粉塵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案書

一、環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)預(yù)警預(yù)報(bào)發(fā)布系統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)預(yù)警預(yù)報(bào)發(fā)布系統(tǒng)系統(tǒng)采用多層次的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以對(duì)接不同性質(zhì)（國控，省空，區(qū)域等），不同廠家的空氣質(zhì)量子站相關(guān)數(shù)據(jù)，建立一套完善的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)、預(yù)警、發(fā)布的可視化平臺(tái)。同時(shí)用數(shù)據(jù)質(zhì)控，遠(yuǎn)程反控、統(tǒng)計(jì)分析等信息化手段，幫助環(huán)境監(jiān)測(cè)部門及時(shí)、全面、準(zhǔn)確地掌握本轄區(qū)的空氣質(zhì)量現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)對(duì)本轄區(qū)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)空氣質(zhì)量進(jìn)行準(zhǔn)確分析，為空氣質(zhì)量的溯源提供決策平臺(tái)。系統(tǒng)通過專用VPN網(wǎng)絡(luò)向上級(jí)傳輸實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并與其它職能部門的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的互聯(lián)共享。
 
2系統(tǒng)邏輯架構(gòu)

    系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)采用四層架構(gòu)，包括數(shù)據(jù)采集層、基礎(chǔ)支撐層、數(shù)據(jù)資源層和應(yīng)用層。數(shù)據(jù)采集層實(shí)時(shí)獲取監(jiān)測(cè)對(duì)象的各類原始數(shù)據(jù)，并將采集到的不同傳輸協(xié)議的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一格式上送至監(jiān)控中心軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)結(jié)果、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)及時(shí)自動(dòng)上報(bào)；基礎(chǔ)支撐層處理數(shù)據(jù)管理與交換業(yè)務(wù)，包括從監(jiān)測(cè)子站工控機(jī)及其它源采集數(shù)據(jù)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、分析以及備份等；數(shù)據(jù)資源層包括對(duì)采集的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和管理，為功能展示層提供支持。系統(tǒng)在應(yīng)用層可以進(jìn)行空氣質(zhì)量結(jié)果展示、統(tǒng)計(jì)分析、預(yù)報(bào)預(yù)警、發(fā)布空氣質(zhì)量實(shí)況等。系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)如圖所示：

3系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)部署

（1）可依據(jù)電子政務(wù)的安全要求，外網(wǎng)可使用PCM安全線路，環(huán)保局內(nèi)部網(wǎng)不與Internet連接。
（2）通過VPN網(wǎng)絡(luò)向總站、省站、市站等多級(jí)、多個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)監(jiān)控中心轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴⒖煽啃浴?br/> （3）結(jié)合GSM/GPRS無線網(wǎng)，極大的拓展了環(huán)境檢測(cè)范圍和實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)辦公。
（4）數(shù)據(jù)采集器可選用RS232、RS485（1.2km）、無線數(shù)傳（5km）方式通信，降低通信費(fèi)用。
（5）環(huán)境監(jiān)測(cè)站不必和信息中心局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，可通過接入Internet遠(yuǎn)程辦公。
（6）利用信息中心設(shè)備的可靠性，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)，保證了數(shù)據(jù)的安全性，又可以實(shí)現(xiàn)全天候監(jiān)控。
（7）可通過移動(dòng)設(shè)備（手機(jī)、筆記本電腦）使用短信或者GPRS上網(wǎng)方式，進(jìn)行移動(dòng)監(jiān)測(cè)。
 

4系統(tǒng)技術(shù)路線

    軟件系統(tǒng)架構(gòu)以Windows7.Net Server作為網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，以Microsoft.Net為開發(fā)平臺(tái)，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫可在SQL Server 2008、Oracle8i、DB2間自由掛接，內(nèi)部架構(gòu)要采用分層設(shè)計(jì)、構(gòu)件化設(shè)計(jì)，采用TCP和UDP協(xié)議，通過Socket等通信技術(shù)和服務(wù)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)有良好的開放性、集成性、穩(wěn)定性等諸多優(yōu)點(diǎn)，是目前國內(nèi)先進(jìn)的完全基于B/S結(jié)構(gòu)、GIS實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、多層分布式的在線監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)，客戶端無需安裝、無需配置任何軟件，通過瀏覽器就可以實(shí)現(xiàn)全部操作；瘦客戶端設(shè)計(jì)，無需在客戶端下載任何插件，可以使得系統(tǒng)在窄帶網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行流暢。
環(huán)境質(zhì)量信息實(shí)時(shí)發(fā)布系統(tǒng)移動(dòng)端應(yīng)用是環(huán)境質(zhì)量信息發(fā)布在移動(dòng)終端上的延伸實(shí)現(xiàn)，方便用戶通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)（3G、GPRS等）在智能手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備上查看當(dāng)?shù)馗鱾€(gè)監(jiān)測(cè)站的空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史趨勢(shì)等信息。
 
5系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)

