浙江省水质自动监测管理系统构建

邵卫伟，王国胜，张晓海，陈剑

(浙江省环境监测中心，浙江 杭州 310015)



浙江省水质自动监测管理系统构建

邵卫伟，王国胜，张晓海，陈剑

(浙江省环境监测中心，浙江 杭州 310015)

概述了各地在构建水质自动监测管理系统上的探索和不足。构建了水质自动监测管理系统，统一应用平台，利用仪器仪表标识集，实施监测数据辅助审核，完善数据预警统计分析功能；通过平台对现场端仪器自动巡检，实现数据集中化管理，完善水质自动监测质量控制体系，满足了环境管理需求。

水质自动监测管理系统；报警预警；数据审核；监视监控

水质自动监测以在线自动智能分析仪器为核心，充分运用现代传感器技术、自动测量和控制技术、计算机应用技术，实现水环境质量的实时自动在线监测和预警。针对水质自动监测站点分布广、数据量大、技术要求高、系统仪器运维复杂等特点，构建水质自动监测管理系统，实现水质自动站远程反控、数据集中处理和运行维护平台巡检，对保证水质自动监测站自动监测数据有效性和提升综合分析水平尤为关键[1-4]。

1 系统概述

各地在构建水质自动监测管理系统上有了许多的探索和实践，但普遍存在着一些不足： 对自动监测数据缺乏平台数据辅助功能，仪器仪表仅仅上传监测结果数据，缺乏仪器状态等背景数据的支持；不提供仪器仪表反控功能，造成本来能够通过远程控制实现的功能操作需要现场人工操作完成；对统计分析部分设计不足；现场站点运行管理功能欠缺，侧重于水质自动监测数据本身，对日常运行管理的需要考虑不足。

现提出的管理系统构建着眼于实现现场端仪器视频监控和统一控制，及时准确地感知现场站房环境状况及设备运行状态；统一应用一个平台，实现数据集中化管理；充分利用仪器仪表标识集，增加数据有效性计算机辅助审核，提升自动监测质量控制水平；完善数据预警统计分析功能，满足环境管理需要；通过平台对现场端日常运行维护实施自动巡检和有效管理；等等。

2 系统构建

按照“统一规划、统一标准、共建共享”的原则，实现开放式、标准化、网络化和模块化系统构架；充分利用目前先进和成熟的信息、网络和计算机技术，结合浙江省实际情况，根据环境保护管理的需要，实现多元化、多层次、多信息的快速有效的监测数据采集、传输、处理和分析及报告等。该管理系统主要包括了仪器反控、数据审核、报警预警、运行管理、分析评价、视频监控等模块(图1)。

图1 系统功能结构

2.1 仪器反控

仪器反控包括系统控制、系统设置、参数读取功能。通过Web端对仪器仪表进行控制与操作，包括远程控制现场工控机重启，远程设置现场工控机数据上报时间间隔，远程设置测量因子预警参数，远程获取仪器状态信息(仪器连接状态、仪器报警状态、仪器故障状态)，远程控制系统复位重启，远程切换运行模式(连续模式、间歇模式、应急模式)，远程切换采样泵，远程控制仪器清洗和测量等功能(图2)。

图2 反控流程

2.2 数据审核

数据审核模块主要包含了数据补遗、审核提醒、审核权限、审核参数设置以及系统辅助审核等方面。因设备掉线或网络断开等情况，在传输正常后，系统自动从下位机软件数据库中读取原始数据，若仪器出现故障，系统可以自动提示在数据生成逻辑中空缺的数据内容，提示进行补录入。超过审核周期而未审核的数据，在用户登录后对其进行审核提醒，不审核则不能使用系统其他功能。对数据审核进行权限控制，不允许跨级审核。系统可以设定监测数据报警最高、最低值，对离群数据报警额定倍数进行设定。系统辅助审核主要侧重对连续几个相同数据、超出最低最高值框定数据以及离群数据进行判断，同时根据标准标识集，去除已标识不正确的监测数据。数据审核判定方式存在优先级，当一个监测数据不符合多种判定方式时，显示优先级最高的，优先级定义为仪器判断>超限(上下限)>离群>连续[5-8]。

2.3 报警预警

系统具有趋势预警、超标报警、故障报警等功能，以地图图形、图标颜色变化、表格中数值颜色、手机短信、邮件等方式提供多样化报警。系统自动分析评估监测数据，及时准确地掌握各监测点动态，对趋势变化异常的提前预警。当监测数据超出了系统设定范围时，以异常颜色显示并自动跳出对话框。采集终端发生故障时，系统发出故障报警信号。系统支持报警信息状态设置，并在处理完成后填写处理记录，并可按照区域、时间段进行统计和状态查询。

2.4 运行管理

运行管理模块实现对水质自动监测站设备的电子化运行管理功能。对其日常运行维护、维修、质量保证和控制等信息进行管理。运行管理模块包括3类用户，分别为省级监测站用户、地方监测站用户、运维方。3类用户进入系统后，将按照权限显示不同的运行管理功能。省级监测站用户主要管理设备及零配件信息，查看设备的报修情况和维修状态，汇总查询巡检和质控核查等信息。地方监测站用户主要记录日监控、周巡视信息，设备报修及维修信息，填写质控核查及试剂配件更换信息。运维方主要填写每次设备巡检及试剂配件更换信息，按照“待处理设备”和“处理中设备”分类填写设备维修情况。运行管理模块还实现了对设备运转率、站点联网率和数据有效率按周期汇总查询。

