邵衛(wèi)偉，王國勝，張曉海，陳劍

(浙江省環(huán)境監(jiān)測中心，浙江 杭州 310015)

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浙江省水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測管理系統(tǒng)構(gòu)建

邵衛(wèi)偉，王國勝，張曉海，陳劍

(浙江省環(huán)境監(jiān)測中心，浙江 杭州 310015)

概述了各地在構(gòu)建水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測管理系統(tǒng)上的探索和不足。構(gòu)建了水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測管理系統(tǒng)，統(tǒng)一應(yīng)用平臺，利用儀器儀表標(biāo)識集，實(shí)施監(jiān)測數(shù)據(jù)輔助審核，完善數(shù)據(jù)預(yù)警統(tǒng)計(jì)分析功能；通過平臺對現(xiàn)場端儀器自動(dòng)巡檢，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中化管理，完善水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測質(zhì)量控制體系，滿足了環(huán)境管理需求。

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測管理系統(tǒng)；報(bào)警預(yù)警；數(shù)據(jù)審核；監(jiān)視監(jiān)控

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測以在線自動(dòng)智能分析儀器為核心，充分運(yùn)用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、自動(dòng)測量和控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境質(zhì)量的實(shí)時(shí)自動(dòng)在線監(jiān)測和預(yù)警。針對水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測站點(diǎn)分布廣、數(shù)據(jù)量大、技術(shù)要求高、系統(tǒng)儀器運(yùn)維復(fù)雜等特點(diǎn)，構(gòu)建水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)自動(dòng)站遠(yuǎn)程反控、數(shù)據(jù)集中處理和運(yùn)行維護(hù)平臺巡檢，對保證水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測站自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性和提升綜合分析水平尤為關(guān)鍵[1-4]。

1 系統(tǒng)概述

各地在構(gòu)建水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測管理系統(tǒng)上有了許多的探索和實(shí)踐，但普遍存在著一些不足： 對自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)缺乏平臺數(shù)據(jù)輔助功能，儀器儀表僅僅上傳監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)，缺乏儀器狀態(tài)等背景數(shù)據(jù)的支持；不提供儀器儀表反控功能，造成本來能夠通過遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)的功能操作需要現(xiàn)場人工操作完成；對統(tǒng)計(jì)分析部分設(shè)計(jì)不足；現(xiàn)場站點(diǎn)運(yùn)行管理功能欠缺，側(cè)重于水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)本身，對日常運(yùn)行管理的需要考慮不足。

現(xiàn)提出的管理系統(tǒng)構(gòu)建著眼于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場端儀器視頻監(jiān)控和統(tǒng)一控制，及時(shí)準(zhǔn)確地感知現(xiàn)場站房環(huán)境狀況及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)；統(tǒng)一應(yīng)用一個(gè)平臺，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中化管理；充分利用儀器儀表標(biāo)識集，增加數(shù)據(jù)有效性計(jì)算機(jī)輔助審核，提升自動(dòng)監(jiān)測質(zhì)量控制水平；完善數(shù)據(jù)預(yù)警統(tǒng)計(jì)分析功能，滿足環(huán)境管理需要；通過平臺對現(xiàn)場端日常運(yùn)行維護(hù)實(shí)施自動(dòng)巡檢和有效管理；等等。

2 系統(tǒng)構(gòu)建

按照“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、共建共享”的原則，實(shí)現(xiàn)開放式、標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化和模塊化系統(tǒng)構(gòu)架；充分利用目前先進(jìn)和成熟的信息、網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，結(jié)合浙江省實(shí)際情況，根據(jù)環(huán)境保護(hù)管理的需要，實(shí)現(xiàn)多元化、多層次、多信息的快速有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和分析及報(bào)告等。該管理系統(tǒng)主要包括了儀器反控、數(shù)據(jù)審核、報(bào)警預(yù)警、運(yùn)行管理、分析評價(jià)、視頻監(jiān)控等模塊(圖1)。

圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

2.1 儀器反控

儀器反控包括系統(tǒng)控制、系統(tǒng)設(shè)置、參數(shù)讀取功能。通過Web端對儀器儀表進(jìn)行控制與操作，包括遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場工控機(jī)重啟，遠(yuǎn)程設(shè)置現(xiàn)場工控機(jī)數(shù)據(jù)上報(bào)時(shí)間間隔，遠(yuǎn)程設(shè)置測量因子預(yù)警參數(shù)，遠(yuǎn)程獲取儀器狀態(tài)信息(儀器連接狀態(tài)、儀器報(bào)警狀態(tài)、儀器故障狀態(tài))，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)復(fù)位重啟，遠(yuǎn)程切換運(yùn)行模式(連續(xù)模式、間歇模式、應(yīng)急模式)，遠(yuǎn)程切換采樣泵，遠(yuǎn)程控制儀器清洗和測量等功能(圖2)。

圖2 反控流程

2.2 數(shù)據(jù)審核

數(shù)據(jù)審核模塊主要包含了數(shù)據(jù)補(bǔ)遺、審核提醒、審核權(quán)限、審核參數(shù)設(shè)置以及系統(tǒng)輔助審核等方面。因設(shè)備掉線或網(wǎng)絡(luò)斷開等情況，在傳輸正常后，系統(tǒng)自動(dòng)從下位機(jī)軟件數(shù)據(jù)庫中讀取原始數(shù)據(jù)，若儀器出現(xiàn)故障，系統(tǒng)可以自動(dòng)提示在數(shù)據(jù)生成邏輯中空缺的數(shù)據(jù)內(nèi)容，提示進(jìn)行補(bǔ)錄入。超過審核周期而未審核的數(shù)據(jù)，在用戶登錄后對其進(jìn)行審核提醒，不審核則不能使用系統(tǒng)其他功能。對數(shù)據(jù)審核進(jìn)行權(quán)限控制，不允許跨級審核。系統(tǒng)可以設(shè)定監(jiān)測數(shù)據(jù)報(bào)警最高、最低值，對離群數(shù)據(jù)報(bào)警額定倍數(shù)進(jìn)行設(shè)定。系統(tǒng)輔助審核主要側(cè)重對連續(xù)幾個(gè)相同數(shù)據(jù)、超出最低最高值框定數(shù)據(jù)以及離群數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，同時(shí)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識集，去除已標(biāo)識不正確的監(jiān)測數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)審核判定方式存在優(yōu)先級，當(dāng)一個(gè)監(jiān)測數(shù)據(jù)不符合多種判定方式時(shí)，顯示優(yōu)先級最高的，優(yōu)先級定義為儀器判斷>超限(上下限)>離群>連續(xù)[5-8]。

2.3 報(bào)警預(yù)警

系統(tǒng)具有趨勢預(yù)警、超標(biāo)報(bào)警、故障報(bào)警等功能，以地圖圖形、圖標(biāo)顏色變化、表格中數(shù)值顏色、手機(jī)短信、郵件等方式提供多樣化報(bào)警。系統(tǒng)自動(dòng)分析評估監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時(shí)準(zhǔn)確地掌握各監(jiān)測點(diǎn)動(dòng)態(tài)，對趨勢變化異常的提前預(yù)警。當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)超出了系統(tǒng)設(shè)定范圍時(shí)，以異常顏色顯示并自動(dòng)跳出對話框。采集終端發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出故障報(bào)警信號。系統(tǒng)支持報(bào)警信息狀態(tài)設(shè)置，并在處理完成后填寫處理記錄，并可按照區(qū)域、時(shí)間段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和狀態(tài)查詢。

2.4 運(yùn)行管理

運(yùn)行管理模塊實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測站設(shè)備的電子化運(yùn)行管理功能。對其日常運(yùn)行維護(hù)、維修、質(zhì)量保證和控制等信息進(jìn)行管理。運(yùn)行管理模塊包括3類用戶，分別為省級監(jiān)測站用戶、地方監(jiān)測站用戶、運(yùn)維方。3類用戶進(jìn)入系統(tǒng)后，將按照權(quán)限顯示不同的運(yùn)行管理功能。省級監(jiān)測站用戶主要管理設(shè)備及零配件信息，查看設(shè)備的報(bào)修情況和維修狀態(tài)，匯總查詢巡檢和質(zhì)控核查等信息。地方監(jiān)測站用戶主要記錄日監(jiān)控、周巡視信息，設(shè)備報(bào)修及維修信息，填寫質(zhì)控核查及試劑配件更換信息。運(yùn)維方主要填寫每次設(shè)備巡檢及試劑配件更換信息，按照“待處理設(shè)備”和“處理中設(shè)備”分類填寫設(shè)備維修情況。運(yùn)行管理模塊還實(shí)現(xiàn)了對設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率、站點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)率和數(shù)據(jù)有效率按周期匯總查詢。