    系統(tǒng)在接口設(shè)計(jì)方面主要考慮數(shù)據(jù)提取與匯交、數(shù)據(jù)同步、用戶認(rèn)證以及對(duì)外數(shù)據(jù)交換。本項(xiàng)目采用Web Service接口技術(shù)，Web Service可以將運(yùn)行在Intranet/Internet分布式服務(wù)器上的應(yīng)用集成在一起，使地理上分布在不同區(qū)域的計(jì)算機(jī)和設(shè)備協(xié)同工作，為用戶提供各種各樣的服務(wù)。利用Web Service接口能夠迅速的通過互聯(lián)網(wǎng)向用戶提供服務(wù)，在廣泛的范圍內(nèi)尋找可能的合作伙伴。隨著Web Service技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用，信息處理活動(dòng)的重點(diǎn)將從目前的開發(fā)和使用應(yīng)用程序過渡到開發(fā)和使用Web Service，Web Service將取代應(yīng)用程序成為Web上的基本開發(fā)和應(yīng)用實(shí)體。作為下一代Web的主流技術(shù)，Web Service為真正融入Internet奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
系統(tǒng)提供與各級(jí)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、環(huán)境質(zhì)量聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等各類監(jiān)測(cè)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)接口。整合各類數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染防治的實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警，滿足人民群眾的環(huán)境知情權(quán)。

二、建設(shè)內(nèi)容

 
1 數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)

    數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)主要作用是接收溫濕度、風(fēng)速風(fēng)向、氣壓等各類傳感器，PM2.5、PM10粉塵分析儀等的實(shí)時(shí)環(huán)境空氣質(zhì)量原始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，其工作原理是：傳感器和分析儀將多路測(cè)試信號(hào)按序通過接口協(xié)議進(jìn)入無線通訊節(jié)點(diǎn)設(shè)備DVR的獨(dú)立（DTU）傳輸通道，經(jīng)避雷處理后輸入到單元內(nèi)數(shù)據(jù)采集器，采集器將采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過無線數(shù)據(jù)傳輸終端通過 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)傳入到數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)，數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、存儲(chǔ)及上傳等處理。

