江蘇省空氣質(zhì)量自動監(jiān)測質(zhì)控管理平臺質(zhì)控技術(shù)

江峰琴

摘 要：為保障全省空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，填補省級質(zhì)控管理缺口，江蘇省在13個省轄市的上、下風(fēng)向各建立了一個環(huán)境空氣自動監(jiān)測質(zhì)控站，監(jiān)測項目同國控站點，并由省級直接管理，數(shù)據(jù)直連。同時為提高省級對全省環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)質(zhì)控工作的工作效率，建立了省級質(zhì)控業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫和業(yè)務(wù)平臺，業(yè)務(wù)平臺利用信息化手段不但實現(xiàn)了對質(zhì)控站儀器設(shè)備、運行維護(hù)本身的質(zhì)控，也起到了對全省國控站數(shù)據(jù)的比對和質(zhì)控作用，為江蘇省環(huán)境空氣質(zhì)量評價數(shù)據(jù)的真實可靠性奠定了良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：空氣質(zhì)量 自動監(jiān)測 質(zhì)控 平臺 質(zhì)控技術(shù)

中圖分類號：X83 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（a）-0147-02

為保障全省環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，填補省級質(zhì)控管理缺口，提高省轄市間監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可比性和可靠性[1]， 2012～2013年，江蘇省在13個省轄城市的上、下風(fēng)向各建立了一個環(huán)境空氣自動監(jiān)測質(zhì)控站，監(jiān)測因子包括SO2、NO2、PM2.5、PM10、O3、CO和氣象五參數(shù)。要做好空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)的運行維護(hù)和質(zhì)控管理，提高監(jiān)督管理的工作效率，充分利用信息及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行質(zhì)控非常必要[2]。江蘇省采用成熟、先進(jìn)的信息化技術(shù)建設(shè)了省級質(zhì)控中心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫，并以業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一收集、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一使用，并對儀器、設(shè)備、系統(tǒng)的運行情況進(jìn)行實時監(jiān)控，不但實現(xiàn)了質(zhì)控站自身儀器設(shè)備的的質(zhì)控和運維管理，而且實現(xiàn)了對國控站監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)控管理。

1 質(zhì)控站儀器自身數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

1.1 網(wǎng)絡(luò)安全保障

系統(tǒng)采用專網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，網(wǎng)閘內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)擺渡。江蘇省空氣質(zhì)量自動監(jiān)測質(zhì)控管理平臺要求能夠高效穩(wěn)定的運行，所有監(jiān)測站點采用全千兆交換機(jī)作為專網(wǎng)接入交換機(jī)，傳輸線路租用網(wǎng)絡(luò)運營商的2M光纖線路。為保證網(wǎng)絡(luò)的安全性，防止數(shù)據(jù)庫受到攻擊，數(shù)據(jù)庫嚴(yán)格部署在省站內(nèi)網(wǎng)，和公網(wǎng)物理隔離，與其他外網(wǎng)或VPN網(wǎng)絡(luò)的空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)通過網(wǎng)閘實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

1.2 視頻監(jiān)控

在每個子站站房的內(nèi)外各安放一個視頻監(jiān)控探頭，實時監(jiān)控子站站房內(nèi)外的情況。同時將視頻監(jiān)控系統(tǒng)集成至平臺，可隨時調(diào)用子站實時視頻監(jiān)控畫面，并可通過控制按鍵對視頻探頭進(jìn)行控制，包括：播放、拍照、暫停、上下左右平移、放大、縮小以及焦距微調(diào)等。視頻監(jiān)控首先實現(xiàn)了子站的安全保障，一定程度上起到了防偷防盜的作用。其次當(dāng)對平臺數(shù)據(jù)異常或?qū)ψ诱緝x器設(shè)備運行狀態(tài)不確定的情況下，可通過視頻監(jiān)控放大直接查看儀器面板數(shù)據(jù)是否正常，避免工作人員盲目趕赴現(xiàn)場處理。

