环境空气自动监测联网管理系统

环境自动监测设备运维管理系统设计与实现摘　要： 重点污染源在线监控系统已平稳运行数年，并成功实施了第三方社会化委托运营，对环境监察、污染物排放控制起到了重要的作用。为了切实加强对重点污染源在线监控系统的监督和管理，强化在线监控系统委托运维机制，促进在线监控系统规范化、一体化水平，保证运营记录和数据的真实和完整，有效地对在线监控运营单位进行考评，须通过信息及网络技术管理手段，开发“环境自动监测设备运维管理系统”，来提高运营管理效能。本系统在与系统干系人进行充分沟通交流，深入调研环境自动监测系统安装、运行和运维现状，切实考察和结合环境自动监测运营公司情况的基础上，依据国家环保部、省环保厅相关规定、规范和标准，开发的一套基于B/S架构的上层管理软件，实现了以省、市级监控中心通过外部任务、外部质控任务的创建，系统自动下发以省监控中心设置好周期的自动校准、自动巡检任务的创建，以区域为主键下发到相应运营公司，运营公司接收、分派并处理任务，把处理过程及结果提交上报，系统以实际运营业务所涉及的五项项目进行统计与计算，并进行图形和报表展示、导出为业务主线所涉及的功能，系统包含标准、统一的电子运营维护报表，提取运营公司提交的任务处理电子运营维护报表内容，进行运维记录明细、运营情况统计、配件更换统计、故障分类统计、故障率分析、试剂更换统计等分析统计，可对监控单位和运维单位进行管理及配置，通过权限管理建立不同的角色和用户，并进行权限配置，增强了系统的易用性，安全性。关键词: 环境自动监测、运维管理、统计项目及算法、运营工作流程、信息化管理、数据库技术 各环境自动监测设备运维管理公司都已按照《污染源自动监控设施运行管理办法》取得了《环境污染治理设施运营资质证书》,建立了完整的运营质量保证体系, 但环境自动监测设备运维任务繁重、工作量大、业务枯燥，运营工作没有统一的工作流程，运营结果没有统一的考核统计项目及算法标准，运营公司人员不能保证在每个运营项目上严格按照《污染源自动监控设施运行管理办法》标准和污染源自动监控设施运行相关标准和规定执行。众所周知,运营维护的周期、运营维护过程规范性、运营维护结果真实性及解决复杂运营问题的能力,是衡量一个运营公司运营工作优劣的基本标准,而能否达到上述要求,则取决于该运营公司在人员、设备、车辆、方法、制度配置及管理模式等诸方面的综合水平。环境自动监测设备运维管理系统技术就是通过提供合理、规范和高效的管理考核和统计分析模式,来帮助运营人员在现有资源基础上,优化并提高运营整体水平的一个工具，系统将建立全省统一的统计项目及算法标准，以例行巡检、日常校准、外部任务、内部质控、外部质控五个项目为依据，来对运营公司的任务处理情况进行统计对比与趋势分析，以“数据采集接收－数据分析统计－异常情况提取－异常转任务自建和任务人工创建－远程反控论断任务处理－人工现场任务处理－异常情况上报－任务处理填报提交－任务处理审核－运维工作统计分析和考核”为闭环业务流程来贯穿系统的三个模块：省级运维监管、市级运维监管和运营维护，所有运营公司都必须遵循以上标准,统一管理、规范运营公司的工作,从而杜绝一切不按照标准和规定的情况发生。 1、系统总体架构http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/08/201508051025_559165_3030517_3.png 数据采集层：环境空气、地表水、废气、废水在线监测系统基础数据和状态的采集与同步，监控中心和运营公司基础信息的配置，运营公司任务处理过程与工作内容的填报、提取。 数据中心层：通过省环保厅云计算平台对数据采集层各种数据信息的分析、存储、挖掘与统计。 应用平台层：通过任务的创建－任务的指派－任务的处理提交－任务的审核－任务的统计分析业务流程，把省、市监控中心和运营公司有机的连接在一起，实现系统的功能使用。包括质控管理、任务管理、校准管理、巡检管理、告警管理、系统管理、配置管理、日志管理、安全管理等。 