2.5 分析评价

系统实现根据权限统计分析查询的智能化，统计分析查询条件的可选化，结果的多样化。如提供自定义组合，可选条件包括区域、时间段、断面、河流等，实现单点多参、多点单参、多点多参及对比趋势分析功能，查询结果采用报表、图形、图表等多种方式，系统提供查询结果的保存、打印、删除等功能。提供异常情况查询，在用户设定时段、河段(断面)、河流、区域、指标后，系统能统计出异常情况(超出标准)。

2.6 监视监控

监视监控功能模块包含智能工作环境自动监控和站房设备视频监控两部分。智能工作环境自动监控可以实现将水质自动监测站内传感器和探索器所感应到的水浸情况、工作间温度变化情况、仪器设备电压及水压等变化情况及时传输至管理系统。站房设备视频监控可以对水质自动监测站房及取水口进行实时视频监控，实现站房安全无人值守。可以通过管理系统远程进行视频切换设置，如调整摄像头方向、放大、缩小等。

3 结语

构建的水质自动监测管理系统，目前已成功运用于浙江省水质自动监测工作之中。通过在全省层面运用实践，实现了水质自动监测数据的统一采集和设备的统一控制，为设备运行管理提供了信息化工具，降低现场维护量，有效提高仪器设备的正常运转率，实现了对全辖区仪器设备的统一管理和运营维护，提高运行管理水平。通过对设备状态数据的采集和环境监测数据状态的标识，实现了监测数据自动/辅助审核，大大减少了人工审核的工作量。基于GIS的统计、分析、对比、评价等功能开发，推进了环境监测数据的深度应用。

[1] 邢梦林,王潇磊,郑瑶,等.浅谈水质自动监测系统的建设及应用研究[J].环境科学与管理,2013(10):44-46.

[2] 宋涛.地表水水质自动监测系统及其建设问题探讨[J].资源节约与环保,2013(10):131.

[3] 梁国康.水质自动监测系统的发展与运行维护[J].上海水务,2008(3):11-13.

[4] 中国环境监测总站.国家地表水自动监测站运行管理办法[Z].2007.

[5] 魏房忠，温香彩，黎刚，等.国家级水环境监测数据传输平台构想[J].中国环境监测，2012(2)：4-7.

[6] 许萌军,王智.环境质量自动监控系统数据传输标准现状及对策研究[J].江苏科技信息，2014(1)：70-72.

[7] 刘佳泓，高翔，张骥，等.污染源自动监测数据异常诊断系统研究[J].环境监控与预警，2014，6(2)：15-17.

[8] 吴旻妍，成国兴，薛媛媛，等.环境质量监测数据综合管理平台的涉及及应用[J].环境监控与预警，2014，6(4)：56-58.

栏目编辑 周立平

·简讯·

欧洲三分之一鸟类濒临灭绝 八成栖息地境况不佳

据《卫报》报道，根据近期揭露的《欧盟自然状况报告》内容显示，受人类农业活动的影响，欧洲三分之一的鸟类目前濒临灭绝，生态系统已经很难应对人类活动的影响。

《欧盟自然状况报告》全面研究了欧洲野生动物和自然栖息地的现状。报告收集整理了2007—2012年间27个欧盟国家的大量数据，并指出自1980年以来，云雀和斑鸠等过去一些常见鸟类的数量正急剧下降。其中，斑鸠的数量急剧下降或超过90%，而且将很快被列入“世界自然保护联盟”的濒危物种“红色名录”中；与此同时，云雀和圃鹀的数量也已经下降了近一半。

在报告中，欧盟环境署对欧洲的804个自然栖息地进行了评估，其中77%的栖息地境况糟糕，近三分之一的栖息地自2006年的一次研究以来已经遭到严重破坏，只有五分之一的栖息地状况良好，这与2020年34%的目标相去甚远，此外还有4%的栖息地状况得到了改善。

研究表明，集约式农业以及自然地形地貌的改变给欧洲的动植物造成了最大的威胁。

目前农业用地占欧盟土地利用的三分之二。对草地和荒野进行破坏或者改变其土地利用形式进而种植作物，再加上杀虫剂的使用，导致了大量鸟类死亡。同时，单一耕作、改变放牧方式以及破坏自然植被和自然景观都加重了这一影响。此外，报告还将改变水道、栖息地分割破碎化、捕猎、下毒和偷猎等人类活动列为对鸟类的特殊威胁。

不过报告也发现，由于欧盟鸟类法令的实施，许多之前受到威胁的野生鸟类种群已经逐渐恢复正常，如胡秃鹫、大鸨和灰鹤等。欧盟委员会一位官员说：“报告清晰地表明了鸟类和栖息地法令的效力，但也指出还有许多工作需要去做。”

根据报告，阿尔卑斯山地区的生态保护较好，而北部(挪威、芬兰、波罗的海国家)和大西洋地区(英国、法国西部、丹麦、比何卢三国)的生物多样性则面临巨大的威胁。

事实上，欧盟已经制定了2020年生态多样性的六大目标，包括执法、生态系统保护、提高农业和林业可持续性、控制外来物种和预防全球生物多样性损失。

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

邵卫伟(1969—) ，男，研究员级高级工程师，硕士，从事生态环境监测与评估技术研究。

X832

B

1674-6732(2015)03-0060-03