                           數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)工作原理拓?fù)鋱D

    中心接收到相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)，通過后臺(tái)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、整理和綜合分析并轉(zhuǎn)化成詳細(xì)信息實(shí)時(shí)在監(jiān)測(cè)終端或大屏幕上進(jìn)行顯示，工作人員可以在監(jiān)控中心或辦公室進(jìn)行監(jiān)測(cè)，隨時(shí)得到即時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)告，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端無人值守。
    系統(tǒng)提供與市、省、國級(jí)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、環(huán)境質(zhì)量聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等各類監(jiān)測(cè)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)接口。整合各類數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染防治的實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警，為全省乃至全國空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)平臺(tái)聯(lián)成“一張網(wǎng)”奠定基礎(chǔ)。
    數(shù)據(jù)接收子系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)大范圍內(nèi)多級(jí)、多層次、多種類環(huán)境要素質(zhì)量進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)在線的實(shí)時(shí)接收、上傳、審核、備份等功能，在將分布于不同地方的采集設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在線接收的同時(shí)，能夠通過VPN網(wǎng)絡(luò)向總站、省站、市站等多級(jí)、多個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)監(jiān)控中心轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備之間還能夠相互通信，組織成一個(gè)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提供了允許支持多種數(shù)據(jù)傳輸方式、多協(xié)議多目標(biāo)數(shù)據(jù)通信的高可靠、高可信的數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)。
    數(shù)據(jù)的上傳將嚴(yán)格按照《污染源在線自動(dòng)監(jiān)控(監(jiān)測(cè))系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》（HJ/212-2005）和《污染源在線自動(dòng)監(jiān)控（監(jiān)測(cè)）數(shù)據(jù)采集傳輸儀技術(shù)要求》（征求意見稿）以及地方數(shù)據(jù)采集和傳輸協(xié)議的相關(guān)規(guī)定，設(shè)定傳輸軟件程序，實(shí)現(xiàn)相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)向上級(jí)環(huán)保部門相應(yīng)系統(tǒng)的自動(dòng)上報(bào)功能，實(shí)現(xiàn)上下級(jí)的數(shù)據(jù)傳輸。
    系統(tǒng)可同時(shí)向國家、省、市、縣環(huán)保業(yè)務(wù)部門和多級(jí)、多個(gè)環(huán)境監(jiān)控中心轉(zhuǎn)發(fā)原始環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)中數(shù)據(jù)在向上傳輸?shù)耐瑫r(shí)，可將現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)定期地上傳到監(jiān)測(cè)中心和環(huán)境主管部門，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)異地?cái)?shù)據(jù)備份功能。在現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)遭到破壞的情況下，通過遠(yuǎn)程調(diào)用備份在監(jiān)測(cè)中心和環(huán)境主管部門上的最新備份數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)功能。系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)包時(shí)采用CRC校驗(yàn)等多種校驗(yàn)方式，確保了上傳的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
    數(shù)據(jù)接收子系統(tǒng)具有以下功能：
1）數(shù)據(jù)接收
    根據(jù)30秒實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，按照所執(zhí)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)5分鐘及1小時(shí)、1日數(shù)據(jù)平均值，并根據(jù)儀器運(yùn)行狀態(tài)與質(zhì)控執(zhí)行情況，作出相應(yīng)的數(shù)據(jù)狀態(tài)標(biāo)識(shí)；同時(shí)按照“向上備份”規(guī)則及時(shí)把監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)送到各級(jí)監(jiān)控中心，能夠以word、excel等形式導(dǎo)出。
2）數(shù)據(jù)上傳
    滿足實(shí)時(shí)、多點(diǎn)直報(bào)的需求，能即時(shí)向多個(gè)目標(biāo)直接傳輸數(shù)據(jù)，同時(shí)系統(tǒng)提供兩種上傳方式，自動(dòng)上傳和手動(dòng)上傳，用戶設(shè)置對(duì)應(yīng)程序后，系統(tǒng)按照設(shè)定時(shí)間自動(dòng)上傳采集數(shù)據(jù)，也可以不定期地通過手動(dòng)方式批量上傳，傳輸網(wǎng)絡(luò)主要利用VPN網(wǎng)絡(luò)，用戶通過接入企業(yè)內(nèi)部虛擬專網(wǎng)的方式與Internet進(jìn)行隔離，可對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)傳送過程進(jìn)行加密保護(hù)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃浴?br/> 3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
    系統(tǒng)在向上級(jí)環(huán)保系統(tǒng)傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的同時(shí)，將上傳數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)到中心數(shù)據(jù)庫中，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)異地?cái)?shù)據(jù)備份功能。還可以人工設(shè)置本地?cái)?shù)據(jù)保存時(shí)間，超出設(shè)定時(shí)間后數(shù)據(jù)將會(huì)自動(dòng)被清理，避免由于數(shù)據(jù)快速積累導(dǎo)致內(nèi)存空間不夠的情況發(fā)生。
4）儀器通用智能接入
    實(shí)現(xiàn)智能化接口技術(shù)，具備快捷接入不同品牌、不同種類、不同監(jiān)測(cè)方法的分析儀器的能力，以實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，并保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。可同時(shí)連接多臺(tái)不同的分析儀器，能快速兼容新類型設(shè)備，滿足各種測(cè)控需求。
5）監(jiān)測(cè)中心反控功能
    系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)由監(jiān)測(cè)中心向監(jiān)測(cè)子站發(fā)送命令調(diào)取數(shù)據(jù)，也可以實(shí)時(shí)監(jiān)視在線監(jiān)測(cè)儀器是否正常工作，從而清楚設(shè)備的運(yùn)行狀況及運(yùn)行進(jìn)度，當(dāng)前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備或儀器出現(xiàn)故障時(shí)，可以在后臺(tái)發(fā)送命令實(shí)現(xiàn)設(shè)備的正常運(yùn)行。

2 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

    數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)通過利用大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)安全、一致性和分布式處理等方面的優(yōu)勢(shì)，將常規(guī)6參數(shù)、氣象五參數(shù)等數(shù)據(jù)集中起來，使用戶通過單一界面就可以方便的管理、查詢、分析大量的環(huán)境數(shù)據(jù)，從而簡化環(huán)境數(shù)據(jù)管理的難度，提高環(huán)境數(shù)據(jù)管理水平。  
    數(shù)據(jù)管理平臺(tái)建設(shè)遵循《環(huán)境數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理規(guī)范》相應(yīng)要求。采用Web Service數(shù)據(jù)訪問技術(shù)、ETL數(shù)據(jù)加工分析技術(shù)等整合環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并通過對(duì)數(shù)據(jù)的整理、加工、挖掘、分析，提取綜合、有效的環(huán)境數(shù)據(jù)結(jié)果，為環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)的發(fā)布提供支撐，為環(huán)境管理決策提供數(shù)據(jù)支持。架構(gòu)如下圖所示：

