大氣監(jiān)測網格化管理系統(tǒng)
一.系統(tǒng)概述
圣凱安大氣網格化監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)國家環(huán)境部門發(fā)布的《環(huán)境信息網絡建設規(guī)范》(HJ460-2009)、《環(huán)境保護應用軟件開發(fā)管理技術規(guī)范》(HJ622-2011)、《污染源在線自動監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標準2122005》、《環(huán)境污染源自動監(jiān)控信息傳輸、交換技術規(guī)范》(HJ-T352-2007)等國家標準協(xié)議,以環(huán)境監(jiān)測點位數(shù)據(jù)傳感體系為基礎,針對不同環(huán)境企事業(yè)單位需求,運用環(huán)保理論研究成果和信息技術,建立智能化環(huán)保網格在線監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺。
二.功能特點
1 站點數(shù)據(jù)實時狀態(tài)查看
用戶點擊監(jiān)測點位圖標后系統(tǒng)自動顯示空氣質量指數(shù)AQI、站點地理位置、首要污染物、發(fā)布時間、各項監(jiān)測因子實時數(shù)據(jù)等信息,空氣質量指數(shù)AQI數(shù)值與表示顏色搭配顯示,直觀展示站點當前污染情況,監(jiān)測因子可以按照不同需求進行定制,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。
2 站點環(huán)境遠程視頻實時監(jiān)控
監(jiān)測現(xiàn)場可以安裝視頻監(jiān)控設備,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),當周圍污染源濃度超標時自動抓拍,為公眾和環(huán)保部門監(jiān)督提供依據(jù),同時可以了解監(jiān)測設備的實時狀況。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)生不可抗力因素時,同樣可以根據(jù)影像資料來判定事故詳情。
3 數(shù)據(jù)圖表展示
數(shù)據(jù)展示支持折線圖、柱狀圖、表格等多種形式,展示的內容包括空氣質量指數(shù)和各項監(jiān)測因子濃度的分鐘值、小時值,方便用戶查看時間段內空氣質量變化趨勢和污染物濃度變化情況,同時可以進行監(jiān)測點位之間的各項參數(shù)的對比分析,用戶可以自主設定展示的時間區(qū)間,導出打印時支持選用JPG圖片、PDF、EXCEL、WORD文檔多種格式。
4 環(huán)境質量數(shù)據(jù)排名
針對相關環(huán)境管理部門以及用戶個性化定制需求,系統(tǒng)設置獨立排名系統(tǒng),目前采用AQI(空氣質量指數(shù)),提供日排名、小時排名數(shù)據(jù),用戶可以查詢當天排名信息和歷史數(shù)據(jù),除了空氣質量指數(shù)AQI外,還列出了PM10、PM2.5、CO等監(jiān)測因子小時值、日均值、首要污染物、空氣質量類別等信息。
5 AQI實時報、日報自動生成
按照HJ633-2012環(huán)境空氣質量指數(shù)(AQI)技術規(guī)定要求,自動生成實時報、日報數(shù)據(jù)報表,發(fā)布的指標包括各監(jiān)測站點的監(jiān)測站點信息、空氣質量指數(shù)(AQI)、首要污染物、空氣質量指數(shù)類別以及空氣質量指數(shù)說明等信息,可自動生成word、Excel、PDF多種格式格式的報表格式,日報格式如下表:
6 設備監(jiān)控
系統(tǒng)可以實現(xiàn)實時監(jiān)視在線監(jiān)測儀器是否正常工作,數(shù)據(jù)上傳是否正常,從而清楚設備的運行狀況及運行進度,當前端數(shù)據(jù)采集設備或儀器出現(xiàn)故障時,系統(tǒng)自動提供報警信息方便站點負責人及時知曉,并采取相應的解決措施,保證系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運行。
7 環(huán)境數(shù)據(jù)動態(tài)云圖展示
由于區(qū)域間空氣質量狀況的差別,系統(tǒng)基于各個區(qū)域內監(jiān)測數(shù)值實時以污染物濃度云圖形式渲染這種差別,云圖取每小時點位數(shù)值,顏色采用空氣質量指數(shù)AQI表示顏色,實現(xiàn)由“點”到“面”全面展示大范圍內空氣質量狀況。
8 空氣質量、氣象數(shù)據(jù)導出
系統(tǒng)提供空氣質量、氣象數(shù)據(jù)導出功能,用戶在設置時間類型、站點、時間段以后即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)導出,內容包括點位信息、數(shù)據(jù)更新時間、常規(guī)6參數(shù)濃度值、主要污染物、空氣質量指數(shù)AQI。其中數(shù)據(jù)有效率按照國家標準進行計算,分鐘值以后端數(shù)據(jù)傳輸判定為準,小時值以每小時收集45個分鐘值為準,日均值以每天收集22個小時值為準,其余時間區(qū)間以日均值有效天數(shù)為準。
9 站點管理
用戶在此模塊可以實現(xiàn)監(jiān)測點位信息的增、改、查、刪等基本操作,點位信息包括監(jiān)測點位名稱、地址、經緯度、站點ID、所在區(qū)域名稱等內容,實現(xiàn)點位信息的動態(tài)管理,區(qū)域與編號為鎖定狀態(tài),可自行配置名稱、經緯度、排名、公開、掉線預警等選項。
10 短信配置
此功能可以查看短信配置詳情,添加條目可以新增加短信推送人員信息和發(fā)送內容,編輯選項可對接收短信用戶推送內容進行管理操作,配置的信息內容包括預警信息、日報、狀態(tài)預警、掉線預警,完成設置以后,列表中人員可以收到短信信息。
