份系统，那么各个地市的相关技术人员都需要掌握相应的管理维护技巧，对于整个环保系统信息化技术的培训成本、人员支出都会带来很大的提高。 

　　三、污染源监控存储解决方案 

　　IP存储技术使得存储系统摆脱了协议和距离的束缚，将污染源监控数据集中和统一管理的数据服务延伸到广域环境，使丰富的数据管理功能得到淋漓尽致的发挥，开创了污染源监控信息化的新模式。　　

　　该方案中，各级监控中心可采用存储产品，首先实现上级单位数据中心自身的数据集中存储和管理，所有服务器的数据均可集中存放到存储设备中，并通过独立的IPSAN存储网络访问数据。IPSAN存储技术具备高性能、稳定性强和扩展能力强的特点，完全可以满足污染源监控各级数据中心的数据存储需求。省级中心由于需要汇聚全省的监控数据，对于存储系统的性能、容量都有较高的要求，可以采用基于万兆存储技术研发的IX3000系列存储系统，提供极强的性能和容量扩展支撑能力；对于各地市中心，采用基于SAS技术的中低端存储设备，一方面提供高性价比的存储资源，另一方面通过其内置的数据管理平台NeoStor，能够通过环保二级网，直接与省中心的存储系统互通，实现数据在广域网当中的流动、集中。借助于标准化的IP存储技术，各单位的应用系统、服务器可以通过IP网卡、以太网交换机直接搭建IPSAN存储网络，相较于采用传统FC技术搭建的网络存储系统，IPSAN方式大大降低了用户搭建存储网络、服务器接入的成本，并且在后期的扩展、管理方面保证了用户最大程度上的便利性。
 
　　环保污染源监控数据WSAN数据备份方案
 
　　在这套解决方案当中，可以利用DiskSafe数据保护技术、多对一的远程复制技术、数据加密和安全传输技术实现多个下属单位（省、市或县）到上级单位（部、省或市）数据中心的数据交换和集中，也可以同时实现数据的集中管理和统一灾备。在环保污染源监控解决方案中，各个下属单位数据中心的应用系统相互独立、互不干扰，而存储数据通过基于块增量的复制技术集中到上级单位数据中心上，与环保污染源监控数据交换系统无缝的结合。数据跨广域传输，可适应各种网络条件，对网络带宽的要求非常低，支持断点续传和自动带宽调整等功能。各级污染源监控中心可灵活采用不同的方式将数据集中到上级的监控中心。
 
　　对于污染源监控数据系统而言，在广域网上传送数据，对数据安全和保密性有着比较严格的要求。采用基于块增量的远程复制技术，把数据文件按硬盘扇区的格式划分成多个碎片（碎片大小一般为512字节），每次只传输上次传输以来更新过的碎片。碎片本身只记录底层的"0101"二进制信息，毫无应用意义，因而具有极高的数据安全和保密性。同时，结合丰富的网络安全产品，支持数据的压缩和加密，进一步提高了数据的安全性。
 
　　利用基于块增量的远程复制技术，WSAN解决方案可适用于各种条件的网络。即使对于较低带宽的网络（如2M带宽），也可同时传输大量512字节大小的碎片，完全能够满足WSAN解决方案的要求。对于稳定性较差的网络线路，基于块增量的远程复制技术支持断点续传功能，可随时中断、随时恢复，并能够自动在连续复制和异步复制两种模式间自动切换，根据线路带宽状况自动调整，无需人为干预。
 
　　借助用户网络实现跨广域省内数据集中灾备的同时，对于各类硬件故障、软错误，借助于业界领先的CDP连续数据保护技术，为用户提供了完善的数据备份解决方案。通过自动化进行的数据快照技术，存储系统能够为保存在其中的每个单位的重要数据提供255个基于时间的数据还原点副本，并且每个还原点基于快照技术，都是实时可见的，可以快速地将用户的数据恢复到错误之前的状态。 

　　专项存储原厂服务 

　　存储系统不同于其他的IT应用系统，其专业性较强、需要与各类异构的服务器、应用系统配合，所以对于存储系统的管理维护人员提出极高的技术要求。专门对存储设备用户提供定制化的服务方案，涵盖快速备件更换、快速现场技术支持服务、远程技术支持、维护性软件版本支持。 

　　污染源监控系统的建设涉及省中心、地市中心多级数据中心的建设，除了省会城市的数据中心建设，还涉及到数十个地市的存储系统建设以及后继的日常维护工作。
 
　　四、污染源监控存储解决方案特点 

　　1.将污染源监控中心分布在广域环境各级环保部门的污染源监控数据交换到统一的数据中心，进行集中管理和整合；

　　2.为分布在广域环境中的污染源监控数据提供持续保护，基于块增量的远程数据复制和备份功能可有效保障污染源监控业务连续性要求；

　　3.让数据更安全，业界领先的数据压缩与加密网络安全技术为广域环境中的污染源监控数据传输保驾护航，构成了跨广域环境的网络、存储、安全三维一体的数据集中解决方案； 

　　4.有力促进实现污染源监控数据资源的共享和整合，大幅加快污染源监控信息管理、共享与交换平台的建设，帮助各级环保部门建立统一的污染源监控数据中心。