2.5 分析評價(jià)

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)限統(tǒng)計(jì)分析查詢的智能化，統(tǒng)計(jì)分析查詢條件的可選化，結(jié)果的多樣化。如提供自定義組合，可選條件包括區(qū)域、時(shí)間段、斷面、河流等，實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)多參、多點(diǎn)單參、多點(diǎn)多參及對比趨勢分析功能，查詢結(jié)果采用報(bào)表、圖形、圖表等多種方式，系統(tǒng)提供查詢結(jié)果的保存、打印、刪除等功能。提供異常情況查詢，在用戶設(shè)定時(shí)段、河段(斷面)、河流、區(qū)域、指標(biāo)后，系統(tǒng)能統(tǒng)計(jì)出異常情況(超出標(biāo)準(zhǔn))。

2.6 監(jiān)視監(jiān)控

監(jiān)視監(jiān)控功能模塊包含智能工作環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控和站房設(shè)備視頻監(jiān)控兩部分。智能工作環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控可以實(shí)現(xiàn)將水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測站內(nèi)傳感器和探索器所感應(yīng)到的水浸情況、工作間溫度變化情況、儀器設(shè)備電壓及水壓等變化情況及時(shí)傳輸至管理系統(tǒng)。站房設(shè)備視頻監(jiān)控可以對水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測站房及取水口進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)站房安全無人值守?？梢酝ㄟ^管理系統(tǒng)遠(yuǎn)程進(jìn)行視頻切換設(shè)置，如調(diào)整攝像頭方向、放大、縮小等。

3 結(jié)語

構(gòu)建的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測管理系統(tǒng)，目前已成功運(yùn)用于浙江省水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測工作之中。通過在全省層面運(yùn)用實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集和設(shè)備的統(tǒng)一控制，為設(shè)備運(yùn)行管理提供了信息化工具，降低現(xiàn)場維護(hù)量，有效提高儀器設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)率，實(shí)現(xiàn)了對全轄區(qū)儀器設(shè)備的統(tǒng)一管理和運(yùn)營維護(hù)，提高運(yùn)行管理水平。通過對設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集和環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)狀態(tài)的標(biāo)識，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)自動(dòng)/輔助審核，大大減少了人工審核的工作量。基于GIS的統(tǒng)計(jì)、分析、對比、評價(jià)等功能開發(fā)，推進(jìn)了環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的深度應(yīng)用。

[1] 邢夢林,王瀟磊,鄭瑤,等.淺談水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)及應(yīng)用研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2013(10):44-46.

[2] 宋濤.地表水水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)及其建設(shè)問題探討[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2013(10):131.

[3] 梁國康.水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展與運(yùn)行維護(hù)[J].上海水務(wù),2008(3):11-13.

[4] 中國環(huán)境監(jiān)測總站.國家地表水自動(dòng)監(jiān)測站運(yùn)行管理辦法[Z].2007.

[5] 魏房忠，溫香彩，黎剛，等.國家級水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸平臺構(gòu)想[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2012(2)：4-7.

[6] 許萌軍,王智.環(huán)境質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀及對策研究[J].江蘇科技信息，2014(1)：70-72.

[7] 劉佳泓，高翔，張?bào)K，等.污染源自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)異常診斷系統(tǒng)研究[J].環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2014，6(2)：15-17.

[8] 吳旻妍，成國興，薛媛媛，等.環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合管理平臺的涉及及應(yīng)用[J].環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2014，6(4)：56-58.