1.3 儀器運行狀況監(jiān)控

系統(tǒng)提供自動站儀器實時工況查詢，以組態(tài)圖的形式監(jiān)控現(xiàn)場自動站儀器設(shè)備的運行情況，組態(tài)圖可編輯、保存、加載，圖形顯示的數(shù)據(jù)為監(jiān)測儀器的實時數(shù)據(jù)，與自動站儀器面板顯示的數(shù)據(jù)保持一致，如圖1顯示。系統(tǒng)可顯示和查詢各類監(jiān)測儀器實時工況參數(shù)和監(jiān)測參數(shù)，并內(nèi)置上下限報警值。當(dāng)工況參數(shù)和監(jiān)測參數(shù)超出允許范圍時，系統(tǒng)自動報警，報警通過EMAIL或手機(jī)短信方式發(fā)送到設(shè)定人員。報警功能還可對各種報警信息進(jìn)行實時顯示和歷史報警查詢，包括自動站環(huán)境信息報警、儀器設(shè)備工況參數(shù)報警、監(jiān)測數(shù)據(jù)超標(biāo)報警、數(shù)據(jù)異常報警、系統(tǒng)故障報警等。

1.4 儀器自動質(zhì)控檢查

系統(tǒng)可根據(jù)質(zhì)控管理功能中提供的儀器反控指令，設(shè)置各監(jiān)測儀器反控指令操作隊列，定期或不定期執(zhí)行儀器校零、?？缂岸帱c校準(zhǔn)等質(zhì)控業(yè)務(wù)。系統(tǒng)記錄反控日志，依據(jù)校準(zhǔn)結(jié)果自動生成校準(zhǔn)報告，根據(jù)每臺儀器的校準(zhǔn)允許偏差對儀器設(shè)備校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行評價其零/跨檢查和和精密度檢查是否符合要求[3]。系統(tǒng)能夠在校零/校標(biāo)同時繪制出一次校準(zhǔn)濃度變化曲線圖，便于工作人員分析校準(zhǔn)失敗的原因并加以維修和糾正。系統(tǒng)能夠查詢每臺儀器的反控歷史記錄，以報表和圖表查詢長時間序列上每臺儀器的校準(zhǔn)通過情況，對儀器一段時間內(nèi)的運行狀態(tài)是否穩(wěn)定一目了然。

1.5 運維管理檢查

運維管理檢查主要是對系統(tǒng)的運維記錄等方面的檢查[4]。每個空氣自動監(jiān)測子站采用門禁系統(tǒng)控制人員出入，門禁出入信息實時接入到系統(tǒng)。系統(tǒng)對自動站運維權(quán)限進(jìn)行控制，可設(shè)置進(jìn)入人員子站權(quán)限、運行參數(shù)權(quán)限、維護(hù)權(quán)限等。用戶執(zhí)行現(xiàn)場維護(hù)或校準(zhǔn)時，在子站平臺直接填寫運維記錄、校準(zhǔn)記錄、配件更換記錄和故障排除記錄等，保存后網(wǎng)絡(luò)直接傳輸?shù)街行钠脚_，系統(tǒng)自動生成各種運維報表。系統(tǒng)可按時間、站點提供出入站房和運維、校準(zhǔn)記錄查詢，應(yīng)到維護(hù)次數(shù)和實際維護(hù)次數(shù)比較查詢。系統(tǒng)每日自動生成前一日各站點儀器運行狀態(tài)表，便于工作人員迅速進(jìn)入故障排除狀態(tài)，不須一一查看各站點，節(jié)省大量人力物力。

2 質(zhì)控站對全省環(huán)境空氣質(zhì)量的質(zhì)控

2.1 城市、站點數(shù)據(jù)比對報表

系統(tǒng)將各省轄城市國控站審核后的數(shù)據(jù)每日交換并存儲到平臺業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫。通過對質(zhì)控站和國控站站點數(shù)據(jù)的比對，以報表形式提供各監(jiān)測指標(biāo)不同時間跨度上統(tǒng)計匯總后數(shù)據(jù)的比對結(jié)果，以國控站對質(zhì)控站濃度偏差形式展示兩者差異。系統(tǒng)可將質(zhì)控站和國控站分別統(tǒng)計到城市，進(jìn)行城市間的對比，也可將點位和城市進(jìn)行對比，對比形式多樣，組合方式自由，迅速生成各種數(shù)據(jù)比對結(jié)果，滿足特殊時段特殊氣象條件下用戶比對需求。

