一、環(huán)境空氣質(zhì)量監測預警預報發(fā)布系統系統架構
1 系統結構
環(huán)境空氣質(zhì)量監測預警預報發(fā)布系統系統采用多層次的系統結構設計,可以對接不同性質(zhì)(國控,省空,區域等),不同廠(chǎng)家的空氣質(zhì)量子站相關(guān)數據,建立一套完善的空氣質(zhì)量監測、預警、發(fā)布的可視化平臺。同時(shí)用數據質(zhì)控,遠程反控、統計分析等信息化手段,幫助環(huán)境監測部門(mén)及時(shí)、全面、準確地掌握本轄區的空氣質(zhì)量現狀,實(shí)現對本轄區監測站點(diǎn)空氣質(zhì)量進(jìn)行準確分析,為空氣質(zhì)量的溯源提供決策平臺。系統通過(guò)VPN網(wǎng)絡(luò )向上級傳輸實(shí)時(shí)監測數據,并與其它職能部門(mén)的物聯(lián)網(wǎng)平臺對接,實(shí)現數據資源的互聯(lián)共享。
2系統邏輯架構
系統邏輯結構采用四層架構,包括數據采集層、基礎支撐層、數據資源層和應用層。數據采集層實(shí)時(shí)獲取監測對象的各類(lèi)原始數據,并將采集到的不同傳輸協(xié)議的數據轉換成統一格式上送至監控中心軟件平臺,實(shí)現監測結果、設備運行狀態(tài)等數據及時(shí)自動(dòng)上報;基礎支撐層處理數據管理與交換業(yè)務(wù),包括從監測子站工控機及其它源采集數據,對采集的數據進(jìn)行存儲、處理、分析以及備份等;數據資源層包括對采集的空氣質(zhì)量數據和業(yè)務(wù)應用數據進(jìn)行分類(lèi)和管理,為功能展示層提供支持。系統在應用層可以進(jìn)行空氣質(zhì)量結果展示、統計分析、預報預警、發(fā)布空氣質(zhì)量實(shí)況等。系統邏輯結構如圖所示:
3系統網(wǎng)絡(luò )部署
(1)可依據電子政務(wù)的安全要求,外網(wǎng)可使用PCM安全線(xiàn)路,環(huán)保局內部網(wǎng)不與Internet連接。
(2)通過(guò)VPN網(wǎng)絡(luò )向總站、省站、市站等多級、多個(gè)環(huán)境監測監控中心轉發(fā)環(huán)境監測數據,保證數據傳輸的安全性、可靠性。
(3)結合GSM/GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng),極大的拓展了環(huán)境檢測范圍和實(shí)現了移動(dòng)辦公。
(4)數據采集器可選用RS232、RS485(1.2km)、無(wú)線(xiàn)數傳(5km)方式通信,降低通信費用。
(5)環(huán)境監測站不必和信息中心局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng),可通過(guò)接入Internet遠程辦公。
(6)利用信息中心設備的可靠性,監測數據集中存儲,保證了數據的安全性,又可以實(shí)現全天候監控。
(7)可通過(guò)移動(dòng)設備(手機、筆記本電腦)使用短信或者GPRS上網(wǎng)方式,進(jìn)行移動(dòng)監測。
4系統技術(shù)路線(xiàn)
軟件系統架構以Windows7.Net Server作為網(wǎng)絡(luò )平臺,以Microsoft.Net為開(kāi)發(fā)平臺,后臺數據庫可在SQL Server 2008、Oracle8i、DB2間自由掛接,內部架構要采用分層設計、構件化設計,采用TCP和UDP協(xié)議,通過(guò)Socket等通信技術(shù)和服務(wù)實(shí)現。系統有良好的開(kāi)放性、集成性、穩定性等諸多優(yōu)點(diǎn),是目前國內的*基于B/S結構、GIS實(shí)時(shí)監測、多層分布式的在線(xiàn)監測預報預警系統,客戶(hù)端無(wú)需安裝、無(wú)需配置任何軟件,通過(guò)瀏覽器就可以實(shí)現全部操作;瘦客戶(hù)端設計,無(wú)需在客戶(hù)端下載任何插件,可以使得系統在窄帶網(wǎng)絡(luò )上運行流暢。
