客戶協(xié)議-附件二環(huán)境網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)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(diǎn)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(bào)表生成與排名94.5 環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo). 10CMAQ 空氣質(zhì)量模型建模分析10環(huán)境質(zhì)量趨勢(shì)預(yù)判10五、系統(tǒng)硬件. 10六、性能. 11設(shè)備接入數(shù)量測(cè)試11持續(xù)運(yùn)行穩(wěn)定測(cè)試116.3 前置安全. 11一、背景介紹2015 年 7 月 26 日，以國(guó)辦發(fā)201556 號(hào)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)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(diǎn)，完善生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)；（3）聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)信息集成共享；（4）自動(dòng)，科學(xué)引導(dǎo)環(huán)境

2、管理與風(fēng)險(xiǎn)防范；（5）依法追責(zé)，建立生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)與聯(lián)制；（6）健全生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)制度與保障體系。（共 6 部分 20 條）主要目標(biāo)是：到 2020 年，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)基本實(shí)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量、重點(diǎn)污染源、生態(tài)狀況監(jiān)測(cè)，各級(jí)各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)互聯(lián)共享，監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、信息化能力和保障水平明顯，監(jiān)測(cè)與協(xié)同聯(lián)動(dòng)，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(cè)網(wǎng)絡(luò)，使生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)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(guó)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(hù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)管理技術(shù)規(guī)范（HJ622-2011）、污染源自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn) 2122005、環(huán)境污染源自動(dòng)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(cè)點(diǎn)位數(shù)據(jù)傳感體系為基礎(chǔ)，針對(duì)不同環(huán)境企事業(yè)需求，運(yùn)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(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)。中心可提供所屬地區(qū)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸、實(shí)時(shí)空氣環(huán)境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢及報(bào)表統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)自動(dòng)、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(diǎn)3.1 WEB 端3.1.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位 GIS 地圖顯示帶有 GPS 模塊的監(jiān)測(cè)儀器，可以直接向開(kāi)放的接口發(fā)送，對(duì)接成功并審核完成后，即可在 GIS 地圖上顯示。當(dāng) GPS 無(wú)法定位、定位或站點(diǎn)坐標(biāo)移動(dòng)后，用戶也可以在系統(tǒng)中上傳監(jiān)測(cè)儀

4、器和站點(diǎn)相關(guān)信息。站點(diǎn)名稱在初始配置或站點(diǎn)配動(dòng)時(shí)可以進(jìn)行更改。地圖效果：矢量、三維。3.1.2 站點(diǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)狀態(tài)查看用戶上傳點(diǎn)位成功，按照環(huán)境部門標(biāo)準(zhǔn)格式發(fā)送數(shù)據(jù)協(xié)議后，系統(tǒng)即可自動(dòng)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(cè)因子，顯示時(shí)間段分為實(shí)時(shí)狀態(tài)值、最近一小時(shí)值、最近 24 小時(shí)值等。3.1.3 站點(diǎn)環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)可以安裝設(shè)備，通過(guò)窗口視圖直觀了解監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的周邊情況和污染物實(shí)時(shí)排放數(shù)據(jù)，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。當(dāng)數(shù)據(jù)異常提醒之后，可以通過(guò)回傳影像資料判斷現(xiàn)場(chǎng)情況（需人工進(jìn)行），當(dāng)發(fā)生不可抗力時(shí)，同樣可以根據(jù)影像資料來(lái)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(biāo)準(zhǔn)格式按照 AQI 指數(shù)對(duì)應(yīng)色值顯示，水質(zhì)、煙氣按照顯示，非標(biāo)準(zhǔn)格式監(jiān)測(cè)因子支持用戶定制開(kāi)發(fā)，地圖指標(biāo)根據(jù)指數(shù)對(duì)應(yīng)顏色顯示，點(diǎn)擊站點(diǎn)顯示數(shù)據(jù)時(shí)，首要污染物通過(guò)顏色條注釋，當(dāng)數(shù)據(jù)指標(biāo)超過(guò)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(duì)應(yīng)于空氣質(zhì)量的六個(gè)級(jí)別，指數(shù)越大，級(jí)別越高，說(shuō)明污染越嚴(yán)重，對(duì)健康的影響也越明顯。模式 2：斷線監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(dòng)給指定聯(lián)系人發(fā)送斷線提醒，每小時(shí)提醒一次，直至重新正常連接。模式 3