    數(shù)據(jù)管理平臺(tái)采用四層設(shè)計(jì)，主要有標(biāo)準(zhǔn)層、采集層、數(shù)據(jù)庫層、服務(wù)層。在標(biāo)準(zhǔn)層采用國際標(biāo)準(zhǔn)及國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)輸入數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，采用標(biāo)準(zhǔn)編碼，使進(jìn)入數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)格式共享，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)集成標(biāo)準(zhǔn)，通過這些標(biāo)準(zhǔn)的制定，系統(tǒng)就能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)層面的良好交流。
    數(shù)據(jù)采集層主要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集。數(shù)據(jù)入庫的方式主要有兩種批量導(dǎo)入和手工輸入。在這個(gè)層面系統(tǒng)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，合格后才能入庫。這些數(shù)據(jù)在經(jīng)過校驗(yàn)、規(guī)則處理后再進(jìn)行歸類入庫。
    在數(shù)據(jù)服務(wù)層主要有數(shù)據(jù)調(diào)用、數(shù)據(jù)寫入、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)交換這些功能，通過Web Service接口與數(shù)據(jù)庫相連。
    數(shù)據(jù)庫層主要用于元數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理等功能，對(duì)于已經(jīng)建設(shè)空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)管理數(shù)據(jù)庫的縣來說，保持現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫管理體系，在現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫管理體系作進(jìn)一步開發(fā)，作好與省、市級(jí)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的借口與數(shù)據(jù)交換功能，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能包括建庫管理、數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)查詢輸出、數(shù)據(jù)維護(hù)管理、代碼維護(hù)、數(shù)據(jù)庫安全管理、數(shù)據(jù)庫備份恢復(fù)、數(shù)據(jù)庫外部接口等，是數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)庫建立和維護(hù)的主要工具，也是在系統(tǒng)運(yùn)行過程中進(jìn)行原始數(shù)據(jù)處理和查詢的主要手段。
(1)元數(shù)據(jù)庫
    元數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的描述性數(shù)據(jù)信息，大量地反映數(shù)據(jù)集自身的特征規(guī)律，方便于用戶對(duì)數(shù)據(jù)集的準(zhǔn)確、高效與充分的開發(fā)與利用。通過元數(shù)據(jù)可以檢索、訪問數(shù)據(jù)庫，可以有效利用計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)資源。
(2)配置數(shù)據(jù)庫
    配置數(shù)據(jù)庫主要是針對(duì)數(shù)據(jù)庫所支撐的各個(gè)平臺(tái)的相應(yīng)系統(tǒng)配置做數(shù)據(jù)支撐，如：信息化標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范體系、系統(tǒng)的后臺(tái)管理模塊等。
(3)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫
    基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)基礎(chǔ)信息等，是其業(yè)務(wù)模塊運(yùn)行的基礎(chǔ)，系統(tǒng)提供功能對(duì)這些基礎(chǔ)信息進(jìn)行管理維護(hù)，保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在整個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的一致性和準(zhǔn)確性，避免基礎(chǔ)數(shù)據(jù)前后不一致造成的系統(tǒng)功能異常。
(4)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫
    根據(jù)國標(biāo)的相關(guān)要求以及業(yè)務(wù)系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)搭建，在確保數(shù)據(jù)格式的準(zhǔn)確以及可更新性的基礎(chǔ)上搭建。采用國際標(biāo)準(zhǔn)及國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)輸入數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，采用標(biāo)準(zhǔn)編碼，使進(jìn)入數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)格式共享，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)從技術(shù)上可完全交互。
對(duì)空氣質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，形成統(tǒng)一的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫，為數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)發(fā)布提供基礎(chǔ)支撐。

3 數(shù)據(jù)審核處理系統(tǒng)

    數(shù)據(jù)審核處理系統(tǒng)的建設(shè)主要為實(shí)現(xiàn)縣級(jí)監(jiān)測(cè)中心數(shù)據(jù)資源的管理。根據(jù)信息管理運(yùn)行的方式與特點(diǎn)，系統(tǒng)的功能應(yīng)該滿足監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的審核、處理、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析等等。數(shù)據(jù)綜合管理平臺(tái)的應(yīng)用能夠?yàn)榄h(huán)境部門進(jìn)行環(huán)境空氣質(zhì)量綜合管理、環(huán)境規(guī)劃、決策分析提供支持。
審核處理系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的審核和處理。數(shù)據(jù)審核的方式主要有兩種：自動(dòng)審核和人工復(fù)審。數(shù)據(jù)處理主要是對(duì)采集上來的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、集成、日均值修約等等，合格后才能入庫，保證上報(bào)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的代表性和準(zhǔn)確性。
1）數(shù)據(jù)審核
    在數(shù)據(jù)傳輸過程中，針對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)上報(bào)類型和規(guī)范要求，可以預(yù)定義數(shù)據(jù)校驗(yàn)規(guī)則，有效保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)有效值的上、下限以及表達(dá)格式按規(guī)范進(jìn)行設(shè)置；監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的數(shù)值間邏輯關(guān)系也是審核的重點(diǎn)，進(jìn)一步校對(duì)數(shù)據(jù)的合理性和準(zhǔn)確性。當(dāng)上述審核過程中未出現(xiàn)異常情況，則數(shù)據(jù)審核通過并即可入庫，整個(gè)檢驗(yàn)審核過程由系統(tǒng)程序完成，接收數(shù)據(jù)時(shí)通過采用CRC校驗(yàn)等多種方式，避免了數(shù)據(jù)錄入時(shí)的很多錯(cuò)漏狀況。對(duì)于任何的標(biāo)記或剔除操作，系統(tǒng)自動(dòng)記憶，作為日志備查。
2）人工復(fù)審
    在自動(dòng)審核的過程中，系統(tǒng)按照設(shè)定程序進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量的審核，但由于缺乏對(duì)整個(gè)運(yùn)行平臺(tái)宏觀掌控，可能會(huì)將無效數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)為有效數(shù)據(jù)，或?qū)⒂行?shù)據(jù)標(biāo)識(shí)為無效數(shù)據(jù)。人工復(fù)審就是要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的第二次過濾和篩查，通過對(duì)分析儀的運(yùn)行狀態(tài)、子站維護(hù)情況、數(shù)采情況、網(wǎng)絡(luò)等信息的了解，來確定自動(dòng)審核數(shù)據(jù)的客觀性和準(zhǔn)確度，對(duì)自動(dòng)審核未做標(biāo)識(shí)的無效數(shù)據(jù)記為無效并說明無效原因，對(duì)自動(dòng)審核誤標(biāo)識(shí)的數(shù)據(jù)，要將其還原為有效數(shù)據(jù)并按審核技術(shù)要求進(jìn)行修約。
人工復(fù)審時(shí)整個(gè)數(shù)據(jù)審核過程中最重要的一環(huán)，對(duì)審核人員提出了較高的要求，包括一致性檢查、無效數(shù)據(jù)審核為有效、有效數(shù)據(jù)審核為無效、負(fù)值與零值數(shù)據(jù)的處理四部分。