環(huán)境質(zhì)量信息實(shí)時(shí)發(fā)布系統移動(dòng)端應用是環(huán)境質(zhì)量信息發(fā)布在移動(dòng)終端上的延伸實(shí)現,方便用戶(hù)通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)(3G、GPRS等)在智能手機等移動(dòng)設備上查看當地各個(gè)監測站的空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)數據、歷史趨勢等信息。
5系統接口設計
系統在接口設計方面主要考慮數據提取與匯交、數據同步、用戶(hù)認證以及對外數據交換。本項目采用Web Service接口技術(shù),Web Service可以將運行在Intranet/Internet分布式服務(wù)器上的應用集成在一起,使地理上分布在不同區域的計算機和設備協(xié)同工作,為用戶(hù)提供各種各樣的服務(wù)。利用Web Service接口能夠迅速的通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)向用戶(hù)提供服務(wù),在廣泛的范圍內尋找可能的合作伙伴。隨著(zhù)Web Service技術(shù)的發(fā)展和運用,信息處理活動(dòng)的重點(diǎn)將從目前的開(kāi)發(fā)和使用應用程序過(guò)渡到開(kāi)發(fā)和使用Web Service,Web Service將取代應用程序成為Web上的基本開(kāi)發(fā)和應用實(shí)體。作為下一代Web的主流技術(shù),Web Service為真正融入Internet奠定了堅實(shí)的基礎。
系統提供與各級環(huán)境質(zhì)量監測系統、環(huán)境質(zhì)量聯(lián)網(wǎng)系統等各類(lèi)監測系統標準接口。整合各類(lèi)數據,實(shí)現環(huán)境污染防治的實(shí)時(shí)監控和預警,滿(mǎn)足人民群眾的環(huán)境知情權。
二、建設內容
1 數據接收系統
數據接收系統主要作用是接收溫濕度、風(fēng)速風(fēng)向、氣壓等各類(lèi)傳感器,SO2、NO2、O3等氣體分析儀和PM2.5、PM10粉塵分析儀等的實(shí)時(shí)環(huán)境空氣質(zhì)量原始監測數據,其工作原理是:傳感器和分析儀將多路測試信號按序通過(guò)接口協(xié)議進(jìn)入無(wú)線(xiàn)通訊節點(diǎn)設備DVR的獨立(DTU)傳輸通道,經(jīng)避雷處理后輸入到單元內數據采集器,采集器將采集的數據經(jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)數據傳輸終端通過(guò) TCP/IP 網(wǎng)絡(luò )傳入到數據接收系統,數據接收系統將接收到的數據進(jìn)行解析、存儲及上傳等處理。
圖 數據接收系統工作原理拓撲圖
中心接收到相關(guān)參數數據,通過(guò)后臺監測管理系統進(jìn)行數據匯總、整理和綜合分析并轉化成詳細信息實(shí)時(shí)在監測終端或大屏幕上進(jìn)行顯示,工作人員可以在監控中心或辦公室進(jìn)行監測,隨時(shí)得到即時(shí)數據報告,實(shí)現遠端無(wú)人值守。
系統提供與市、省、國級環(huán)境質(zhì)量監測系統、環(huán)境質(zhì)量聯(lián)網(wǎng)系統等各類(lèi)監測系統標準接口。整合各類(lèi)數據,實(shí)現環(huán)境污染防治的實(shí)時(shí)監控和預警,為全省乃至全國空氣質(zhì)量監測平臺聯(lián)成“一張網(wǎng)”奠定基礎。
數據接收子系統能實(shí)現對大范圍內多級、多層次、多種類(lèi)環(huán)境要素質(zhì)量進(jìn)行自動(dòng)連續在線(xiàn)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備的監測數據在線(xiàn)接收的同時(shí),能夠通過(guò)VPN網(wǎng)絡(luò )向總站、省站、市站等多級、多個(gè)環(huán)境監測監控中心轉發(fā)環(huán)境監測數據,實(shí)現數據采集終端設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,提供了允許支持多種數據傳輸方式、多協(xié)議多目標數據通信的高可靠、高可信的數據接收系統。