6、：異常值當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)值在某一時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)大幅度起落，或者在較長(zhǎng)時(shí)間數(shù)值無(wú)變化，同樣會(huì)觸發(fā)，報(bào)知相關(guān)核對(duì)檢修。3.1.5 數(shù)據(jù)報(bào)表生成用戶數(shù)據(jù)收集達(dá)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(dòng)計(jì)算小時(shí)值、日、周、旬、月、年均值等，生成對(duì)應(yīng)報(bào)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(shí)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(duì)相關(guān)環(huán)境管理部門以及用戶個(gè)性化定制需求，系統(tǒng)設(shè)置獨(dú)立排名系統(tǒng)，由于接入監(jiān)測(cè)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(jìn)行，同時(shí)可以采用 AQI 或者根據(jù)不同用戶特點(diǎn)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(diǎn)，及時(shí)了解最新動(dòng)態(tài)。分級(jí)計(jì)算參考的標(biāo)準(zhǔn)是新的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（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(jì)算，AQCI 按照環(huán)境空氣價(jià)技術(shù)規(guī)范（試行）（發(fā)布稿）（HJ633-2013）計(jì)算，參與評(píng)價(jià)的污染物為 SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3、CO 六項(xiàng)。發(fā)布頻次為每小時(shí)一次。3.1.7 污染物來(lái)源分析收集點(diǎn)位數(shù)據(jù)后，對(duì)各項(xiàng)污染物統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行計(jì)算分析，初步建立點(diǎn)位污染源模型（當(dāng)前采用方法為首要污染物餅狀圖），如果監(jiān)測(cè)點(diǎn)位條件允許，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)采樣，則可以更加精確的進(jìn)行污染

8、物對(duì)比分析，通過(guò)各時(shí)間段污染物模型結(jié)合地區(qū)現(xiàn)狀來(lái)分析具體污染源和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，并提供針對(duì)性治理方案。污染源分析全面覆蓋污普、環(huán)統(tǒng)、排污申報(bào)、總量、監(jiān)察等數(shù)據(jù)，采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和分析方法，準(zhǔn)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(jìn)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(shì)等，按行業(yè)、污染物、企業(yè)情況等，篩選出重點(diǎn)管理對(duì)象，為監(jiān)察工作提供依據(jù)。污染源可分成固定源、源、開(kāi)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(jī)動(dòng)車、船、飛機(jī)及非道路機(jī)械等顆粒物排放源。源中的開(kāi)放源通常包括土壤風(fēng)沙塵、道路揚(yáng)塵、施工揚(yáng)

9、塵、堆場(chǎng)揚(yáng)塵和窗臺(tái)塵等。特定地區(qū)的源工作有時(shí)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(dòng)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(yùn)行過(guò)程，在收集夠一定量的收據(jù)后，建立監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)三維模型，分析未來(lái)的環(huán)境質(zhì)量趨勢(shì)。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(kāi)放不同編制權(quán)限，預(yù)案錄入時(shí)候系統(tǒng)根據(jù)運(yùn)行規(guī)則自動(dòng)命名，并生成固定格式編碼，便于快速檢索。系統(tǒng)運(yùn)行中，面對(duì)突發(fā)狀況時(shí)，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(cè)點(diǎn)位需要大面積覆蓋，同時(shí)需要滿足便攜性、移動(dòng)

10、性、實(shí)用性的需求，因此目前數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸基本通過(guò) GPRS 傳輸，接入公網(wǎng)進(jìn)行。監(jiān)測(cè)站點(diǎn)發(fā)生故障或數(shù)據(jù)連接異常時(shí)，可通過(guò)ernet確定是否需要前往，節(jié)約人工成本。網(wǎng)即國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)（ernet），它是把全球不同位置、不同規(guī)模的計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的集合體。通常所瀏覽的 WWW 站點(diǎn)、FTP 站點(diǎn)以及溝通時(shí)所采用的即時(shí)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(dòng)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(huì)檢測(cè)用戶定位，首頁(yè)

11、顯示最近點(diǎn)位信息，支持用戶點(diǎn)位綁定。管理者賬號(hào)經(jīng)過(guò)系統(tǒng)認(rèn)證后，開(kāi)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(diǎn)后可以設(shè)置站點(diǎn)指標(biāo)值，如果超出指標(biāo)，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(dòng)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(kāi)始投入使用時(shí)、數(shù)據(jù)傳輸還未趨于穩(wěn)定，在這一時(shí)間段，需要大量的運(yùn)維工作，許多工作場(chǎng)景并不適合攜帶 PC 設(shè)備，所以需要在移動(dòng)端來(lái)輔助完成常規(guī)工作直接在移動(dòng)端可以查看點(diǎn)位狀態(tài)信息。3.3.2 狀態(tài)查詢登錄 APP，跳轉(zhuǎn)至點(diǎn)位列表界面，包括點(diǎn)位名稱、點(diǎn)位

