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環(huán)境空氣質(zhì)量監測預警預報發(fā)布系統

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環(huán)境空氣質(zhì)量監測預警預報發(fā)布系統

三、建設內容

3.1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。


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、******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***空氣質(zhì)量監測平臺聯(lián)成“***張網(wǎng)”奠定基礎。


數據接收子系統能實(shí)現對大范圍內多***、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***、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***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***環(huán)保部門(mén)相應系統的自動(dòng)上報功能,實(shí)現上下***的數據傳輸。


系統可同時(shí)向******、省、市、縣環(huán)保業(yè)務(wù)部門(mén)和多***、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*新備份數據實(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***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***環(huán)保系統傳輸監測數據的同時(shí),將上傳數據統***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。

3.2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、***致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***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。


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******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)***步開(kāi)發(fā),作好與省、市***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***致性和準確性,避免基礎數據前后不***致造成的系統功能異常。

(4)、     業(yè)務(wù)數據庫

根據***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******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)上可完全交互。

對空氣質(zhì)量在線(xiàn)監測數據進(jìn)行整合,形成統***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。

3.3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***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)***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*重要的***環(huán),對審核人員提出了較高的要求,包括***致性檢查、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。

3.4環(huán)境空氣質(zhì)量監測預警預報發(fā)布系統

環(huán)境空氣質(zhì)量監測預警預報發(fā)布系統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。

3.4.1Web端發(fā)布系統

3.4.1.1          監測點(diǎn)位GIS地圖在線(xiàn)顯示

系統內所有監測點(diǎn)位按所屬行政區域進(jìn)行歸類(lèi)和展示,監測點(diǎn)位圖標顏色按其當前空氣質(zhì)量指數AQI表示顏色動(dòng)態(tài)顯示,圖標上方注有具體的地理位置,方便用戶(hù)直觀(guān)、***目了然掌握各個(gè)行政區域內監測點(diǎn)位的部署情況和空氣環(huán)境質(zhì)量現狀,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。

3.4.1.2          站點(diǎn)數據實(shí)時(shí)狀態(tài)查看

用戶(hù)點(diǎn)擊監測點(diǎn)位圖標后系統自動(dòng)顯示空氣質(zhì)量指數AQI、站點(diǎn)地理位置、***要污染物、發(fā)布時(shí)間、各項監測因子實(shí)時(shí)數據等信息,空氣質(zhì)量指數AQI數值與表示顏色搭配顯示,直觀(guān)展示站點(diǎn)當前污染情況,監測因子可以按照不同需求進(jìn)行定制,顯示時(shí)間段分為實(shí)時(shí)狀態(tài)值、*近***小時(shí)值、*近24小時(shí)值等。

3.4.1.3          站點(diǎn)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,當周?chē)廴驹礉舛瘸瑯藭r(shí)自動(dòng)抓拍,為公眾和環(huán)保部門(mén)監督與執法提供依據,同時(shí)可以了解監測設備的實(shí)時(shí)狀況。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。

3.4.1.4          預警、日報通知

系統提供預警、日報通知功能,預警包括超標預警、斷線(xiàn)預警和異常值預警,在監測數值超標、數據連接中斷和出現異常值時(shí),自動(dòng)給設定聯(lián)系人發(fā)送提醒信息,保證系統的正常、穩定運行,日報通知將轄區內各個(gè)行政區空氣質(zhì)量指數日均值以信息形式發(fā)送給站點(diǎn)負責人或主管領(lǐng)導,讓環(huán)境管理者及時(shí)掌握環(huán)境空氣質(zhì)量變化情況,在空氣質(zhì)量惡化時(shí)時(shí)間知道詳細信息。