4 環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)預(yù)警預(yù)報(bào)發(fā)布系統(tǒng)

    環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)預(yù)警預(yù)報(bào)發(fā)布系統(tǒng)是整合地理信息系統(tǒng)和環(huán)境專題數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的環(huán)境綜合管理體系，在環(huán)境業(yè)務(wù)管理中實(shí)現(xiàn)了對(duì)污染源、環(huán)境質(zhì)量、在線監(jiān)測(cè)、建設(shè)項(xiàng)目審批、總量控制等業(yè)務(wù)信息基于地圖的空間展示、預(yù)警預(yù)報(bào)、信息發(fā)布，將傳統(tǒng)的靜態(tài)記錄以多樣化的地圖形式展現(xiàn)給用戶，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)可視化。通過直接對(duì)地圖要素進(jìn)行查詢,可以獲得環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)位、污染源等的空間分布及其與環(huán)境敏感區(qū)域的空間關(guān)系等信息，對(duì)各種環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的統(tǒng)計(jì)并分析以及采用直觀的豐富多樣的表現(xiàn)方式進(jìn)行展示，它使環(huán)境主管部門對(duì)各種環(huán)境要素的管理變得直觀、簡單和輕松。

4.1 Web端發(fā)布系統(tǒng)

4.1.1 空氣質(zhì)量子站點(diǎn)位GIS地圖在線顯示
    系統(tǒng)提供多種方式的地圖效果（矢量、衛(wèi)星、三維）來實(shí)時(shí)顯示空氣子站的位置和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如果是帶有GPS模塊的監(jiān)測(cè)儀器，可以直接向平臺(tái)開放的接口發(fā)送定位信息，對(duì)接成功并審核完成后，即可在GIS地圖上顯示。當(dāng)GPS無法定位、定位不準(zhǔn)或站點(diǎn)坐標(biāo)移動(dòng)后，用戶也可以在系統(tǒng)中直接標(biāo)注監(jiān)測(cè)儀器經(jīng)緯度和站點(diǎn)相關(guān)信息。站點(diǎn)名稱在初始配置或站點(diǎn)配動(dòng)時(shí)可以進(jìn)行更改。

4.1.2 站點(diǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)狀態(tài)查看
    用戶上傳點(diǎn)位成功，按照環(huán)境部門標(biāo)準(zhǔn)格式發(fā)送數(shù)據(jù)協(xié)議后，我們支持：HJ/T212-2005《污染源在線自動(dòng)監(jiān)控（監(jiān)測(cè)）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》，站點(diǎn)對(duì)接成功后即可自動(dòng)解析數(shù)據(jù)格式生成數(shù)據(jù)面板，可以按照不同需求配置需要顯示的監(jiān)測(cè)因子，顯示時(shí)間段分為實(shí)時(shí)狀態(tài)值、最近一小時(shí)值、最近24小時(shí)值等。

4.1.3 環(huán)境遠(yuǎn)程視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控
    監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)可以安裝視頻監(jiān)控設(shè)備，通過窗口視圖直觀了解監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的周邊情況和污染物實(shí)時(shí)排放數(shù)據(jù)，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。當(dāng)數(shù)據(jù)異常提醒之后，可以通過回傳影像資料判斷現(xiàn)場(chǎng)情況（需人工進(jìn)行），當(dāng)發(fā)生不可抗力因素時(shí)，同樣可以根據(jù)影像資料來判定事故詳情。
 