數據的上傳將嚴格按照《污染源在線(xiàn)自動(dòng)監控(監測)系統數據傳輸標準》(HJ/212-2005)和《污染源在線(xiàn)自動(dòng)監控(監測)數據采集傳輸儀技術(shù)要求》(征求意見(jiàn)稿)以及地方數據采集和傳輸協(xié)議的相關(guān)規定,設定傳輸軟件程序,實(shí)現相關(guān)監測數據向上級環(huán)保部門(mén)相應系統的自動(dòng)上報功能,實(shí)現上下級的數據傳輸。
系統可同時(shí)向國家、省、市、縣環(huán)保業(yè)務(wù)部門(mén)和多級、多個(gè)環(huán)境監控中心轉發(fā)原始環(huán)境自動(dòng)監測數據,系統中數據在向上傳輸的同時(shí),可將現場(chǎng)的數據通過(guò)網(wǎng)絡(luò )定期地上傳到監測中心和環(huán)境主管部門(mén),實(shí)現動(dòng)態(tài)異地數據備份功能。在現場(chǎng)數據遭到破壞的情況下,通過(guò)遠程調用備份在監測中心和環(huán)境主管部門(mén)上的備份數據實(shí)現數據恢復功能。系統接收數據包時(shí)采用CRC校驗等多種校驗方式,確保了上傳的實(shí)時(shí)數據的準確性。
數據接收子系統具有以下功能:
1)數據接收
根據30秒實(shí)時(shí)數據,按照所執行的技術(shù)標準、規范,自動(dòng)統計5分鐘及1小時(shí)、1日數據平均值,并根據儀器運行狀態(tài)與質(zhì)控執行情況,作出相應的數據狀態(tài)標識;同時(shí)按照“向上備份”規則及時(shí)把監測數據報送到各級監控中心,能夠以word、excel等形式導出。
2)數據上傳
滿(mǎn)足實(shí)時(shí)、多點(diǎn)直報的需求,能即時(shí)向多個(gè)目標直接傳輸數據,同時(shí)系統提供兩種上傳方式,自動(dòng)上傳和手動(dòng)上傳,用戶(hù)設置對應程序后,系統按照設定時(shí)間自動(dòng)上傳采集數據,也可以不定期地通過(guò)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(hù)通過(guò)接入企業(yè)內部虛擬專(zhuān)網(wǎng)的方式與Internet進(jìn)行隔離,可對整個(gè)數據傳送過(guò)程進(jìn)行加密保護,保證數據傳輸的安全性和可靠性。
3)數據存儲
系統在向上級環(huán)保系統傳輸監測數據的同時(shí),將上傳數據統一存儲到中心數據庫中,實(shí)現動(dòng)態(tài)異地數據備份功能。還可以人工設置本地數據保存時(shí)間,超出設定時(shí)間后數據將會(huì )自動(dòng)被清理,避免由于數據快速積累導致內存空間不夠的情況發(fā)生。
4)儀器通用智能接入
實(shí)現智能化接口技術(shù),具備快捷接入不同品牌、不同種類(lèi)、不同監測方法的分析儀器的能力,以實(shí)行標準化處理,并保證設備的穩定運行??赏瑫r(shí)連接多臺不同的分析儀器,能快速兼容新類(lèi)型設備,滿(mǎn)足各種測控需求。
5)監測中心反控功能
系統可以實(shí)現由監測中心向監測子站發(fā)送命令調取數據,也可以實(shí)時(shí)監視在線(xiàn)監測儀器是否正常工作,從而清楚設備的運行狀況及運行進(jìn)度,當前端數據采集設備或儀器出現故障時(shí),可以在后臺發(fā)送命令實(shí)現設備的正常運行。
2 數據庫管理系統
數據庫管理系統通過(guò)利用大型關(guān)系型數據庫在數據安全、*性和分布式處理等方面的優(yōu)勢,將常規6參數、氣象五參數等數據集中起來(lái),使用戶(hù)通過(guò)單一界面就可以方便的管理、查詢(xún)、分析大量的環(huán)境數據,從而簡(jiǎn)化環(huán)境數據管理的難度,提高環(huán)境數據管理水平。
