客戶協(xié)議-附件二環(huán)境網(wǎng)格化監(jiān)測服務(wù)技術(shù)方案

1、目錄一、背景介紹3二、系統(tǒng)概述3三、功能特點4WEB 端4用戶 APP73.3APP8四、架構(gòu)與系統(tǒng)工作原理84.1 環(huán)境. 84.2 環(huán)境數(shù)據(jù). 9環(huán)境數(shù)據(jù)分析處理9環(huán)境數(shù)據(jù)報表生成與排名94.5 環(huán)境監(jiān)測指標. 10CMAQ 空氣質(zhì)量模型建模分析10環(huán)境質(zhì)量趨勢預(yù)判10五、系統(tǒng)硬件. 10六、性能. 11設(shè)備接入數(shù)量測試11持續(xù)運行穩(wěn)定測試116.3 前置安全. 11一、背景介紹2015 年 7 月 26 日，以國辦發(fā)201556 號生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案。該方案分為：（1）總體要求；（2）全面設(shè)點，完善生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)；（3）聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測信息集成共享；（4）自動，科學(xué)引導(dǎo)環(huán)境

2、管理與風險防范；（5）依法追責，建立生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與聯(lián)制；（6）健全生態(tài)環(huán)境監(jiān)測制度與保障體系。（共 6 部分 20 條）主要目標是：到 2020 年，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)基本實現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量、重點污染源、生態(tài)狀況監(jiān)測，各級各類監(jiān)測數(shù)據(jù)系統(tǒng)互聯(lián)共享，監(jiān)測預(yù)報、信息化能力和保障水平明顯，監(jiān)測與協(xié)同聯(lián)動，初步建成統(tǒng)籌、天地一體、上下協(xié)同、信息共享的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，使生態(tài)環(huán)境監(jiān)測能力與生態(tài)文明建設(shè)要求相適應(yīng)。二、系統(tǒng)概述根據(jù)國家環(huán)境部門發(fā)布的環(huán)境信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)范（HJ460-2009）、環(huán)境保護應(yīng)用開發(fā)管理技術(shù)規(guī)范（HJ622-2011）、污染源自動監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標準 2122005、環(huán)境污染源自動信息傳

3、輸、交換技術(shù)規(guī)范（HJ_T352-2007）等協(xié)議，以環(huán)境監(jiān)測點位數(shù)據(jù)傳感體系為基礎(chǔ)，針對不同環(huán)境企事業(yè)需求，運用最新的環(huán)保理論成果和，建立智能化環(huán)保網(wǎng)格監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)。中心可提供所屬地區(qū)各監(jiān)測點位數(shù)據(jù)的實時傳輸、實時空氣環(huán)境質(zhì)量，實現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢及報表統(tǒng)計、數(shù)據(jù)自動、環(huán)保信息綜合分析、數(shù)據(jù)歸集和排名反饋等，為環(huán)保的提供信息資源和，為環(huán)保業(yè)務(wù)管理提供的管理。三、功能特點3.1 WEB 端3.1.1 監(jiān)測點位 GIS 地圖顯示帶有 GPS 模塊的監(jiān)測儀器，可以直接向開放的接口發(fā)送，對接成功并審核完成后，即可在 GIS 地圖上顯示。當 GPS 無法定位、定位或站點坐標移動后，用戶也可以在系統(tǒng)中上傳監(jiān)測儀

4、器和站點相關(guān)信息。站點名稱在初始配置或站點配動時可以進行更改。地圖效果：矢量、三維。3.1.2 站點數(shù)據(jù)實時狀態(tài)查看用戶上傳點位成功，按照環(huán)境部門標準格式發(fā)送數(shù)據(jù)協(xié)議后，系統(tǒng)即可自動數(shù)據(jù)格式生成數(shù)據(jù)面板，可以按照不同需求配置需要顯示的監(jiān)測因子，顯示時間段分為實時狀態(tài)值、最近一小時值、最近 24 小時值等。3.1.3 站點環(huán)境實時監(jiān)測現(xiàn)場可以安裝設(shè)備，通過窗口視圖直觀了解監(jiān)測站點的周邊情況和污染物實時排放數(shù)據(jù)，以保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。當數(shù)據(jù)異常提醒之后，可以通過回傳影像資料判斷現(xiàn)場情況（需人工進行），當發(fā)生不可抗力時，同樣可以根據(jù)影像資料來判定事故詳情。3.1.4通知系統(tǒng)生成數(shù)據(jù)后，可按照用戶需