4.1.4 空氣質(zhì)量預(yù)警
     系統(tǒng)生成數(shù)據(jù)后，可按照用戶需求設(shè)置預(yù)警模式（提醒方式：短信、郵件、微信）。
 模式1：超標(biāo)預(yù)警
     大氣、揚(yáng)塵標(biāo)準(zhǔn)格式按照AQI指數(shù)對(duì)應(yīng)色值顯示，水質(zhì)、煙氣按照國家標(biāo)準(zhǔn)顯示，非標(biāo)準(zhǔn)格式監(jiān)測(cè)因子支持用戶定制開發(fā)，地圖指標(biāo)根據(jù)指數(shù)對(duì)應(yīng)顏色顯示，點(diǎn)擊站點(diǎn)顯示數(shù)據(jù)時(shí)，首要污染物通過顏色條注釋，當(dāng)數(shù)據(jù)指標(biāo)超過預(yù)警界限后，根據(jù)用戶定制發(fā)送提醒。
AQI：空氣污染指數(shù)劃分為0－50、51－100、101－150、151－200、201－300和大于300六檔，對(duì)應(yīng)于空氣質(zhì)量的六個(gè)級(jí)別，指數(shù)越大，級(jí)別越高，說明污染越嚴(yán)重，對(duì)人體健康的影響也越明顯。
   模式2：斷線預(yù)警
     監(jiān)測(cè)點(diǎn)位由于設(shè)備故障、設(shè)備短路等原因?qū)е聰?shù)據(jù)連接中斷后，系統(tǒng)自動(dòng)給指定聯(lián)系人發(fā)送斷線提醒，每小時(shí)提醒一次，直至重新正常連接。
  模式3：異常值預(yù)警
    當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)值在某一時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)大幅度起落，或者在較長時(shí)間數(shù)值無變化，同樣會(huì)觸發(fā)預(yù)警，報(bào)知相關(guān)人員核對(duì)檢修。
 
4.1.5 空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)報(bào)表
    用戶數(shù)據(jù)收集達(dá)到系統(tǒng)最低要求數(shù)量后，后臺(tái)即可啟用數(shù)據(jù)歸類功能，自動(dòng)計(jì)算小時(shí)值、日、周、旬、月、年均值等，生成對(duì)應(yīng)報(bào)表供用戶下載查看。  
    數(shù)據(jù)生成支持折線圖、柱狀圖、餅狀圖、在線文檔等多種形式，導(dǎo)出打印時(shí)支持選用JPG圖片、PDF、EXCEL、WORD文檔多種格式。

4.1.6 空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)自動(dòng)生成
按照HJ633-2012環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術(shù)規(guī)定要求，自動(dòng)生成日?qǐng)?bào)數(shù)據(jù)報(bào)表，發(fā)布的日?qǐng)?bào)指標(biāo)包括各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)信息、空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）、首要污染物、空氣質(zhì)量指數(shù)類別以及空氣質(zhì)量指數(shù)說明等信息，可自動(dòng)生成word、Excel、PDF多種格式格式的日?qǐng)?bào)。

4.1.7 環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)排名
    針對(duì)相關(guān)環(huán)境管理部門以及用戶個(gè)性化定制需求，系統(tǒng)設(shè)置獨(dú)立排名系統(tǒng)，由于接入監(jiān)測(cè)因子類型較多，所以排名目前采用AQCI（空氣質(zhì)量綜合指數(shù)）進(jìn)行，同時(shí)可以采用AQI或者根據(jù)不同用戶特點(diǎn)定制排名體系。
    分級(jí)計(jì)算參考的標(biāo)準(zhǔn)是新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3095-2012）》。AQI采用《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定（試行）（HJ 633—2012）》計(jì)算，AQCI按照《環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范（試行）（發(fā)布稿）（HJ633-2013）》計(jì)算，參與評(píng)價(jià)的污染物為PM10、PM2.5等幾項(xiàng)。發(fā)布頻次為每小時(shí)一次。