3.4.1.5          數據圖表展示

數據展示支持折線(xiàn)圖、柱狀圖、表格等多種形式,展示的內容包括空氣質(zhì)量指數和各項監測因子濃度的分鐘值、小時(shí)值,方便用戶(hù)查看時(shí)間段內空氣質(zhì)量變化趨勢和污染物濃度變化情況,同時(shí)可以進(jìn)行監測點(diǎn)位之間的各項參數的對比分析,用戶(hù)可以自主設定展示的時(shí)間區間,導出打印時(shí)支持選用JPG圖片、PDF、EXCEL、WORD文檔多種格式。


3.4.1.1         環(huán)境質(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,目前采用AQI(空氣質(zhì)量指數),提供日排名、小時(shí)排名數據,用戶(hù)可以查詢(xún)當天排名信息和歷史數據,除了空氣質(zhì)量指數AQI外,還列出了PM10、PM2.5、CO等監測因子小時(shí)值、日均值、***要污染物、空氣質(zhì)量類(lèi)別等信息。


3.4.1.2        AQI實(shí)時(shí)報、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)生成實(shí)時(shí)報、日報數據報表,發(fā)布的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)、***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多種格式格式的報表格式。


3.4.1.3        污染物來(lái)源分析

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***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。

3.4.1.4        設備監控

系統可以實(shí)現實(shí)時(shí)監視在線(xiàn)監測儀器是否正常工作,數據上傳是否正常,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),系統自動(dòng)提供報警信息方便站點(diǎn)負責人及時(shí)知曉,并采取相應的解決措施,保證系統的正常、穩定運行。


3.4.1.5        環(huán)境數據動(dòng)態(tài)云圖展示

由于區域間空氣質(zhì)量狀況的差別,系統基于各個(gè)區域內監測數值實(shí)時(shí)以污染物濃度云圖形式渲染這種差別,云圖取每小時(shí)點(diǎn)位數值,顏色采用空氣質(zhì)量指數AQI表示顏色,實(shí)現由“點(diǎn)”到“面”全面展示大范圍內空氣質(zhì)量狀況。

3.4.1.6        空氣質(zhì)量、氣象數據導出


系統提供空氣質(zhì)量、氣象數據導出功能,用戶(hù)在設置時(shí)間類(lèi)型、站點(diǎn)、時(shí)間段以后即可實(shí)現數據導出,內容包括點(diǎn)位信息、數據更新時(shí)間、常規6參數濃度值、主要污染物、空氣質(zhì)量指數AQI。其中數據有效率按照******標準進(jìn)行計算,分鐘值以后端數據傳輸判定為準,小時(shí)值以每小時(shí)收集45個(gè)分鐘值為準,日均值以每天收集22個(gè)小時(shí)值為準,其余時(shí)間區間以日均值有效天數為準。


3.4.1.7        站點(diǎn)管理


用戶(hù)在此模塊可以實(shí)現監測點(diǎn)位信息的增、改、查、刪等基本操作,點(diǎn)位信息包括監測點(diǎn)位名稱(chēng)、地址、經(jīng)緯度、站點(diǎn)ID、所在區域名稱(chēng)等內容,實(shí)現點(diǎn)位信息的動(dòng)態(tài)管理,區域與編號為鎖定狀態(tài),可自行配置名稱(chēng)、經(jīng)緯度、排名、公開(kāi)、掉線(xiàn)預警等選項。

3.4.1.8        信息配置

此功能可以查看信息配置詳情,添加條目可以新增加信息推送人員信息和發(fā)送內容,編輯選項可對接收信息用戶(hù)推送內容進(jìn)行管理操作,配置的信息內容包括預警信息、日報、狀態(tài)預警、掉線(xiàn)預警,完成設置以后,列表中人員可以收到信息信息。

3.4.1.9        污染物濃度預警


***旦空氣質(zhì)量狀況出現異常波動(dòng)時(shí),系統啟動(dòng)超標報警。此功能中分數據上下限與預警上下限,數據上下限為數據有效性判定標準值,超過(guò)界限的則被判定為無(wú)效。預警上下限為當監測因子不在設定值范圍內***定時(shí)間之后,則會(huì )發(fā)送預警信息。