5、求設(shè)置模式（提醒方式：）。模式 1：大氣質(zhì)量標準格式按照 AQI 指數(shù)對應(yīng)色值顯示，水質(zhì)、煙氣按照顯示，非標準格式監(jiān)測因子支持用戶定制開發(fā)，地圖指標根據(jù)指數(shù)對應(yīng)顏色顯示，點擊站點顯示數(shù)據(jù)時，首要污染物通過顏色條注釋，當數(shù)據(jù)指標超過界限后，根據(jù)用戶定制發(fā)送提醒。AQI：空氣污染指數(shù)劃分為 050、51100、101150、151200、201300和大于 300 六檔，對應(yīng)于空氣質(zhì)量的六個級別，指數(shù)越大，級別越高，說明污染越嚴重，對健康的影響也越明顯。模式 2：斷線監(jiān)測點位由于設(shè)備故障、設(shè)備短線等原因?qū)е聰?shù)據(jù)連接中斷后，系統(tǒng)自動給指定聯(lián)系人發(fā)送斷線提醒，每小時提醒一次，直至重新正常連接。模式 3

6、：異常值當監(jiān)測數(shù)值在某一時間段內(nèi)出現(xiàn)大幅度起落，或者在較長時間數(shù)值無變化，同樣會觸發(fā)，報知相關(guān)核對檢修。3.1.5 數(shù)據(jù)報表生成用戶數(shù)據(jù)收集達到系統(tǒng)最低要求數(shù)量后，即可啟用數(shù)據(jù)歸類功能，自動計算小時值、日、周、旬、月、年均值等，生成對應(yīng)報表供用戶查看。數(shù)據(jù)生成支持折線圖、柱狀圖、餅狀圖、文檔等多種形式，導(dǎo)出打印時支持選用 JPG、PDF、EXCEL、WORD 文檔多種格式。3.1.6 環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)排名針對相關(guān)環(huán)境管理部門以及用戶個性化定制需求，系統(tǒng)設(shè)置獨立排名系統(tǒng)，由于接入監(jiān)測因子類型較多，所以排名目前采用 AQCI（空氣質(zhì)量綜合指數(shù)）進行，同時可以采用 AQI 或者根據(jù)不同用戶特點定制排名體

7、系。日均值排名于每天早晨 8：30 以形式發(fā)送至各站點，及時了解最新動態(tài)。分級計算參考的標準是新的環(huán)境空氣質(zhì)量標準（GB3095-2012）。AQI 采用環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定（試行）（HJ 6332012）計算，AQCI 按照環(huán)境空氣價技術(shù)規(guī)范（試行）（發(fā)布稿）（HJ633-2013）計算，參與評價的污染物為 SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3、CO 六項。發(fā)布頻次為每小時一次。3.1.7 污染物來源分析收集點位數(shù)據(jù)后，對各項污染物統(tǒng)計值進行計算分析，初步建立點位污染源模型（當前采用方法為首要污染物餅狀圖），如果監(jiān)測點位條件允許，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場采樣，則可以更加精確的進行污染

8、物對比分析，通過各時間段污染物模型結(jié)合地區(qū)現(xiàn)狀來分析具體污染源和現(xiàn)場實際情況，并提供針對性治理方案。污染源分析全面覆蓋污普、環(huán)統(tǒng)、排污申報、總量、監(jiān)察等數(shù)據(jù)，采用標準規(guī)范和分析方法，準確反映污染源數(shù)據(jù)和各類數(shù)據(jù)間的關(guān)系。從多角度進行分析，全面反映污染源狀況，包括污染源數(shù)量和分布，主要污染物排放總量和變化趨勢等，按行業(yè)、污染物、企業(yè)情況等，篩選出重點管理對象，為監(jiān)察工作提供依據(jù)。污染源可分成固定源、源、開放源等。固定源主要包括燃煤（油）的各類電廠鍋爐、民用爐灶、建材和冶金工業(yè)爐窯等顆粒物排放源，源主要包括機動車、船、飛機及非道路機械等顆粒物排放源。源中的開放源通常包括土壤風沙塵、道路揚塵、施工揚