2、统计项目及算法 通过从实际运营业务中提炼出来的例行巡检、日常校准、外部任务（异常转任务）、内部质控、外部质控五种任务项目，对运营公司所处理的任务工作进行计算评分、统计分析与考核，统计项目及算法说明如下：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/08/201508051028_559167_3030517_3.png 例行巡检和日常校准两个任务是省监控中心有权限人员利用省级运维监管模块中的“运维基础信息－校准周期管理”和“运维基础信息－巡检周期设置”功能预先设置好，以周期的形式来设置，每隔设置的周期时间，系统自动向全省所有运营公司下达此两项任务，只有上个周期下达的两项任务处理完毕后，系统到下个周期时间到来时才能重新下达同样的两项任务，如果上个周期下达的两项任务没有处理完毕，系统在下个周期时间到来时不会下达两项任务。 外部任务和外部质控两项任务是省监控中心或者市监控中心有权限人员在省级运维监管模块或者市级运维监管模块通过“运维流程管理－外部任务管理”和“运维流程管理－外部质控管理”功能来人工创建，创建好的两项任务以站点所属区域为主键，系统把两项任务下达到站点所属区域相对应的运营公司。 内部质控任务是运营公司有权限人员在运营维护模块中通过“日常工作－质控管理”功能来人工创建，系统把此项任务下达到站点所属区域相对应的运营公司。以上五个项目任务是以站点为依据创建，不能一个站点一次性创建多个任务，无论是系统自动下达的任务还是人工创建的任务，都是一个站点一个任务的创建和下达，下达任务是以站点所属区域为主键，系统下达到站点所属区域的运营公司，运营公司只能逐条进行任务处理提交和审核，如果任务的解决方案相同，可以通过电子表单中的关联任务选择来进行批处理与提交，关联任务必须是属于同一站点的且待处理状态的任务，但审核必须是逐个任务来审核。 3、业务流程 系统运维业务流程是依据现实运维业务流程所提炼，实现了运维业务的流程化，为监管单位和运维单位提供了工作主线，把监管单位和运维单位从繁锁的运维工作中解脱出来，把精力投入到把运维业务做精、做好，明显提高了工作效率和工作积极性与主动性。任务流程 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/08/201508051033_559168_3030517_3.png质控流程http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/08/201508051036_559171_3030517_3.png 4、系统功能 系统包含三个功能模块：省级运维监管、市级运维监管和运营维护。省级运维监管和市级运维监管模块主要是基础信息配置、各类任务建立下发和统计分析展示功能，市级运维监管与省级运维监管相比，市级运维监管无按地域统计分析和自动校准周期、自动巡检周期设置功能。运营维护主要包含各运营公司领取任务并对任务处理和提交，对自己日常运维工作进行各项统计分析，运维配置和权限管理功能。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/08/201508051048_559176_3030517_3.png http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/08/201508051056_559180_3030517_3.jpg主界面 6 应用效果 实现了对环境自动在线监测设备故障处理的全程跟踪、实现了对监控设备的高效监督管理，保证了环境自动在线监测设备的正常运行,通过故障任务管理缩短了监测设备故障修复时间，通过巡检任务管理保证了站点巡检及时性，通过异常转任务的自动创建和远程反控功能，提