選擇站點(diǎn)便捷,將預警上下限設定臨界值,即可使用預警功能(0為默認)。

3.4.1.10   數據修約


此功能可對程序中未揀出的有誤數據進(jìn)行人工修正,點(diǎn)擊數據修約選項即可進(jìn)行修正,當值被設定為無(wú)效時(shí),數據被揀出,不參與統計運算。(因系統計算規則因素,只可提供分鐘值與小時(shí)值的修約功能,目前只開(kāi)放分鐘值修約)。

3.4.1.11   用戶(hù)管理


對于不同的角色設置相應權限管理,***個(gè)角色關(guān)聯(lián)了***套操作權限。系統共提供了三種操作權限。系統用戶(hù):擁有系統的所有功能操作權限;管理用戶(hù):擁有部分業(yè)務(wù)相關(guān) 的功能操作權限;普通用戶(hù):只能進(jìn)行系統中相關(guān)內容的查詢(xún)操作,實(shí)現不同***別操作人員對數據訪(fǎng)問(wèn)范圍和數據讀寫(xiě)性的嚴格控制,建立統***用戶(hù)管理平臺實(shí)現所有用戶(hù)的身份管理,包括用戶(hù)個(gè)人身份信息、角色信息、電子郵箱、個(gè)人賬號和密碼。

3.4.2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、***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。

3.4.2.1用戶(hù)權限控制

根據用戶(hù)***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。

3.4.2.2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*近24小時(shí)內污染因子變化情況。

   

3.4.2.3GIS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***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,***目了然,快捷高效。


3.4.2.4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)*近24小時(shí)、或*近30天、或*近12個(gè)月,綜合指數或者分項指數的均值狀況。


3.4.2.5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。


3.4.2.6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。


3.4.3面向公眾的環(huán)境空氣質(zhì)量微信發(fā)布平臺

空氣質(zhì)量***直是公眾非常關(guān)注的問(wèn)題,各***環(huán)保監測部門(mén)目前大部分采用了網(wǎng)站的形式向公眾發(fā)布空氣質(zhì)量情況,除了提供網(wǎng)站、微博、手機APP,我們還進(jìn)***步升***空氣質(zhì)量信息的發(fā)布渠道,可以建立如微信公眾賬號等新的發(fā)布平臺。通過(guò)政府微信公眾號發(fā)布空氣質(zhì)量信息,方便公眾查看。


產(chǎn)品參數

環(huán)境空氣質(zhì)量監測預警預報發(fā)布系統

四、基礎硬件支撐環(huán)境

4.1發(fā)布軟件及服務(wù)器

發(fā)布軟件、服務(wù)器及機柜

序號

名稱(chēng)

數量

功能描述

參數

1

應用服務(wù)器

2

為空氣自動(dòng)監控系統、實(shí)時(shí)發(fā)布軟件系統提供硬件支持

外型:2U機架式服務(wù)器

處理器:2顆E5-2620 v2(2.10GHz/6c)/15M   L3處理器;

內存:16GB ECC Register DDR3內存,至少支持768GB內存;

硬盤(pán)有效容量:≥1.2TB;

RAID:八通道PCI-E 3.0高性能SAS RAID,1GB 緩存,支持RAID0/1/5/6;

硬盤(pán)陣列的預讀性能:≥3.0GB/s,

網(wǎng)絡(luò ):2個(gè)INTEL I350 1000M網(wǎng)卡;

遠程管理:集成系統IPMI2.0-KVM-over IP管理芯片;

I/O插槽:至少5個(gè)PCI-E 3.0。

2

數據庫服務(wù)器

1

用于安裝部署數據庫系統

外型:2U機架式服務(wù)器

處理器:2顆E5-2650 v2(2.60GHz/8c)/20M   L3處理器;