9、塵、堆場揚塵和窗臺塵等。特定地區(qū)的源工作有時需要考慮生物質(zhì)燃燒塵、餐飲油煙塵和海鹽離子等顆粒物排放源。3.1.8 環(huán)境數(shù)據(jù)動態(tài)云圖展示根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)的變化制作地區(qū)熱力圖以及云圖3.1.9 環(huán)境質(zhì)量大數(shù)據(jù)運行過程，在收集夠一定量的收據(jù)后，建立監(jiān)測數(shù)據(jù)三維模型，分析未來的環(huán)境質(zhì)量趨勢。3.1.10 應(yīng)急預(yù)案管理基于 GIS 地圖信息建立環(huán)境預(yù)案管理體系，根據(jù)不同用戶開放不同編制權(quán)限，預(yù)案錄入時候系統(tǒng)根據(jù)運行規(guī)則自動命名，并生成固定格式編碼，便于快速檢索。系統(tǒng)運行中，面對突發(fā)狀況時，可根據(jù)數(shù)據(jù)模型提供預(yù)案，為環(huán)境管理部門提供相應(yīng)參考。3.1.11配置環(huán)保監(jiān)測點位需要大面積覆蓋，同時需要滿足便攜性、移動

10、性、實用性的需求，因此目前數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸基本通過 GPRS 傳輸，接入公網(wǎng)進行。監(jiān)測站點發(fā)生故障或數(shù)據(jù)連接異常時，可通過ernet確定是否需要前往，節(jié)約人工成本。網(wǎng)即國際互聯(lián)網(wǎng)（ernet），它是把全球不同位置、不同規(guī)模的計算機網(wǎng)絡(luò)（包括局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)）相互連接在一起所形成的計算機網(wǎng)絡(luò)的集合體。通常所瀏覽的 WWW 站點、FTP 站點以及溝通時所采用的即時通訊均屬于服務(wù)在ernet（公網(wǎng)）的應(yīng)用程序，因此也稱它們?yōu)椤熬W(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序”。3.2 用戶 APP3.2.1 環(huán)境質(zhì)量指數(shù)排名查看移動端可以便捷輔助工作之外，還可以為環(huán)境管理提供服務(wù)。以普通用戶登錄 APP 內(nèi)，系統(tǒng)會檢測用戶定位，首頁

11、顯示最近點位信息，支持用戶點位綁定。管理者賬號經(jīng)過系統(tǒng)認證后，開放排名信息功能，提供近七天日均值或者近三月月均值排名。3.2.2用戶綁定站點后可以設(shè)置站點指標值，如果超出指標，APP 向用戶推送通知。3.2.3 預(yù)案提醒PC 端生成預(yù)案后，同步至移動端管理，具有日程安排的預(yù)案，可以設(shè)置提醒功能。3.3APP3.3.1 使用背景在以往的案例中，系統(tǒng)剛開始投入使用時、數(shù)據(jù)傳輸還未趨于穩(wěn)定，在這一時間段，需要大量的運維工作，許多工作場景并不適合攜帶 PC 設(shè)備，所以需要在移動端來輔助完成常規(guī)工作直接在移動端可以查看點位狀態(tài)信息。3.3.2 狀態(tài)查詢登錄 APP，跳轉(zhuǎn)至點位列表界面，包括點位名稱、點位

12、狀態(tài)與更新時間，可以切換至地圖模式，當前采用地圖接口開發(fā)。點擊刷新可以抓取最新點位數(shù)據(jù)信息，以時間為標準，最近 15 分鐘內(nèi)有數(shù)據(jù)上傳，狀態(tài)標注為紅色，若無上傳，狀態(tài)標注為灰色。點擊點位會顯示點位監(jiān)測因子實時數(shù)據(jù)選項卡。3.3.3 斷線故障若點位 15 分鐘未上傳數(shù)據(jù)，系統(tǒng)則判斷其為離線狀態(tài)，通過推送功能將斷線通知發(fā)送至維修APP 內(nèi)，可以根據(jù)用戶需求定制開發(fā)通知接口。站點導(dǎo)航接入地圖導(dǎo)航功能，可以實時查詢到達點位具體路線時間等。四、架構(gòu)與系統(tǒng)工作原理4.1 環(huán)境服務(wù)器使用公網(wǎng)固定 IP，監(jiān)測儀器發(fā)送數(shù)據(jù)至此 IP 地址對應(yīng)端口，系統(tǒng)自動并通過內(nèi)置協(xié)議將字符串為需要的信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的校驗、檢