12、狀態(tài)與更新時(shí)間，可以切換至地圖模式，當(dāng)前采用地圖接口開(kāi)發(fā)。點(diǎn)擊刷新可以抓取最新點(diǎn)位數(shù)據(jù)信息，以時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)，最近 15 分鐘內(nèi)有數(shù)據(jù)上傳，狀態(tài)標(biāo)注為紅色，若無(wú)上傳，狀態(tài)標(biāo)注為灰色。點(diǎn)擊點(diǎn)位會(huì)顯示點(diǎn)位監(jiān)測(cè)因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)選項(xiàng)卡。3.3.3 斷線故障若點(diǎn)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(guò)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(kāi)發(fā)通知接口。站點(diǎn)導(dǎo)航接入地圖導(dǎo)航功能，可以實(shí)時(shí)查詢到達(dá)點(diǎn)位具體路線時(shí)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(cè)儀器發(fā)送數(shù)據(jù)至此 IP 地址對(duì)應(yīng)端口，系統(tǒng)自動(dòng)并通過(guò)內(nèi)置協(xié)議將字符串為需要的信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的校驗(yàn)、檢

13、查、和入庫(kù)（數(shù)據(jù)），采用多線程異步通信技術(shù)與各監(jiān)測(cè)點(diǎn)通信，可查看原始數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位斷線或者出現(xiàn)異常時(shí)，線程保留對(duì)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(kāi)。4.2 環(huán)境數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器對(duì)接收到的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行整體規(guī)劃，對(duì)環(huán)保業(yè)務(wù)涉及的眾多數(shù)據(jù)資源進(jìn)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(kù)體系，形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、元數(shù)據(jù)庫(kù)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)。由于環(huán)境大數(shù)據(jù)的性，數(shù)據(jù)庫(kù)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(guò)局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)至此。數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，嚴(yán)格按照相關(guān)及環(huán)保行業(yè)規(guī)定進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析運(yùn)算處理，得出最符合標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境數(shù)值。統(tǒng)計(jì)功能支持根據(jù)原始值值計(jì)算小時(shí)值、日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)等。分析功能包括，對(duì)大氣、水質(zhì)、煙氣等不業(yè)進(jìn)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(jí)功能，根據(jù)用戶需求定制開(kāi)發(fā)。經(jīng)過(guò)算法運(yùn)行生成數(shù)據(jù)模型，實(shí)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(bào)表生成與排名中心服務(wù)器生成各項(xiàng)報(bào)表后，根據(jù)空氣質(zhì)量指數(shù)從低到高進(jìn)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(diǎn)排名。服務(wù)器與 EXCEL 報(bào)表、WORD 文檔、JPG、PDF 等接口進(jìn)

15、行對(duì)接，使前端頁(yè)面可以順利導(dǎo)出打印。4.5 環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo)服務(wù)器中置入交互模塊，每 30 分鐘監(jiān)測(cè)子站的運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)服務(wù)器進(jìn)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(shí)可以將監(jiān)測(cè)因子標(biāo)準(zhǔn)接入檢測(cè)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(yè)面展示。4.6 CMAQ 空氣質(zhì)量模型建模分析CMAQ 是國(guó)家環(huán)境保護(hù)局研制的第三代空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)和評(píng)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(guò)程可實(shí)現(xiàn)設(shè)置可視化和運(yùn)行自動(dòng)化，減少人工操作，通過(guò)適量定制化開(kāi)發(fā)，可以作為區(qū)域臭氧、能見(jiàn)度、酸沉降等過(guò)程的整合應(yīng)用。4.7 環(huán)境質(zhì)量趨勢(shì)預(yù)判中心服務(wù)器處理數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)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(shì)。五、系統(tǒng)硬件環(huán)境指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀器子站GPS 子站定位模塊設(shè)備無(wú)線傳輸設(shè)備數(shù)據(jù)前置服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)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(cè)試測(cè)試采用虛擬機(jī)模式運(yùn)行，持續(xù)添加新的點(diǎn)位端口。：程序服務(wù)最大可以同時(shí)接入 36000 個(gè)點(diǎn)位，支持 60000端口同時(shí)接收，100