內存:64GB ECC Register DDR3內存,至少支持768GB內存;

硬盤(pán)有效容量:≥1.2TB;

RAID:八通道PCI-E 3.0高性能SAS RAID,1GB 緩存,支持RAID0/1/5/6;

硬盤(pán)陣列的預讀性能:≥3.0GB/s,

網(wǎng)絡(luò ):2個(gè)INTEL I350 1000M網(wǎng)卡;2個(gè)萬(wàn)兆光纖網(wǎng)卡;

遠程管理:集成系統IPMI2.0-KVM-over IP管理芯片

I/O插槽:至少5個(gè)PCI-E 3.0.

3

交換機

1

數據互聯(lián)共享

16口百兆以太網(wǎng)交換機

網(wǎng)絡(luò )標準:IEEE 802.3、IEEE 802.3u、IEEE 802.3x

端口:16個(gè)10/100Mbps自適應RJ-45端口

速度:100Mbps

4

防火墻

1

確保網(wǎng)絡(luò )安全

端口配置:10/100/1000M千兆電口≥4,千兆光口(非復用)≥2,;

吞吐量≥2.4G bps,并發(fā)連接數≥800,000,內置8G存儲空間;

1U標準機箱;

支持防火墻、網(wǎng)絡(luò )行為管理和控制、VPN、審計、雙擊熱備、反垃圾郵件、IPS、AV等功能。

5

VPN

1

遠程訪(fǎng)問(wèn)

采用標準SSL、TLS 協(xié)議,同時(shí)支持IPSec VPN、SSLVPN兩種VPN,非插卡或防火墻帶VPN模塊設備。

標準1U機架式設備,具備至少4個(gè)千兆電口;

支持并發(fā)SSL VPN用戶(hù)≥300個(gè);

支持IPSec并發(fā)隧道數≥800;

SSL VPN加密流量≥100M;

客戶(hù)端、配置界面均為中文界面,簡(jiǎn)便易用。

6

KVM

1

操作并顯示服務(wù)器畫(huà)面

8口切換器、17英寸液晶套件

7

機柜

1

放置服務(wù)器

42U

 



產(chǎn)品介紹

環(huán)境空氣質(zhì)量監測預警預報發(fā)布系統

 ***、項目概述

1.1         背景介紹

近年來(lái),空氣環(huán)境污染日益嚴重,黨中央、***務(wù)院高度重視大氣污染防治,2013年***務(wù)院出臺《關(guān)于印發(fā)大氣污染防治行動(dòng)計劃的通知》(***發(fā)〔2013〕37號)。提出大氣污染防治的總體要求、奮斗目標和政策舉措。其中明確指出要建立監測預警應急體系,妥善應對污染天氣。各省市,各地區針對本地大氣特點(diǎn)和環(huán)境空氣污染現狀,也制定了相應的計劃,主要實(shí)現環(huán)境空氣質(zhì)量預報預警體系的建立,突出重點(diǎn)、分類(lèi)指導、多管齊下、科學(xué)施策,把調整優(yōu)化結構、強化創(chuàng )新驅動(dòng)和保護環(huán)境生態(tài)結合起來(lái),用硬措施完成硬任務(wù),確保防治工作早見(jiàn)成效,促進(jìn)改善民生,培育新的經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)。


大氣污染防治是***項涉及面廣、綜合性強、艱巨復雜的系統工程,只有通過(guò)系統而完善的大氣污染防治技術(shù)的綜合運用,才會(huì )取得顯著(zhù)的效果,通過(guò)建立環(huán)境空氣質(zhì)量預報預警系統,主要滿(mǎn)足環(huán)境空氣質(zhì)量預報預警的***要環(huán)節,為大氣污染防治的應急處理和優(yōu)化控制提供基礎保障。