數據管理平臺建設遵循《環(huán)境數據庫設計與運行管理規范》相應要求。采用Web Service數據訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)、ETL數據加工分析技術(shù)等整合環(huán)境質(zhì)量監測各項數據,并通過(guò)對數據的整理、加工、挖掘、分析,提取綜合、有效的環(huán)境數據結果,為環(huán)境質(zhì)量數據的發(fā)布提供支撐,為環(huán)境管理決策提供數據支持。架構如下圖所示:
數據管理平臺采用四層設計,主要有標準層、采集層、數據庫層、服務(wù)層。在標準層采用標準及國家標準對輸入數據標準化,采用標準編碼,使進(jìn)入數據庫的數據格式共享,實(shí)現了數據格式標準、數據接口標準、數據傳輸標準、數據集成標準,通過(guò)這些標準的制定,系統就能夠實(shí)現各個(gè)層面的良好交流。
數據采集層主要實(shí)現對數據的采集。數據入庫的方式主要有兩種批量導入和手工輸入。在這個(gè)層面系統對采集到的數據進(jìn)行校驗,合格后才能入庫。這些數據在經(jīng)過(guò)校驗、規則處理后再進(jìn)行歸類(lèi)入庫。
在數據服務(wù)層主要有數據調用、數據寫(xiě)入、數據加密、數據交換這些功能,通過(guò)Web Service接口與數據庫相連。
數據庫層主要用于元數據、基礎數據的存儲和管理等功能,對于已經(jīng)建設空氣自動(dòng)監測管理數據庫的縣來(lái)說(shuō),保持現有數據庫管理體系,在現有數據庫管理體系作進(jìn)一步開(kāi)發(fā),作好與省、市級數據庫管理系統的借口與數據交換功能,數據庫管理系統的主要功能包括建庫管理、數據輸入、數據查詢(xún)輸出、數據維護管理、代碼維護、數據庫安全管理、數據庫備份恢復、數據庫外部接口等,是數據更新、數據庫建立和維護的主要工具,也是在系統運行過(guò)程中進(jìn)行原始數據處理和查詢(xún)的主要手段。
(1)元數據庫
元數據是關(guān)于數據的描述性數據信息,大量地反映數據集自身的特征規律,方便于用戶(hù)對數據集的準確、高效與充分的開(kāi)發(fā)與利用。通過(guò)元數據可以檢索、訪(fǎng)問(wèn)數據庫,可以有效利用計算機的系統資源。
(2)配置數據庫
配置數據庫主要是針對數據庫所支撐的各個(gè)平臺的相應系統配置做數據支撐,如:信息化標準和規范體系、系統的后臺管理模塊等。
(3)基礎數據庫
基礎數據庫存儲空氣質(zhì)量監測點(diǎn)基礎信息等,是其業(yè)務(wù)模塊運行的基礎,系統提供功能對這些基礎信息進(jìn)行管理維護,保證基礎數據在整個(gè)業(yè)務(wù)系統中的*性和準確性,避免基礎數據前后不*造成的系統功能異常。
(4)業(yè)務(wù)數據庫
根據國標的相關(guān)要求以及業(yè)務(wù)系統相對應標準搭建,在確保數據格式的準確以及可更新性的基礎上搭建。采用標準及國家標準對輸入數據標準化,采用標準編碼,使進(jìn)入數據庫的數據格式共享,實(shí)現數據庫之間的數據從技術(shù)上可*交互。
對空氣質(zhì)量在線(xiàn)監測數據進(jìn)行整合,形成統一的空氣質(zhì)量監測數據庫,為數據分析、數據的實(shí)時(shí)發(fā)布提供基礎支撐。
3 數據審核處理系統
數據審核處理系統的建設主要為實(shí)現縣級監測中心數據資源的管理。根據信息管理運行的方式與特點(diǎn),系統的功能應該滿(mǎn)足監測數據的審核、處理、查詢(xún)、統計、分析等等。數據綜合管理平臺的應用能夠為環(huán)境部門(mén)進(jìn)行環(huán)境空氣質(zhì)量綜合管理、環(huán)境規劃、決策分析提供支持。
審核處理系統主要實(shí)現對數據的審核和處理。數據審核的方式主要有兩種:自動(dòng)審核和人工復審。數據處理主要是對采集上來(lái)的數據進(jìn)行匯總、集成、日均值修約等等,合格后才能入庫,保證上報的監測數據的代表性和準確性。
1)數據審核