4.1.8 污染源解析
    污染在環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)預(yù)警工作中，污染源調(diào)查與排放源清單的建立不僅是環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的重要前提，同時(shí)也是研究城市環(huán)境空氣質(zhì)量變化成因和污染排放控制管理的重要基礎(chǔ)工作之一。
    大氣污染物排放源清單需得到及時(shí)的更新，方能為區(qū)域明確階段性環(huán)境污染整治方向、出臺(tái)污染控制措施、并為及時(shí)評(píng)估各項(xiàng)污染控制措施的效果提供重要的技術(shù)支撐。同時(shí)，排放源定期更新，對(duì)于科學(xué)引導(dǎo)區(qū)域環(huán)境污染控制決策、推行污染物排放總量控制和開展許可證發(fā)放、污染物排放標(biāo)準(zhǔn)建立和污染預(yù)警聯(lián)動(dòng)等工作具有深遠(yuǎn)的意義。因此，建立大氣污染物清單的動(dòng)態(tài)更新及維護(hù)機(jī)制、確保數(shù)據(jù)的連貫性和有效性是環(huán)境管理部門的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)工作。
    分析全面覆蓋污普、環(huán)統(tǒng)、排污申報(bào)、總量、監(jiān)察等數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和統(tǒng)一分析方法，準(zhǔn)確反映污染源數(shù)據(jù)和各類數(shù)據(jù)間的關(guān)系。從多角度進(jìn)行分析，全面反映污染源狀況，包括污染源數(shù)量和分布，主要污染物排放總量和變化趨勢(shì)等，按行業(yè)、污染物、企業(yè)情況等因素，篩選出重點(diǎn)管理對(duì)象，為監(jiān)察工作提供依據(jù)。
    收集點(diǎn)位數(shù)據(jù)后，平臺(tái)對(duì)各項(xiàng)污染物統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行計(jì)算分析，初步建立點(diǎn)位污染源模型（當(dāng)前采用方法為首要污染物比重餅狀圖解析），如果監(jiān)測(cè)點(diǎn)位條件允許，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)采樣，則可以更加精確的進(jìn)行污染物對(duì)比分析，通過各時(shí)間段污染物比重模型結(jié)合地區(qū)現(xiàn)狀來分析具體污染源和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，并提供針對(duì)性治理方案。
    污染源可分成固定源、流動(dòng)源、開放源等。固定源主要包括燃煤（油）的各類電廠鍋爐、民用爐灶、建材和冶金工業(yè)爐窯等顆粒物排放源，流動(dòng)源主要包括機(jī)動(dòng)車、船、飛機(jī)及非道路機(jī)械等顆粒物排放源。源解析中的開放源通常包括土壤風(fēng)沙塵、道路揚(yáng)塵、施工揚(yáng)塵、堆場(chǎng)揚(yáng)塵和窗臺(tái)塵等。特定地區(qū)的源解析工作有時(shí)需要考慮生物質(zhì)燃燒塵、餐飲油煙塵和海鹽離子等顆粒物排放源。

4.1.9 環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)
    環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)是大氣防治工作中的核心工作，業(yè)務(wù)處室需要對(duì)外提供24小時(shí)環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)和未來3天污染潛勢(shì)預(yù)測(cè)。24小時(shí)預(yù)報(bào)產(chǎn)品包括PM10、PM2.5幾種污染物濃度范圍、環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）及其環(huán)境空氣質(zhì)量級(jí)別。未來3天污染物潛勢(shì)預(yù)測(cè)產(chǎn)品包括環(huán)境空氣質(zhì)量級(jí)別、首要污染物濃度范圍。業(yè)務(wù)部門需要根據(jù)系統(tǒng)所提供的環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)產(chǎn)品和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合業(yè)務(wù)專家會(huì)商結(jié)果，整理出最終的發(fā)布產(chǎn)品，對(duì)公眾進(jìn)行發(fā)布。為了更好的保證預(yù)報(bào)工作正常進(jìn)行，需要提供以集成數(shù)值預(yù)報(bào)為主，統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)為輔的雙預(yù)報(bào)模式。
    為了更加精確的提供預(yù)報(bào)產(chǎn)品，業(yè)務(wù)部門需要實(shí)現(xiàn)和氣象觀測(cè)網(wǎng)的數(shù)據(jù)同化，來提高模式的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度。目前我們和南開大學(xué)教授，國家環(huán)保領(lǐng)域千人計(jì)劃專家合作，提供環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)服務(wù)。
4.1.10 環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)警與控制決策支持
    環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)警與控制決策支持是大氣防治工作中的核心，業(yè)務(wù)部門需要建立一套完整的污染天氣控制措施包括機(jī)動(dòng)車限行、工業(yè)源關(guān)閉、建筑工地停工等，該方案需要明確描述采取的措施對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)影響的定量描述關(guān)系。
    業(yè)務(wù)部門根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和數(shù)值預(yù)報(bào)結(jié)果，對(duì)污染天氣進(jìn)行溯源分析，得出造成污染天氣的排放源及貢獻(xiàn)率，根據(jù)優(yōu)化控制模式給出重點(diǎn)控制目標(biāo)和控制措施，選擇對(duì)口的業(yè)務(wù)部門進(jìn)行行政執(zhí)法，降低重污染危害，達(dá)到改善環(huán)境空氣質(zhì)量指標(biāo)的要求

4.2 移動(dòng)端發(fā)布系統(tǒng)

    手機(jī)版發(fā)布系統(tǒng)支持Android、IOS等主流的手機(jī)操作系統(tǒng)，系統(tǒng)界面簡潔、大方，易于操作。發(fā)布各個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的PM2.5、PM10小時(shí)、日均、月均濃度值，提供查看轄區(qū)內(nèi)各站點(diǎn)空氣質(zhì)量排名功能，并繪制過去24小時(shí)的濃度曲線圖。發(fā)布城市、區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量AQI、首要污染物、環(huán)境質(zhì)量指數(shù)類別、環(huán)境質(zhì)量指數(shù)說明以及健康提示等信息。按照《HJ633-2012環(huán)境質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術(shù)規(guī)定》，根據(jù)環(huán)境質(zhì)量AQI進(jìn)行顏色標(biāo)識(shí)。
4.2.1 用戶權(quán)限控制
    根據(jù)用戶級(jí)別不同，分別設(shè)定不同權(quán)限，普通用戶登入后只可查看賬號(hào)所屬站點(diǎn)詳情，以管理員身份登入之后，則可查看全部點(diǎn)位狀況與其均值顯示。 
          