2015年8月,***務(wù)院辦公廳印發(fā)《生態(tài)環(huán)境監測網(wǎng)絡(luò )建設方案》,對今后***個(gè)時(shí)期我***生態(tài)環(huán)境監測網(wǎng)絡(luò )建設做出全面規劃和部署。按此方案,環(huán)保部將適度回收生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監測事權,建立全***統***的實(shí)時(shí)在線(xiàn)環(huán)境監控系統。到2020年,全***生態(tài)環(huán)境監測網(wǎng)絡(luò )基本實(shí)現環(huán)境質(zhì)量、重點(diǎn)污染源和生態(tài)狀況監測的全覆蓋,以及各***各類(lèi)監測數據系統的互聯(lián)共享。這將為保障監測數據質(zhì)量、實(shí)現監測與監管執法聯(lián)動(dòng)提供重要支撐。


2016年3月,環(huán)境保護部近日印發(fā)了《生態(tài)環(huán)境大數據建設總體方案》(下文簡(jiǎn)稱(chēng)《方案》)的通知,提出未來(lái)五年內,生態(tài)環(huán)境大數據建設要實(shí)現的目標是,生態(tài)環(huán)境綜合決策科學(xué)化、生態(tài)環(huán)境監管***化、生態(tài)環(huán)境公共服務(wù)便民化。


生態(tài)環(huán)境大數據建設的原則是頂層設計、應用導向;開(kāi)放共享、強化應用;健全規范、保障安全;分步實(shí)施、重點(diǎn)突破。


《方案》指出,大數據是以容量大、類(lèi)型多、存取速度快、應用價(jià)值高為主要特征的數據集合,正快速發(fā)展為對數量巨大、來(lái)源分散、格式多樣的數據進(jìn)行采集、存儲和關(guān)聯(lián)分析,從中發(fā)現新知識、創(chuàng )造新價(jià)值、提升新能力的新***代信息技術(shù)和服務(wù)業(yè)態(tài)。全面推進(jìn)大數據發(fā)展和應用,加快建設數據強***,已經(jīng)成為我***的******戰略。


《方案》提出生態(tài)環(huán)境大數據總體架構為“***個(gè)機制、兩套體系、三個(gè)平臺”。


***個(gè)機制即生態(tài)環(huán)境大數據管理工作機制,包括數據共享開(kāi)放、業(yè)務(wù)協(xié)同等工作機制,以及生態(tài)環(huán)境大數據科學(xué)決策、***監管和公共服務(wù)等創(chuàng )新應用機制。兩套體系即組織保障和標準規范體系、統***運維和信息安全體系。三個(gè)平臺即大數據環(huán)保云平臺、大數據管理平臺和大數據應用平臺。其中,大數據環(huán)保云平臺是集約化建設的IT基礎設施層,為大數據處理和應用提供統***基礎支撐服務(wù);大數據管理平臺是數據資源層,為大數據應用提供統***數據采集、分析和處理等支撐服務(wù);大數據應用平臺是業(yè)務(wù)應用層,為大數據在各領(lǐng)域的應用提供綜合服務(wù)。

生態(tài)環(huán)境大數據建設將圍繞推進(jìn)數據資源全面整合共享、加強生態(tài)環(huán)境科學(xué)決策、創(chuàng )新生態(tài)環(huán)境監管模式、完善生態(tài)環(huán)境公共服務(wù)、統籌建設大數據平臺、推動(dòng)大數據試點(diǎn)六大任務(wù)開(kāi)展。


我們根據******總體的政策方針,提出環(huán)境空氣質(zhì)量監測預警發(fā)布平臺的建設方案。

1.2         現狀

環(huán)境保護局內部信息化建設***直處于落后地位,也沒(méi)有建立相應的環(huán)境空氣監測數據儲存及處理中心;

第二、空氣自動(dòng)監測及環(huán)境監測儀器運行狀態(tài)和站房環(huán)境沒(méi)有實(shí)現視頻實(shí)時(shí)監控;