在數據傳輸過(guò)程中,針對各項數據上報類(lèi)型和規范要求,可以預定義數據校驗規則,有效保證數據質(zhì)量。對數據項有效值的上、下限以及表達格式按規范進(jìn)行設置;監測項目的數值間邏輯關(guān)系也是審核的重點(diǎn),進(jìn)一步校對數據的合理性和準確性。當上述審核過(guò)程中未出現異常情況,則數據審核通過(guò)并即可入庫,整個(gè)檢驗審核過(guò)程由系統程序完成,接收數據時(shí)通過(guò)采用CRC校驗等多種方式,避免了數據錄入時(shí)的很多錯漏狀況。對于任何的標記或剔除操作,系統自動(dòng)記憶,作為日志備查。
2)人工復審
在自動(dòng)審核的過(guò)程中,系統按照設定程序進(jìn)行數據質(zhì)量的審核,但由于缺乏對整個(gè)運行平臺宏觀(guān)掌控,可能會(huì )將無(wú)效數據標識為有效數據,或將有效數據標識為無(wú)效數據。人工復審就是要實(shí)現數據的第二次過(guò)濾和篩查,通過(guò)對分析儀的運行狀態(tài)、子站維護情況、數采情況、網(wǎng)絡(luò )等信息的了解,來(lái)確定自動(dòng)審核數據的客觀(guān)性和準確度,對自動(dòng)審核未做標識的無(wú)效數據記為無(wú)效并說(shuō)明無(wú)效原因,對自動(dòng)審核誤標識的數據,要將其還原為有效數據并按審核技術(shù)要求進(jìn)行修約。
人工復審時(shí)整個(gè)數據審核過(guò)程中zui重要的一環(huán),對審核人員提出了較高的要求,包括*性檢查、無(wú)效數據審核為有效、有效數據審核為無(wú)效、負值與零值數據的處理四部分。
4
是整合地理信息系統和環(huán)境專(zhuān)題數據基礎上的環(huán)境綜合管理體系,在環(huán)境業(yè)務(wù)管理中實(shí)現了對污染源、環(huán)境質(zhì)量、在線(xiàn)監測、建設項目審批、總量控制等業(yè)務(wù)信息基于地圖的空間展示、預警預報、信息發(fā)布,將傳統的靜態(tài)記錄以多樣化的地圖形式展現給用戶(hù),實(shí)現了數據可視化。通過(guò)直接對地圖要素進(jìn)行查詢(xún),可以獲得環(huán)境監測點(diǎn)位、污染源等的空間分布及其與環(huán)境敏感區域的空間關(guān)系等信息,對各種環(huán)境數據進(jìn)行綜合的統計并分析以及采用直觀(guān)的豐富多樣的表現方式進(jìn)行展示,它使環(huán)境主管部門(mén)對各種環(huán)境要素的管理變得直觀(guān)、簡(jiǎn)單和輕松。
4.1 Web端發(fā)布系統
4.1.1 空氣質(zhì)量子站點(diǎn)位GIS地圖在線(xiàn)顯示
系統提供多種方式的地圖效果(矢量、衛星、三維)來(lái)實(shí)時(shí)顯示空氣子站的位置和實(shí)時(shí)數據,如果是帶有GPS模塊的監測儀器,可以直接向平臺開(kāi)放的接口發(fā)送定位信息,對接成功并審核完成后,即可在GIS地圖上顯示。當GPS無(wú)法定位、定位不準或站點(diǎn)坐標移動(dòng)后,用戶(hù)也可以在系統中直接標注監測儀器經(jīng)緯度和站點(diǎn)相關(guān)信息。站點(diǎn)名稱(chēng)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)數據實(shí)時(shí)狀態(tài)查看
用戶(hù)上傳點(diǎn)位成功,按照環(huán)境部門(mén)標準格式發(fā)送數據協(xié)議后,我們支持:HJ/T212-2005《污染源在線(xiàn)自動(dòng)監控(監測)系統數據傳輸標準》,站點(diǎn)對接成功后即可自動(dòng)解析數據格式生成數據面板,可以按照不同需求配置需要顯示的監測因子,顯示時(shí)間段分為實(shí)時(shí)狀態(tài)值、zui近一小時(shí)值、zui近24小時(shí)值等。
4.1.3 環(huán)境遠程視頻實(shí)時(shí)監控
監測現場(chǎng)可以安裝視頻監控設備,通過(guò)窗口視圖直觀(guān)了解監測站點(diǎn)的周邊情況和污染物實(shí)時(shí)排放數據,以保證系統運行的穩定性。當數據異常提醒之后,可以通過(guò)回傳影像資料判斷現場(chǎng)情況(需人工進(jìn)行),當發(fā)生不可抗力因素時(shí),同樣可以根據影像資料來(lái)判定事故詳情。
4.1.4 空氣質(zhì)量預警