11 污染物濃度預警
一旦空氣質量狀況出現(xiàn)異常波動時,系統(tǒng)啟動超標報警。此功能中分數(shù)據(jù)上下限與預警上下限,數(shù)據(jù)上下限為數(shù)據(jù)有效性判定標準值,超過界限的則被判定為無效。預警上下限為當監(jiān)測因子不在設定值范圍內一定時間之后,則會發(fā)送預警短信。
選擇站點便捷,將預警上下限設定臨界值,即可使用預警功能(0為默認)。
12 數(shù)據(jù)修約
此功能可對程序中未揀出的有誤數(shù)據(jù)進行人工修正,點擊數(shù)據(jù)修約選項即可進行修正,當值被設定為無效時,數(shù)據(jù)被揀出,不參與統(tǒng)計運算。(因系統(tǒng)計算規(guī)則因素,只可提供分鐘值與小時值的修約功能,目前只開放分鐘值修約)
13 用戶管理
對于不同的角色設置相應權限管理,一個角色關聯(lián)了一套操作權限。系統(tǒng)共提供了三種操作權限。系統(tǒng)用戶:擁有系統(tǒng)的所有功能操作權限;管理用戶:擁有部分業(yè)務相關 的功能操作權限;普通用戶:只能進行系統(tǒng)中相關內容的查詢操作,實現(xiàn)不同級別操作人員對數(shù)據(jù)訪問范圍和數(shù)據(jù)讀寫性的嚴格控制,建立統(tǒng)一用戶管理平臺實現(xiàn)所有用戶的身份管理,包括用戶個人身份信息、角色信息、個人賬號和密碼。
三。產品參數(shù)
檢測參數(shù) | 量程 | 精度 | 分辨率 | 技術原理 |
一氧化碳(CO) | 0-4000ppb | ≤±5%FS | 1ppb | 電化學 |
二氧化硫(SO2) | 0-5000ppb | ≤±5%FS | 1ppb | 電化學 |
二氧化氮(NO2) | 0-4000ppb | ≤±5%FS | 1ppb | 電化學 |
臭氧(O3) | 0-2000ppb | ≤±5%FS | 1ppb | 電化學 |
揮發(fā)性有機物 (TVOC) | 0-40ppm | ≤±5%FS | 0.001ppm | PID |
PM2.5 | 0-1000ug/m3 | ≤±10%FS | 1 ug/m3 | 光散射 |
PM10 | 0-1000ug/m3 | ≤±10%FS | 1 ug/m3 | 光散射 |
溫度 | -40℃~+125℃ | ±0.3℃ | 0.05℃ | |
濕度 | 0-100RH | ±3%RH | 0.05RH | |
風速 | 0-60m/s | ±2m/s | 0.1m/s | |
風向 | 0-360° | ±3°FS | 1° | |
氣壓 | 10-1200mbar | ±2%FS | 0.12mbar | |
工作環(huán)境 | 溫度范圍:-30~+50℃ 濕度范圍:15~85%RH 壓力范圍:80~120kpa | |||
工作電流(DC) | <25mA | |||
通信方式 | UART(TTL232) | |||
數(shù)據(jù)周期 | 1min,建議 48h 后的數(shù)據(jù)才作為穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù) | |||
預熱時間 | ≥6h,使用或長時間掉電:≥24h | |||
儲存條件 | 3~20℃可保存 6 個月(需保存在密封罐中) |
三.平臺架構與系統(tǒng)工作原理
1 環(huán)境數(shù)據(jù)采集
服務器使用公網固定IP,監(jiān)測儀器發(fā)送數(shù)據(jù)至此IP地址對應端口,系統(tǒng)自動采集并通過內置協(xié)議將字符串解析為需要的信息,實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的校驗、檢查、解析和入庫(數(shù)據(jù)存儲),采用多線程異步通信技術與各監(jiān)測點通信,可查看原始數(shù)據(jù),實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步轉發(fā)。
當監(jiān)測點位斷線或者出現(xiàn)異常時,線程保留五分鐘對接期,五分鐘之內不上傳數(shù)據(jù)系統(tǒng)關閉線程,降低占用率,直至重新連接再次打開。
2 環(huán)境數(shù)據(jù)存儲
數(shù)據(jù)庫服務器對接收到的環(huán)境數(shù)據(jù)進行整體規(guī)劃,對環(huán)保業(yè)務涉及的眾多數(shù)據(jù)資源進行科學合理的分類,在此基礎上建立數(shù)據(jù)體系和數(shù)據(jù)庫體系,形成基礎數(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)的保密性,數(shù)據(jù)庫服務器需要關閉公網服務和外接端口,與服務器接入同一局域網,使用內網IP。服務器解析完成后,通過局域網將數(shù)據(jù)存儲至此。數(shù)據(jù)庫定期備份、定期殺毒、定期更新軟件服務與相關插件,以保證存儲數(shù)據(jù)的安全。
3 環(huán)境監(jiān)測指標
服務器中置入交互模塊,每30分鐘采集監(jiān)測子站的運行狀態(tài)、設備狀態(tài)、監(jiān)測數(shù)據(jù),對服務器進行信息交互傳輸、讀取操作日志,連續(xù)兩次出現(xiàn)異常,系統(tǒng)啟用預警提醒。同時可以將監(jiān)測因子標準接入檢測程序中,如果超標或者出現(xiàn)恒值,則提示相關人員并將信息傳輸至前置服務器。所有預警信息在前端頁面展示。
四.系統(tǒng)硬件構成
1、 環(huán)境指標監(jiān)測儀器子站
2、 GPS子站定位模塊
3、 數(shù)據(jù)采集設備
4、 無線傳輸設備
5、 數(shù)據(jù)前置服務器
6、 數(shù)據(jù)庫服務器
7、 WEB應用服務器