第三、現場(chǎng)端監測儀器未能實(shí)現遠程反控,非定時(shí)隨機自動(dòng)采樣及數據補足能力缺失;

第四、環(huán)境影響評價(jià)及建設項目的審核、審批沒(méi)能實(shí)現內部聯(lián)審,污染物排放批復量未能統***管理,無(wú)法為總量減排提供及時(shí)有效的數據支持;

第五、環(huán)境監測站的監測監控管理業(yè)務(wù)未能梳理和電子化,無(wú)法及時(shí)快速生成相應類(lèi)型報告,環(huán)境監測數據不能直觀(guān)表示,也不能與其他環(huán)境監測結果比對顯示提供輔助決策支持;

第六、空氣環(huán)境質(zhì)量監測信息發(fā)布手段單***,沒(méi)有實(shí)現環(huán)境空氣信息自動(dòng)、實(shí)時(shí)發(fā)布與預警;

第七、群眾參與環(huán)境保護的渠道不暢,網(wǎng)站互動(dòng)功能缺失,環(huán)保新聞、信息公布延遲現象嚴重,不能實(shí)現自動(dòng)發(fā)布;

第八、多數環(huán)境保護局內部網(wǎng)絡(luò )規劃和安全性考慮不足,早期購置部署的部分網(wǎng)絡(luò )設備和存儲設備已不能滿(mǎn)足未來(lái)信息化建設要求,且因使用已久,維護次數逐年增多,維護費用日益增高。

1.3         目標

? 定時(shí)采集與自動(dòng)上傳

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,實(shí)現每天/每小時(shí)定時(shí)采集,用戶(hù)設置相應程序后,系統按照設定程序自動(dòng)上傳采集數據,同時(shí)實(shí)現實(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。

? 實(shí)時(shí)監測與歷史數據

實(shí)現對環(huán)境質(zhì)量全面、實(shí)時(shí)、網(wǎng)格化的監測體系,將采集端上傳的數據及時(shí)解析、處理、分析和集成,通過(guò)建立對應的數據庫系統,長(cháng)期收集環(huán)境背景和環(huán)境空氣質(zhì)量的連續監測數據,用戶(hù)可以在線(xiàn)查看空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)數據和歷史數據,及時(shí)掌握當前轄區內環(huán)境空氣污染現狀和變化規律及趨勢。

? 自動(dòng)報警與科學(xué)預報

系統提供自動(dòng)報警功能,如果遇到設備異?;虍斍氨O測超標,系統自動(dòng)向設定聯(lián)系人發(fā)送報警信息,精確地給出具體的超標數值,超標時(shí)間,超標排放量、超標排放介質(zhì)量,為強化監理工作提供了詳實(shí)可靠的依據。按照空氣質(zhì)量變化的規律和趨勢,科學(xué)合理的分析和預測未來(lái)空氣質(zhì)量情況,判斷環(huán)境空氣污染造成的影響范圍。

? 污染評價(jià)與質(zhì)量日報

依據數據有效性規定、AQI評價(jià)技術(shù)規范、數據倒掛修約規定等進(jìn)行數據審核、復核處理,做出各子站及縣市的空氣質(zhì)量數據評價(jià),利用監測結果向公眾發(fā)布環(huán)境空氣質(zhì)量日報、預報和定期的質(zhì)量報告,對環(huán)境污染問(wèn)題進(jìn)行時(shí)事評議,在提高全民環(huán)保意識,加強公眾監督方面起到推動(dòng)作用。