   
4.2.2 數(shù)據(jù)查看與分析
    主界面可查看權(quán)限范圍內(nèi)點(diǎn)位數(shù)據(jù)詳情，點(diǎn)擊不同監(jiān)測(cè)因子所在方格，下方折線圖則對(duì)應(yīng)顯示其最近24小時(shí)內(nèi)污染因子變化情況。 

4.2.3 GIS地理信息顯示
    點(diǎn)位狀況與web端同步，獲取坐標(biāo)信息后即可在地圖上顯示，支持當(dāng)前總體數(shù)據(jù)情況與單項(xiàng)指數(shù)切換，污染指數(shù)根據(jù)等級(jí)不同以不同顏色顯示。
    如果點(diǎn)位信息過多時(shí)，可切換至列表進(jìn)行搜索，一目了然，快捷高效。   
4.2.4 歷史數(shù)據(jù)查詢
    移動(dòng)端在web端基礎(chǔ)上提供簡單的查詢功能，該模塊按照權(quán)限不同所屬轄區(qū)不同，可以查看站點(diǎn)最近24小時(shí)、或最近30天、或最近12個(gè)月，綜合指數(shù)或者分項(xiàng)指數(shù)的均值狀況。
4.2.5 環(huán)境質(zhì)量指數(shù)排名查看
    移動(dòng)端可以便捷的為環(huán)境管理人員提供服務(wù)，管理者賬號(hào)登錄后，開放排名信息功能，提供當(dāng)日轄區(qū)內(nèi)站點(diǎn)排名，明確污染方向。 

4.2.6 系統(tǒng)設(shè)置、功能標(biāo)準(zhǔn)、預(yù)警處理
    輔助功能全部歸集于側(cè)邊欄內(nèi)，APP向用戶推送通知，個(gè)人設(shè)置中可以設(shè)置是否接收消息、提醒方式等。
4.3 面向公眾的環(huán)境空氣質(zhì)量微信發(fā)布平臺(tái)

    空氣質(zhì)量一直是公眾非常關(guān)注的問題，各級(jí)環(huán)保監(jiān)測(cè)部門目前大部分采用了網(wǎng)站的形式向公眾發(fā)布空氣質(zhì)量情況，除了提供網(wǎng)站、微博、手機(jī)APP，我們還進(jìn)一步升級(jí)空氣質(zhì)量信息的發(fā)布渠道，可以建立如微信公眾賬號(hào)等新的發(fā)布平臺(tái)。通過政府微信公眾號(hào)發(fā)布空氣質(zhì)量信息，方便公眾查看。

4.4 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理包括用戶管理、角色管理、配置管理、權(quán)限管理、日志管理幾個(gè)模塊。
4.4.1用戶管理
    通過用戶管理，可以對(duì)系統(tǒng)用戶進(jìn)行新建、查找、刪除、修改等操作。
4.4.2角色管理
    能對(duì)角色信息進(jìn)行添加，刪除，修改，查詢等操作。每個(gè)用戶都需要一個(gè)角色來決定它所能擁有的權(quán)限。
4.4.3配置管理
    通過配置管理，可對(duì)系統(tǒng)中通用的、可配置的項(xiàng)目進(jìn)行靈活的配置。例如監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常值的判斷標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)涉及公文的模板、超標(biāo)報(bào)警的閾值等。
4.4.4權(quán)限管理
    管理人員能夠分配系統(tǒng)用戶各功能模塊的操作權(quán)限，能夠查看系統(tǒng)的操作日志、恢復(fù)被刪除企業(yè)，設(shè)置編碼表信息。本系統(tǒng)采用分層管理的和分地區(qū)管理相結(jié)合的安全管理方式，即用戶除了根據(jù)分配的權(quán)限獲得相應(yīng)的功能和訪問控制能力之外，還會(huì)根據(jù)其所屬的地區(qū)，分配相應(yīng)的地區(qū)的空氣質(zhì)量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)權(quán)限。系統(tǒng)管理員可以根據(jù)需要管理用戶，以及把權(quán)限分配給用戶。
4.4.5日志管理
    通過日志管理，可以查看任意時(shí)間段的系統(tǒng)操作記錄以及站點(diǎn)維護(hù)、站點(diǎn)故障、站點(diǎn)掉線記錄，便于用戶對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況的掌握，為系統(tǒng)運(yùn)行異常、故障等突發(fā)狀況的處理和維護(hù)提供依據(jù)。