2.2 城市、站點數(shù)據(jù)比對圖表

系統(tǒng)提供曲線圖形式，對不同時間序列上（小時、日、月、年）質(zhì)控站和國控站各監(jiān)測指標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，并可通過鼠標(biāo)滑動方式直接查看曲線圖各時間點上的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)提供質(zhì)控站和國控站城市尺度上的比對，方式同點位比對方式。圖表比對結(jié)果更加直觀，可隨時查閱某個時間序列上國控站、質(zhì)控站數(shù)據(jù)吻合情況。

2.3 數(shù)據(jù)評價結(jié)果比對

系統(tǒng)提供對質(zhì)控站點位以及質(zhì)控站城市尺度上的各項評價，如最大值、最小值、平均值、超標(biāo)率、超標(biāo)倍數(shù)、AQI指數(shù)、首要污染物、環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)報表等評價計算。如數(shù)據(jù)有效性不符合《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)規(guī)定仍然參與統(tǒng)計，但會以紅色字樣標(biāo)記，并能查看有多少有效數(shù)據(jù)。統(tǒng)計評價結(jié)果提供與國控站及國控站城市尺度上的比對分析結(jié)果，質(zhì)控站的各類統(tǒng)計結(jié)果一定程度上在城市間可比性更強，更能滿足管理者的需求。

2.4 比對結(jié)果應(yīng)用于飛行檢查

平臺通過每日自動監(jiān)控記錄表和每日平臺檢查人工記錄表，一旦發(fā)現(xiàn)國控站和質(zhì)控站數(shù)據(jù)一段時間內(nèi)的比對結(jié)果相差較大時，省站會立即組織專業(yè)人員在不提前通知省轄市站的情況下對省轄城市國控站進(jìn)行飛行檢查，通過標(biāo)氣考核、流量檢查、儀器狀態(tài)參數(shù)檢查、采樣系統(tǒng)檢查、數(shù)據(jù)采集與傳輸情況檢查、運維人員操作檢查等檢查手段，迅速發(fā)現(xiàn)和糾正一些國控站運維或人工干預(yù)上的問題，并起到預(yù)防一些潛在問題發(fā)生的作用。

2.5 質(zhì)控和國控數(shù)據(jù)比對結(jié)果通報

因質(zhì)控站和國控站站點設(shè)置不在同一位置，且儀器選型不盡相同，兩種站點的數(shù)據(jù)允許存在一定的偏差。將各市質(zhì)控站、國控站城市尺度上的日均濃度和月均濃度比對分析后，根據(jù)偏差大小確定其數(shù)據(jù)一致性情況，月均濃度偏差小于15%，同時日均濃度偏差范圍浮動不能太大，判為一致性較好；月均濃度偏差大于15%，日均濃度偏差和浮動范圍都較大，判定為一致性較差。省站每月將比對結(jié)果對各市進(jìn)行通報，要求各市引起重視，進(jìn)行數(shù)據(jù)差異原因分析，無適當(dāng)理由的須限期整改。

3 結(jié)語

省級環(huán)境空氣質(zhì)量質(zhì)控站的建設(shè)，一方面加強了省級對空氣自動監(jiān)測站第三方運維的管理能力，另一方面也凸顯出了省級質(zhì)控中心在全省空氣自動監(jiān)測中的質(zhì)控作用。隨著質(zhì)控管理信息化水平的提升，江蘇省空氣質(zhì)量自動監(jiān)測質(zhì)控管理平臺的建設(shè)和應(yīng)用，有效保障省級對全省環(huán)境空氣自動監(jiān)測質(zhì)控工作有計劃地進(jìn)行，減少了對各省轄城市盲目無針對性的質(zhì)控檢查，提高了飛行檢查的目標(biāo)性和準(zhǔn)確性，同時通過比對結(jié)果通報起到了對國控評價點數(shù)據(jù)的倒逼真值作用，確保環(huán)境空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)

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