1.4         技術(shù)標準

n 《中華人民共和***環(huán)境保護法》

n 《中華人民共和***大氣污染防治法》

n 《大氣污染防治行動(dòng)計劃》(***發(fā)〔2013〕37號)

n 《大氣污染防治目標責任書(shū)》

n 《******環(huán)境保護“十二五”科技發(fā)展規劃》(環(huán)發(fā)〔2011〕63號)

n 《關(guān)于開(kāi)展環(huán)境保護重點(diǎn)城市環(huán)境空氣質(zhì)量預報工作的通知》(環(huán)發(fā)〔2000〕231號)

n 《2006—2020年******信息化發(fā)展戰略》(中辦發(fā)〔2006〕11號)

n 《環(huán)境空氣質(zhì)量預報預警業(yè)務(wù)工作指南(暫行)》

n 《環(huán)境空氣質(zhì)量預報預警方法技術(shù)指南》

n 《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB 3095-2012)

n 《環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監測技術(shù)規范》(HJ/T 193-2005)

嚴格按照******環(huán)境空氣質(zhì)量預報預警業(yè)務(wù)工作指南中的要求,我們設計了市***環(huán)境空氣質(zhì)量監測、預警、預報,發(fā)布平臺。方便業(yè)務(wù)部門(mén)負責轄區環(huán)境空氣質(zhì)量精細化預警預報業(yè)務(wù)工作。

1.5         設計原則

1) 安全性原則

本系統要實(shí)現基于大型數據中心、強大信息處理環(huán)境和高速網(wǎng)絡(luò )為***體,信息管理的獲取、共享、處理服務(wù),支持實(shí)時(shí)網(wǎng)上數據信息處理,支持協(xié)同工作的新***代信息化環(huán)保平臺。由于整個(gè)系統涉及大量的保密數據,而且部分數據共享基于網(wǎng)絡(luò )環(huán)境,在設計過(guò)程中,會(huì )重點(diǎn)實(shí)施信息安全及保密措施,確保系統中的信息資源不被非法竊取和篡改,數據中心不被破壞,保證用戶(hù)能夠正常使用系統中的資源信息,提供應有的信息服務(wù)。采用有效的安全保密技術(shù)以確保該系統的安全性,建立健全管理制度基礎。本系統還采用整套安全、科學(xué)、便利的管理模式,系統對終端用戶(hù)的權限嚴格界定,終端用戶(hù)的權限細化到每***個(gè)模塊的每***個(gè)功能,在此基礎上使用系統靈活的管理方式,很大程度上簡(jiǎn)化了系統管理人員的工作復雜度。

2) 規范性原則

系統設計過(guò)程中,數據結構和數據編碼的設置符合嚴格的技術(shù)規范,全部采用******下發(fā)文件標準。工作中專(zhuān)用的數據,通過(guò)全面的匯總分類(lèi),制定數據編碼規范,保證其準確性和擴展性,為系統信息化的長(cháng)期發(fā)展奠定良好的數據基礎與規范。

3) 穩定性原則

系統在開(kāi)始數據對接后,每日定期備份數據至服務(wù)器,并對異常數據進(jìn)行篩選分析和定期清理,以防對后續使用造成影響??紤]到網(wǎng)絡(luò )不穩定狀況在終端設備建立本地數據庫,緊急情況可以調用本地存儲。

4) 可拓展性原則

平臺支持三萬(wàn)臺設備同時(shí)在線(xiàn)監測,在數據通訊協(xié)議合理范圍內支持符合******標準的設備進(jìn)行對接,也可以自定義配置上傳,支持設備發(fā)送端和接收端自動(dòng)在線(xiàn)應答,超***管理員享有權限,可對系統進(jìn)行配置編輯。

二、系統架構

2.1      系統結構

系統采用多層次的系統結構設計,可以對接不同性質(zhì)(***控,省空,區域等),不同廠(chǎng)***的空氣質(zhì)量子站相關(guān)數據,建立***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)專(zhuān)用VPN網(wǎng)絡(luò )向上***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,結構圖如上所示。

2.2      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***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。


2.3      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***、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)使用信息或者GPRS上網(wǎng)方式,進(jìn)行移動(dòng)監測。

2.4      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***內的完全基于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。

2.5      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***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***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***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。





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