系統生成數據后,可按照用戶(hù)需求設置預警模式(提醒方式:短信、郵件、)。
模式1:超標預警
大氣、揚塵標準格式按照AQI指數對應色值顯示,水質(zhì)、煙氣按照國家標準顯示,非標準格式監測因子支持用戶(hù)定制開(kāi)發(fā),地圖指標根據指數對應顏色顯示,點(diǎn)擊站點(diǎn)顯示數據時(shí),首要污染物通過(guò)顏色條注釋?zhuān)敂祿笜顺^(guò)預警界限后,根據用戶(hù)定制發(fā)送提醒。
AQI:空氣污染指數劃分為0-50、51-100、101-150、151-200、201-300和大于300六檔,對應于空氣質(zhì)量的六個(gè)級別,指數越大,級別越高,說(shuō)明污染越嚴重,對人體健康的影響也越明顯。
模式2:斷線(xiàn)預警
監測點(diǎn)位由于設備故障、設備短路等原因導致數據連接中斷后,系統自動(dòng)給發(fā)送斷線(xiàn)提醒,每小時(shí)提醒一次,直至重新正常連接。
模式3:異常值預警
當監測數值在某一時(shí)間段內出現大幅度起落,或者在較長(cháng)時(shí)間數值無(wú)變化,同樣會(huì )觸發(fā)預警,報知相關(guān)人員核對檢修。
4.1.5 空氣質(zhì)量數據報表
用戶(hù)數據收集達到系統zui低要求數量后,后臺即可啟用數據歸類(lèi)功能,自動(dòng)計算小時(shí)值、日、周、旬、月、年均值等,生成對應報表供用戶(hù)下載查看。
數據生成支持折線(xiàn)圖、柱狀圖、餅狀圖、在線(xiàn)文檔等多種形式,導出打印時(shí)支持選用JPG圖片、PDF、EXCEL、WORD文檔多種格式。
4.1.6 空氣質(zhì)量日報自動(dòng)生成
按照HJ633-2012環(huán)境空氣質(zhì)量指數(AQI)技術(shù)規定要求,自動(dòng)生成日報數據報表,發(fā)布的日報指標包括各監測站點(diǎn)的監測站點(diǎn)信息、空氣質(zhì)量指數(AQI)、首要污染物、空氣質(zhì)量指數類(lèi)別以及空氣質(zhì)量指數說(shuō)明等信息,可自動(dòng)生成word、Excel、PDF多種格式格式的日報,日報格式如下表:
4.1.7 環(huán)境空氣質(zhì)量數據排名
針對相關(guān)環(huán)境管理部門(mén)以及用戶(hù)個(gè)性化定制需求,系統設置獨立排名系統,由于接入監測因子類(lèi)型較多,所以排名目前采用AQCI(空氣質(zhì)量綜合指數)進(jìn)行,同時(shí)可以采用AQI或者根據不同用戶(hù)特點(diǎn)定制排名體系。
分級計算參考的標準是新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準(GB3095-2012)》。AQI采用《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(AQI)技術(shù)規定(試行)(HJ 633—2012)》計算,AQCI按照《環(huán)境空氣質(zhì)量評價(jià)技術(shù)規范(試行)(發(fā)布稿)(HJ633-2013)》計算,參與評價(jià)的污染物為SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3、CO六項。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)量預報預警工作中,污染源調查與排放源清單的建立不僅是環(huán)境空氣質(zhì)量預測預報的重要前提,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,方能為區域明確階段性環(huán)境污染整治方向、出臺污染控制措施、并為及時(shí)評估各項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,對于科學(xué)引導區域環(huán)境污染控制決策、推行污染物排放總量控制和開(kāi)展許可證發(fā)放、污染物排放標準建立和污染預警聯(lián)動(dòng)等工作具有深遠的意義。因此,建立大氣污染物清單的動(dòng)態(tài)更新及維護機制、確保數據的連貫性和有效性是環(huán)境管理部門(mén)的一項重要基礎工作。