13、查、和入庫（數(shù)據(jù)），采用多線程異步通信技術(shù)與各監(jiān)測點通信，可查看原始數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步轉(zhuǎn)發(fā)。當監(jiān)測點位斷線或者出現(xiàn)異常時，線程保留對接期，之內(nèi)不上傳數(shù)據(jù)系統(tǒng)關(guān)閉線程，降低占用率，直至重新連接再次打開。4.2 環(huán)境數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器對接收到的環(huán)境數(shù)據(jù)進行整體規(guī)劃，對環(huán)保業(yè)務(wù)涉及的眾多數(shù)據(jù)資源進行科學(xué)合理的分類，在此基礎(chǔ)上建立數(shù)據(jù)體系和數(shù)據(jù)庫體系，形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、專業(yè)數(shù)據(jù)庫、元數(shù)據(jù)庫和標準數(shù)據(jù)庫。由于環(huán)境大數(shù)據(jù)的性，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器需要關(guān)閉公網(wǎng)服務(wù)和外接端口，與服務(wù)器接入同一局域網(wǎng)，使用內(nèi)網(wǎng) IP。服務(wù)器完成后，通過局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)至此。數(shù)據(jù)庫定期備份、定期殺毒、定期更新服務(wù)與相關(guān)插件，以保證數(shù)據(jù)的安全。4

14、.3 環(huán)境數(shù)據(jù)分析處理中心服務(wù)器針對各項數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)管理，嚴格按照相關(guān)及環(huán)保行業(yè)規(guī)定進行統(tǒng)計分析運算處理，得出最符合標準的環(huán)境數(shù)值。統(tǒng)計功能支持根據(jù)原始值值計算小時值、日報、月報、年報等。分析功能包括，對大氣、水質(zhì)、煙氣等不業(yè)進行規(guī)則整合判斷、如煙塵，煙氣的含量跟氧氣關(guān)系，COD 與濁度及溶解氧的關(guān)系等高級功能，根據(jù)用戶需求定制開發(fā)。經(jīng)過算法運行生成數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)系統(tǒng)建模分析的關(guān)鍵功能。4.4 環(huán)境數(shù)據(jù)報表生成與排名中心服務(wù)器生成各項報表后，根據(jù)空氣質(zhì)量指數(shù)從低到高進行排名，指數(shù)越低排名越靠前。支持總體排名、區(qū)域排站點排名。服務(wù)器與 EXCEL 報表、WORD 文檔、JPG、PDF 等接口進

15、行對接，使前端頁面可以順利導(dǎo)出打印。4.5 環(huán)境監(jiān)測指標服務(wù)器中置入交互模塊，每 30 分鐘監(jiān)測子站的運行狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)、監(jiān)測數(shù)據(jù)，對服務(wù)器進行信息交互傳輸操作日志，連續(xù)兩次出現(xiàn)異常，系統(tǒng)啟用提醒。同時可以將監(jiān)測因子標準接入檢測程序中，如果或者出現(xiàn)恒值，則提示相關(guān)并將信息傳輸至前置服務(wù)器。所有信息端頁面展示。4.6 CMAQ 空氣質(zhì)量模型建模分析CMAQ 是國家環(huán)境保護局研制的第三代空氣質(zhì)量預(yù)報和評估系統(tǒng)(Ms-3)。系統(tǒng)采用靈活的模塊化，由氣體模式、污染排放模式、空氣質(zhì)量模式組成?；?CMAQ 的空氣質(zhì)量模擬過程可實現(xiàn)設(shè)置可視化和運行自動化，減少人工操作，通過適量定制化開發(fā)，可以作為區(qū)域臭氧、能見度、酸沉降等過程的整合應(yīng)用。4.7 環(huán)境質(zhì)量趨勢預(yù)判中心服務(wù)器處理數(shù)據(jù)，結(jié)合實際數(shù)據(jù)建立源模型，結(jié)合天氣系統(tǒng)分析環(huán)境質(zhì)量趨勢。五、系統(tǒng)硬件環(huán)境指標監(jiān)測儀器子站GPS 子站定位模塊設(shè)備無線傳輸設(shè)備數(shù)據(jù)前置服務(wù)器數(shù)據(jù)庫服務(wù)器WEB 應(yīng)用服務(wù)器六、性能6.1 設(shè)備接入數(shù)量測試測試采用虛擬機模式運行，持續(xù)添加新的點位端口。：程序服務(wù)最大可以同時接入 36000 個點位，支持 60000端口同時接收，100