摘要 随着全国环境自动监测工作不断深入，全国重点污染源在线监测、空气质量站、河流断面与水源地自动监测站的不断增多，确保自动监测设备稳定正常运行，使其有效发挥监管作用是必不可少的一项重要工作。为使环境保护设施运营工作逐步走向规范和完善，进一步加强自动监测设备运维单位的监督管理，提高在线监测数据的有效性,急需立足环境监测设备的运维管理，利用信息技术、通讯技术、网络技术和数据库技术，建立包括运维项目管理、运维台账管理、运维任务管理、巡检管理、故障管理、校准管理、质控管理、设备运行情况统计分析、运维台账、运维排名等功能的环境自动监测设备运维管理系统，全面提升环境自动监测设备的运行状况，提高监测数据的传输有效率。系统论述了环境自动监测设备运维管理系统的功能目标，主题框架、核心系统；详细论述了环境自动监测设备运维管理系统对在线监测数据传输有效率的影响。关键词：环境在线监测数据；数据传输有效率；信息技术；质控；GIS技术。 环境自动监测设备运维管理系统是一套为更好的完成项目运营所开发的协同管理软件系统，它采用Internet技术, 以Web为核心应用, 构成统一的信息共享管理平台。能够实时监管项目的运维状况，对故障处理情况进行跟踪、并可对运营单位的运维效果进行综合分析。从而形成各种统计报表、图表，实现对项目运维情况、运维单位的数字化信息管理。本文从系统目标、业务流程分析、系统核心功能、系统对数据传输有效率的提升论证等几方面对系统进行详细介绍。一、系统目标 结合目前环境监测项目运维管理需求，围绕强化和完善对自动监测设备运营单位的监督管理，按照“集中管理、全程监控”的原则，建成统一指挥调度、功能完备、技术领先、响应快速的“环境自动监测设备运维管理系统”，实现对环境监测设备故障处理的全程跟踪、实现对监控设备的高效监督管理，来确保环境在线监测设备的高效运行，提升自动监控系统的运行率、准确率，提升监测数据的传输有效率，协助监管部门实现对运营单位运营维护工作的自动化、信息化管理，严格监督检查，提高监管效率，确保运维单位落实各项运营管理制度，环境自动监测系统稳定运行，使环境保护设施充分发挥作用，为我国环境保护和节能减排工作发挥重要作用。二、业务流程分析 系统主要包括运维监管与运营维护两大业务子系统，对于不同层面的组织架构，运维监管子系统又可划分为省级运维监管与市级运维监管系统。 监管单位指环境保护局等职能部门或者二级单位。主要职责对运维项目进行管理，对运维单位(公司)运维工作进行监管。 运维单位指承接运维项目的第三方专业公司，主要承担环境监测设备的具体运营维护工作，保障监测设备的正常运行。 运维项目，指把一定的监测站点以一个整体项目的方式承包给运维单位（公司）进行管理。运维项目是一系列需要运维的监测站点的集合。 监管单位、运维项目、运维单位/公司关系如下：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/08/201508050948_559158_3030517_3.png 监管单位下发故障任务、质控任务到运维公司，运维公司接收到运维任务进行处理，上报处理情况与现场状况，监管单位对运维工作进行监控、监管。三、系统核心功能 环境自动监测设备运维管理系统核心是对运维公司运维情况进行全程管理，对运维数据进行数据挖掘，统计分析，来对运维公司进行监管、对监测设备的选型进行决策支持。其系统核心功能主要有运维任务管理、巡检管理、校准管理、故障管理、质控管理、统计分析、移动运维等几大核心功能。1. 运维任务管理：主要是对运维任务进行全程跟踪与管理，包括任务的建立，指派、现场处理情况以及对任务的后期评估审核等。运维任务流程如下：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/08/201508050950_559159_3030517_3.png 2. 巡检管理：主要是对各监测站点进行定期巡检的管理，系统会根据设置的巡检周期，自动生成需要对每个站点进行巡检的任务，发送给各运维公司相关人员，通过对巡检率的统计，分析运维公司的运维情况。 3. 校准管理：系统全程对仪器校准情况进行管理，校准根据校准范围，可以分为仪表校准和全系统校准两种。校准动作分为校零和校跨两类。系统可设置校准周期，校零和校跨需要同时执行。系统自动生成校准任务，也可以由监管单位根据实际情况在需要的时候人工创建校准任务。