空气自动站安全监管思考与讨论

＊罗自武王妍陈波张巧代妍

（1.四川省成都生态环境监测中心站 四川 610000 2.华测检测认证集团股份有限公司 四川 610000 3.四川卡夫检测技术有限公司 四川 610000）

大气环境是评判人居生活质量水平的重要指标。近年来，国家环境空气监测规模日益增大，城市站数量不断增加，为进一步完善国家环境空气自动监测网，客观全面评价城市空气质量状况和变化趋势，有效支撑大气环境考核管理，国家层面对城市环境空气质量监测点位进行了系统的优化调整。随着空气自动监测网的日趋完善，空气子站运行环境的安全管理工作也带来了更高的要求和更大的挑战。

目前大量运行的空气子站主要是委托第三方公司进行维护[1]。站点的安全管理主要包括人员和站房及其内部设施的安全。人员安全行为主要体现在交通出行、运行维护、泄气中毒、紫外光源辐射等方面。站点安全行为主要包括天灾：暴雨、洪水、地震等不可抗力造成的安全事故和电源线路导致的火灾、站房漏水、防雷安全检定、仪器漏电等可控安全性行为[2]。

基于对站房安全运行环境的实时监控，采用大气环境自动监测质控联动仪，对环境空气站房环境、采样过程、质控流程等进行全方位一体化精准监控，实时掌握监测数据异常与站房安全环境状态异常，从而提高监测点位监测数据的真实性、有效性，保障数据质量[3]。同时消除运行过程中部分安全隐患，将安全事故风险降到最低，将发生安全事故造成的损失减到最小。造就“大数据+智能化”科技的实际应用[4]。

1.空气自动站运行现状

空气自动监测站点在城市群中分布广泛，根据站点事权划分由不同层级的生态环境监测主管部门监管，由于站点数据却作为评判属地环境空气质量的重要依据，因此站点的选择及站房科学有效管理相当重要。虽然各地不断建立和完善各种强有力的保障机制，但在站点实际运维中基本存在人力缺乏，物资成本颇高，应急处理不及时甚至效率低下的问题。当前受环境条件及传统监管模式的限制，空气子站的安全稳定运行存在诸多问题，主要安全风险点见图1。

图1 主要安全风险隐患点

(1)人员安全风险

为确保整个监测站所得数据的精确，对监测子站进行定期巡检是不可缺少的，但是站点数量偏多且较为偏远，运维与监管人员工作时间随意性较强，经常穿梭于各站点间，对于安全要求极高，给安全管理带来挑战。空气站房普遍设置在高楼顶，一旦进入站房工作区，新的安全风险随之而来，站房的爬梯、围栏等都是安全隐患点。更有仪器设备故障夜间现场处理的情况，个人人身安全得不到保障。再有站房内部设备噪声、尾气排放、标准气体的不当使用等也将对工作人员的健康产生一定的影响。总之，人为监管、操作模式下的运维工作都存在不同程度的人身安全隐患。

(3)设施安全问题

当前的站房基本为简易板房结构，极易引发人为和非人为的安全事故。刨去地震、水患等造成的地基下层、站房冰裂外，主观性人为诱发的安全事故也不在少数，主要体现在站房设备设施被盗上，一旦发生此类事故，整套自动运行系统都将受到严重影响，带来的链锁反应将无法估量。非人为设施安全问题主要包括：线路长期外置，引起漏电；站房空调设施等故障，加之众多大功率设备高负荷的运转，导致站房内温度急剧升高；再次进入夏季雷雨高发期，避雷设施的采取以及设备检定不到位，引起电流感应。以上故障均易产生火种，加之故障弧引起的电流波动相对较小，隐蔽性较高，一般无法依靠传统的负载保护装置进行侦测和保护，一旦火种产生不能及时切断故障电流，发生火灾、爆炸等安全事故在所难免。

(3)设备安全隐患

任何高端、精密的仪器在连续运行系统下都存在发生故障的风险，空气自动监测设备常见故障主要包括电路、气路两大类。由于自动监测设备设施数量众多、内部管线和气路结构异常复杂、设备故障率较高且兼具一定使用寿命，其中任何一个设备或者零部件发生故障，都有可能影响环境监测数据的精准度，甚至发生严重的安全事故。

2.安全监控系统建立

针对上述空气自动站运行的现状，为更好地实现自动监测和安全环境管理工作，利用科学信息技术构造出安全监管系统，真正实现站点监控与质控联动，示意图见图2。

图2 安全监管系统示意图

(1)监控系统结构

整套监控系统主要由监测仪器、采样系统、站房运行环境、站房外部环境几部分组成。监测仪器主要分为仪器常规及非常规污染物数据采集、仪器运行全参数监测及预警；采样系统包含气态污染物采样总管温湿度监测、颗粒物采样管温湿度监测；站房内外部运行环境主要是对温湿度、水浸与火警、远程空调、电路监控、站房周边情况的实时查询，以及站房安全防护与报警系统的联动。主要通过各种探测器连接联动仪进行实时数据的探测，见图3。