分析全面覆蓋污普、環(huán)統、排污申報、總量、監察等數據,采用統一標準規范和統一分析方法,準確反映污染源數據和各類(lèi)數據間的關(guān)系。從多角度進(jìn)行分析,全面反映污染源狀況,包括污染源數量和分布,主要污染物排放總量和變化趨勢等,按行業(yè)、污染物、企業(yè)情況等因素,篩選出重點(diǎn)管理對象,為監察工作提供依據。
收集點(diǎn)位數據后,平臺對各項污染物統計值進(jìn)行計算分析,初步建立點(diǎn)位污染源模型(當前采用方法為首要污染物比重餅狀圖解析),如果監測點(diǎn)位條件允許,能夠實(shí)現現場(chǎng)采樣,則可以更加精確的進(jìn)行污染物對比分析,通過(guò)各時(shí)間段污染物比重模型結合地區現狀來(lái)分析具體污染源和現場(chǎng)實(shí)際情況,并提供針對性治理方案。
污染源可分成固定源、流動(dòng)源、開(kāi)放源等。固定源主要包括燃煤(油)的各類(lèi)電廠(chǎng)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)源主要包括機動(dòng)車(chē)、船、飛機及非道路機械等顆粒物排放源。源解析中的開(kāi)放源通常包括土壤風(fēng)沙塵、道路揚塵、施工揚塵、堆場(chǎng)揚塵和窗臺塵等。特定地區的源解析工作有時(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)量預報(空氣質(zhì)量動(dòng)態(tài)云圖)
環(huán)境空氣質(zhì)量預報是大氣防治工作中的核心工作,業(yè)務(wù)處室需要對外提供24小時(shí)環(huán)境空氣質(zhì)量預報和未來(lái)3天污染潛勢預測。24小時(shí)預報產(chǎn)品包括SO2、NO2、O3、CO、PM10、PM2.5六種污染物濃度范圍、環(huán)境空氣質(zhì)量指數(AQI)及其環(huán)境空氣質(zhì)量級別。未來(lái)3天污染物潛勢預測產(chǎn)品包括環(huán)境空氣質(zhì)量級別、首要污染物濃度范圍。業(yè)務(wù)部門(mén)需要根據系統所提供的環(huán)境空氣質(zhì)量預報產(chǎn)品和實(shí)時(shí)監測數據,結合業(yè)務(wù)專(zhuān)家會(huì )商結果,整理出zui終的發(fā)布產(chǎn)品,對公眾進(jìn)行發(fā)布。為了更好的保證預報工作正常進(jìn)行,需要提供以集成數值預報為主,統計預報為輔的雙預報模式。
為了更加精確的提供預報產(chǎn)品,業(yè)務(wù)部門(mén)需要實(shí)現和氣象觀(guān)測網(wǎng)的數據同化,來(lái)提高模式的預報準確度。目前我們和南開(kāi)大學(xué)教授,國家環(huán)保領(lǐng)域千人計劃專(zhuān)家合作,提供環(huán)境空氣質(zhì)量預報服務(wù)。
根據環(huán)境數據的變化制作地區熱力圖以及云圖
4.1.10 環(huán)境空氣質(zhì)量預警與控制決策支持
環(huán)境空氣質(zhì)量預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(mén)需要建立一套完整的污染天氣控制措施包括機動(dòng)車(chē)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社會(huì )、經(jīng)濟影響的定量描述關(guān)系。
業(yè)務(wù)部門(mén)根據實(shí)時(shí)監測數據和數值預報結果,對污染天氣進(jìn)行溯源分析,得出造成污染天氣的排放源及貢獻率,根據優(yōu)化控制模式給出重點(diǎn)控制目標和控制措施,選擇對口的業(yè)務(wù)部門(mén)進(jìn)行行政執法,降低重污染危害,達到改善環(huán)境空氣質(zhì)量指標的要求。
4.2 移動(dòng)端發(fā)布系統