欄目編輯 周立平

·簡訊·

歐洲三分之一鳥類瀕臨滅絕 八成棲息地境況不佳

據(jù)《衛(wèi)報(bào)》報(bào)道，根據(jù)近期揭露的《歐盟自然狀況報(bào)告》內(nèi)容顯示，受人類農(nóng)業(yè)活動(dòng)的影響，歐洲三分之一的鳥類目前瀕臨滅絕，生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)很難應(yīng)對人類活動(dòng)的影響。

《歐盟自然狀況報(bào)告》全面研究了歐洲野生動(dòng)物和自然棲息地的現(xiàn)狀。報(bào)告收集整理了2007—2012年間27個(gè)歐盟國家的大量數(shù)據(jù)，并指出自1980年以來，云雀和斑鳩等過去一些常見鳥類的數(shù)量正急劇下降。其中，斑鳩的數(shù)量急劇下降或超過90%，而且將很快被列入“世界自然保護(hù)聯(lián)盟”的瀕危物種“紅色名錄”中；與此同時(shí)，云雀和圃鹀的數(shù)量也已經(jīng)下降了近一半。

在報(bào)告中，歐盟環(huán)境署對歐洲的804個(gè)自然棲息地進(jìn)行了評估，其中77%的棲息地境況糟糕，近三分之一的棲息地自2006年的一次研究以來已經(jīng)遭到嚴(yán)重破壞，只有五分之一的棲息地狀況良好，這與2020年34%的目標(biāo)相去甚遠(yuǎn)，此外還有4%的棲息地狀況得到了改善。

研究表明，集約式農(nóng)業(yè)以及自然地形地貌的改變給歐洲的動(dòng)植物造成了最大的威脅。

目前農(nóng)業(yè)用地占?xì)W盟土地利用的三分之二。對草地和荒野進(jìn)行破壞或者改變其土地利用形式進(jìn)而種植作物，再加上殺蟲劑的使用，導(dǎo)致了大量鳥類死亡。同時(shí)，單一耕作、改變放牧方式以及破壞自然植被和自然景觀都加重了這一影響。此外，報(bào)告還將改變水道、棲息地分割破碎化、捕獵、下毒和偷獵等人類活動(dòng)列為對鳥類的特殊威脅。

不過報(bào)告也發(fā)現(xiàn)，由于歐盟鳥類法令的實(shí)施，許多之前受到威脅的野生鳥類種群已經(jīng)逐漸恢復(fù)正常，如胡禿鷲、大鴇和灰鶴等。歐盟委員會一位官員說：“報(bào)告清晰地表明了鳥類和棲息地法令的效力，但也指出還有許多工作需要去做?！?/p>

根據(jù)報(bào)告，阿爾卑斯山地區(qū)的生態(tài)保護(hù)較好，而北部(挪威、芬蘭、波羅的海國家)和大西洋地區(qū)(英國、法國西部、丹麥、比何盧三國)的生物多樣性則面臨巨大的威脅。

事實(shí)上，歐盟已經(jīng)制定了2020年生態(tài)多樣性的六大目標(biāo)，包括執(zhí)法、生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)、提高農(nóng)業(yè)和林業(yè)可持續(xù)性、控制外來物種和預(yù)防全球生物多樣性損失。

摘自 www.jshb.gov.cv 2015-05-25

The Construction of Management System for the Automatic Water Quality Monitoring in the Zhejiang Province

SHAO Wei-wei,WANG Guo-sheng,ZHANG Xiao-hai,CHEN Jian

(ZhejiangEnvironmentalMonitoringCenter,Hangzhou,Zhejiang310015,China)

The management system for the automatic water quality monitoring was constructed and the application platform was unified. The statistical analysis function for early-warning was improved with the help of instrument identification set and the aided audit for monitoring data. To meet the needs of environmental management,the field instruments were automatically inspected by means of platform and the data was centrally managed. The quality control system of automatic water quality monitoring was improved.

Management system of automatic water quality monitoring; Early warning and alarm; Data auditing; Monitoring and controlling

2015-03-09；

2015-04-21

邵衛(wèi)偉(1969—) ，男，研究員級高級工程師，碩士，從事生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與評估技術(shù)研究。

X832

B

1674-6732(2015)03-0060-03