图3 实时监控项目

(2)监控系统功能

当前运维操作更多的是运维人员到现场质控而智能监管系统能实现真正的无人值守；安全监控系统可以通过对站房环境各类传感器的监控来感知数据采集设备的稳定性，对故障的感知可以提升运维的针对性；同时监控系统数据的储存更能为未来环境监测大数据分析提供数据依据。

(3)监控系统应用

监控系统运行中可全方位监控环境空气站站房环境、采样过程、质控流程，实时掌握监测数据与环境状态的异常。同时系统通过串口或网口采集监测仪器的数据以及仪器状态，实时掌握监测数据及异常信息。通过对各种站房环境监测传感器的数据采集，实时对站房运行状况进行监控，并实现了异常报警。站房内置气路自动控制设备，接口标准化，满足自动化质控要求的同时，也减少了人工误操作或者其他人因故障而引起的质控问题，同时还能实时将质控与历史质控全过程图形展示出来，质控情况一目了然。总之，安全监控系统对传统监管模式进行了再升级。质控联动应用示意图见图4。

图4 质控联动应用示意图

3.安全管理讨论

目前大气监测站点只局限于对监测设备和采集数据的实时监控，但缺乏对站房内运行环境监控的实时数据，在站房运行过程中常常出现各种问题，无法及时知晓或及时做出应对措施而智能系统能很好填补站房运行环境数据的空白。安全监控系统的建立，规避了站房安稳运行中的一些常见问题，但是新问题的产生也不可避免。结合传统运维模式与智能监控系统的优缺点比较，从安全监管的角度进行以下探讨。

(1)人员安全保障

监控系统的有序运行大大减少了运维人员在城市之间的穿梭，降低了出行途中的风险。虽然自动化质控也存在以下问题：质控前，零气发生器需要24h通电来达到预热目的，导致电力的浪费、零气发生器的仪器损耗快等问题出现；需软件控制标气的电磁阀开关，若电磁阀因为停电等故障原因导致电磁阀未关紧或未关的情况，从而导致标气的泄露，泄露后也无法感知站房情况，不能及时作出应对措施；需要保证钢气瓶内的余量充足，但站房内钢气瓶余量是否充足未能实时进行监测和告警，若钢气瓶内的余量不足，将导致真实输出浓度偏低而影响质控的准确性。但是，整个过程中减少了人员的使用频率，不会造成太大的能耗损失，从安全保障的角度来讲，智能监控系统更值得应用。

(2)电力安全管理

由于需要通过智能系统对站点进行监控，必须保证电力设备的畅通，无形间增加了电力防控的风险性。现运行模式中，部分设备仅需运维人员到达现场再进行开机启动，且运维人员在现场更能掌握部分通电设备的运行状况，安全监控系统虽能通过断电监测仪适时监测设备的通电状况与用电情况，但对设备自身性能状况监管仍将是空白。处于安全管理的角度上讲，使用安全监管系统需要对站点用电设备设施的使用性能做到心中有数，不至于发生较大通讯电力故障，一旦出现电力问题，将会造成严重的损失。

(3)网络安全管理

系统基于互联网设计和建设，监管人员主要通过电脑和手机终端App进行监控，网络安全是核心问题。定期进行网络产品升级，病毒查杀，漏洞修复和风险防控势在必行。网络是一柄双刃剑，可以给我们带来很多便捷，但是一旦发生网络事故，将会造成严重的后果。数据丢失或者被人任意窃取，将会对整个监测工作带来严峻的考验。因此提前预判、日常维护、重点防范对于网络安全管理来说必不可少。

(4)监测安全保障

智能化监控系统对站房环境的安全保障到位。大气环境自动监测质控联动仪在安全保障方面做到了：各类物联传感设备的远程网络化控制、管路与阀门的自动切换、钢瓶标气的漏气检测、零气发生器远程提前预热；通过站房环境监控配件，实现电力电路、站房室内温湿度、空调状态、UPS供电系统、漏水、采样总管温湿度、总管静压流等辅助设备远程监控。给运维工作带来便捷的同时保障了数据的准确性，更将安全监管提升到新的高度。

4.结论

安全一直是各行各业的重中之重，安全问题重于泰山。安全对于自身除了行动意识需要增强外，思想上更不能放松。对于自动监测站点安全的管理，不仅需要建立健全各项制度，更需要借助于现代科学技术，以科技弥补管理体系制度的不足。通过对空气子站安全监管的思考与讨论，可以发现智能化监管系统在正常的运行中不但能保证自动监测数据的准确性，更能对自动站环境安全起到积极的监管作用，及时排除部分安全隐患，更值得推广使用。