手機版發(fā)布系統支持Android、IOS等主流的手機操作系統,系統界面簡(jiǎn)潔、大方,易于操作。發(fā)布各個(gè)監測站點(diǎn)的PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO小時(shí)、日均、月均濃度值,提供查看轄區內各站點(diǎn)空氣質(zhì)量排名功能,并繪制過(guò)去24小時(shí)的濃度曲線(xiàn)圖。發(fā)布城市、區域的環(huán)境質(zhì)量AQI、首要污染物、環(huán)境質(zhì)量指數類(lèi)別、環(huán)境質(zhì)量指數說(shuō)明以及健康提示等信息。按照《HJ633-2012環(huán)境質(zhì)量指數(AQI)技術(shù)規定》,根據環(huán)境質(zhì)量AQI進(jìn)行顏色標識。
4.2.1 用戶(hù)權限控制
根據用戶(hù)級別不同,分別設定不同權限,普通用戶(hù)登入后只可查看賬號所屬站點(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 數據查看與分析
主界面可查看權限范圍內點(diǎn)位數據詳情,點(diǎn)擊不同監測因子所在方格,下方折線(xiàn)圖則對應顯示其zui近24小時(shí)內污染因子變化情況。
4.2.3 GIS地理信息顯示
點(diǎn)位狀況與web端同步,獲取坐標信息后即可在地圖上顯示,支持當前總體數據情況與單項指數切換,污染指數根據等級不同以不同顏色顯示。
如果點(diǎn)位信息過(guò)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 歷史數據查詢(xún)
移動(dòng)端在web端基礎上提供簡(jiǎn)單的查詢(xún)功能,該模塊按照權限不同所屬轄區不同,可以查看站點(diǎn)zui近24小時(shí)、或zui近30天、或zui近12個(gè)月,綜合指數或者分項指數的均值狀況。
4.2.5 環(huán)境質(zhì)量指數排名查看
移動(dòng)端可以便捷的為環(huán)境管理人員提供服務(wù),管理者賬號登錄后,開(kāi)放排名信息功能,提供當日轄區內站點(diǎn)排名,明確污染方向。
4.2.6 系統設置、功能標準、預警處理
輔助功能全部歸集于側邊欄內,APP向用戶(hù)推送通知,個(gè)人設置中可以設置是否接收消息、提醒方式等。
4.3 面向公眾的環(huán)境空氣質(zhì)量發(fā)布平臺
空氣質(zhì)量一直是公眾非常關(guān)注的問(wèn)題,各級環(huán)保監測部門(mén)目前大部分采用了的形式向公眾發(fā)布空氣質(zhì)量情況,除了提供、微博、手機APP,我們還進(jìn)一步升級空氣質(zhì)量信息的發(fā)布渠道,可以建立如公眾賬號等新的發(fā)布平臺。通過(guò)政府公眾號發(fā)布空氣質(zhì)量信息,方便公眾查看。
4.4 系統管理
系統管理包括用戶(hù)管理、角色管理、配置管理、權限管理、日志管理幾個(gè)模塊。
4.4.1用戶(hù)管理
通過(guò)用戶(hù)管理,可以對系統用戶(hù)進(jìn)行新建、查找、刪除、修改等操作。
4.4.2角色管理
能對角色信息進(jìn)行添加,刪除,修改,查詢(xún)等操作。每個(gè)用戶(hù)都需要一個(gè)角色來(lái)決定它所能擁有的權限。
4.4.3配置管理
通過(guò)配置管理,可對系統中通用的、可配置的項目進(jìn)行靈活的配置。例如監測數據異常值的判斷標準、系統涉及公文的模板、超標報警的閾值等。
4.4.4權限管理
管理人員能夠分配系統用戶(hù)各功能模塊的操作權限,能夠查看系統的操作日志、恢復被刪除企業(yè),設置編碼表信息。本系統采用分層管理的和分地區管理相結合的安全管理方式,即用戶(hù)除了根據分配的權限獲得相應的功能和訪(fǎng)問(wèn)控制能力之外,還會(huì )根據其所屬的地區,分配相應的地區的空氣質(zhì)量的監測數據權限。系統管理員可以根據需要管理用戶(hù),以及把權限分配給用戶(hù)。
4.4.5日志管理
通過(guò)日志管理,可以查看任意時(shí)間段的系統操作記錄以及站點(diǎn)維護、站點(diǎn)故障、站點(diǎn)掉線(xiàn)記錄,便于用戶(hù)對系統運行情況的掌握,為系統運行異常、故障等突發(fā)狀況的處理和維護提供依據。