通过系统反馈校准执行时间、校零/校跨后的漂移值、响应时间等信息，对校准情况进行自动统计分析。监管单位可以通过系统进行查询，了解设备的校准情况。 4. 故障管理：运维单位根据实际情况在需要的时候人工创建故障任务。工作人员对任务进行执行。反馈任务解决方案，如有备品备件更换也需要进行记录。运维公司管理人员对任务进行审核。如果审核通过，任务关闭；审核不通过，则由处理人员再次进行处理，保障任务处理的质量。 5. 质控管理：质控分为内部质控和外部质控两类。外部质控指的是运维监管单位对具体运维单位下发的质控任务；内部质控指的是运维单位自身为了提升运维质量，创建内部质控任务并下发给运维人员执行。系统根据质控的通过率与执行情况分析设备运行的好坏。 6. 统计分析：系统的核心功能，通过对运维数据的长期统计，按多维度分析监测设备运行情况的好坏，可按运维公司、地域、站点、设备品牌等维度进行同比、环比分析，以列表、柱状图、饼图、趋势图等多种方式展示统计结果。 7. 移动运维：为了更方便运维人员对系统的使用，开发的基于手机运维应用程序，运维人员可在现场使用手机端进行运维任务的处理、查看站点的监测数据、查找最近的站点任务，对现场情况进行拍照等，加强了运维管理工作的实时性，系统并可鉴别运维人员是否到达过现场，加强对运维人员工作的监管。四、系统对数据传输有效率的提升论证 监测设备运行的质量直接影响到监测数据的有效性，而环境自动监测设备运维状况直接影响监测设备的运行质量，有效的管理运维工作，是提高监测数据传输有效率的有力保障。 以前运维工作没有进行系统化、数字化的管理，无法判断运维公司运维工作进行的好坏，无法判断运行设备的质量情况。目前，应用环境自动监测设备运维管理系统对运维工作进行严格的管理，有利于对运维公司进行量化考核，通过对运维数据深度挖掘，统计分析出优质的运维公司，优质的监测设备，有利于提高监测数据的传输有效率。系统中质量控制、运维综合排名、巡检、故障处理、运维现场到达率几个功能对运维质量，数据传输有效率的提高起到重要的作用，以下对各功能进行详细介绍论证。 1. 质量控制：通过对运维单位定期下发质量控制任务，系统化的管理运维单位质控工作的开展情况，保证监测设备测量的准确性，提高数据的有效性。对于质量控制通过率低的设备进行更换、整改，保障运行的设备测得准，是提高环境监测质量的前提。 2. 运维综合排名：通过对运维公司外部质控、内部质控、巡检、故障处理情况、校准、现场到达率等多项工作进行综合统计分析，量化运维单位运维管理工作的好坏，剔除不合格的运维公司，提高监测数据传输有效率。 3. 巡检、故障处理：通过对运维公司巡检与故障处理工作的全程系统跟踪，实时掌握现场情况，如试剂到期、设备使用期限到期等，故障处理超期等情况，系统实时提醒，需要运维公司及时处理，保证设备良好运行，提高数据的传输率、有效率。 4. 运维现场到达率：指对运维公司是否真实到监测现场进行运维工作的统计。系统采用移动技术，通过手机客户端在现场进行数据录入，对现场情况进行拍照、上传到系统，系统自动识别运维人员所在位置，对站点实际位置进行核对，如果距离偏差过大，说明运维人员并没有真实到达现场去解决问题与对设备进行维护。此功能实现对运维单位诚实度的考核，监管，以提高运维质量，提供设备运转情况，从而提高监测数据的传输有效率。结论 环境自动监测设备运维管理系统是在当前环境问题日趋严重、在线监测数据经常出现不准确，监测设备运转不正常，数据造假，设备严重失去环境监测作用的情况下提出的，其系统的完善性，实用性，还需要不断的探索和研究。当然，作为改善监测设备的运行情况，提高监测数据的传输有效率，加大监管力度，保证环境监测工作开展的有力保障，其作用还是不容忽视，应随着环境监测设备运维工作的不断开展逐步完善与发展。参考文献【1】周生贤.加快推进历史性,转变努力开创环境保护工作新局面.国家环保总局【2】环境保护部　《污染源自动监控设施运行管理办法》　环发〔2008〕6号　2008年3月18日【3】环境保护部　《环境污染治理设施运营资质许可管理办法》部令 第20号　2011年12月30日　【4】环境保护部　《污染源在线