環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測預警預報發(fā)布系統(tǒng)

一、項目概述
1.1背景介紹
近年來，空氣環(huán)境污染日益嚴重，黨中央、國務院高度重視大氣污染防治，2013年國務院出臺《關于印發(fā)大氣污染防治行動計劃的通知》（國發(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(jiān)測預警應急體系，妥善應對污染天氣。各省市，各地區(qū)針對本地大氣特點和環(huán)境空氣污染現(xiàn)狀，也制定了相應的計劃，主要實現(xiàn)環(huán)境空氣質(zhì)量預報預警體系的建立，突出重點、分類指導、多管齊下、科學施策，把調(diào)整優(yōu)化結構、強化創(chuàng)新驅(qū)動和保護環(huán)境生態(tài)結合起來，用硬措施完成硬任務，確保防治工作早見成效，促進改善民生，培育新的經(jīng)濟增長點。
大氣污染防治是一項涉及面廣、綜合性強、艱巨復雜的系統(tǒng)工程，只有通過系統(tǒng)而完善的大氣污染防治技術的綜合運用，才會取得顯著的效果，通過建立環(huán)境空氣質(zhì)量預報預警系統(tǒng)，主要滿足環(huán)境空氣質(zhì)量預報預警的首要環(huán)節(jié)，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，國務院辦公廳印發(fā)《生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡建設方案》，對今后一個時期我國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡建設做出全面規(guī)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(jiān)測事權，建立全國統(tǒng)一的實時在線環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。到2020年，全國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡基本實現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量、重點污染源和生態(tài)狀況監(jiān)測的全覆蓋，以及各級各類監(jiān)測數(shù)據(jù)系統(tǒng)的互聯(lián)共享。這將為保障監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量、實現(xiàn)監(jiān)測與監(jiān)管執(zhí)法聯(lián)動提供重要支撐。（附件1）
2016年3月，環(huán)境保護部近日印發(fā)了《生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設總體方案》（下文簡稱《方案》）的通知，提出未來五年內(nèi)，生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設要實現(xiàn)的目標是，生態(tài)環(huán)境綜合決策科學化、生態(tài)環(huán)境監(jiān)管精準化、生態(tài)環(huán)境公共服務便民化。
生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設的原則是頂層設計、應用導向；開放共享、強化應用；健全規(guī)范、保障安全；分步實施、重點突破。
《方案》指出，大數(shù)據(jù)是以容量大、類型多、存取速度快、應用價值高為主要特征的數(shù)據(jù)集合，正快速發(fā)展為對數(shù)量巨大、來源分散、格式多樣的數(shù)據(jù)進行采集、存儲和關聯(lián)分析，從中發(fā)現(xiàn)新知識、創(chuàng)造新價值、提升新能力的新一代信息技術和服務業(yè)態(tài)。全面推進大數(shù)據(jù)發(fā)展和應用，加快建設數(shù)據(jù)強國，已經(jīng)成為我國的國家戰(zhàn)略。
《方案》提出生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)總體架構為“一個機制、兩套體系、三個平臺”。
一個機制即生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)管理工作機制，包括數(shù)據(jù)共享開放、業(yè)務協(xié)同等工作機制，以及生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)科學決策、精準監(jiān)管和公共服務等創(chuàng)新應用機制。兩套體系即組織保障和標準規(guī)范體系、統(tǒng)一運維和信息安全體系。三個平臺即大數(shù)據(jù)環(huán)保云平臺、大數(shù)據(jù)管理平臺和大數(shù)據(jù)應用平臺。其中，大數(shù)據(jù)環(huán)保云平臺是集約化建設的IT基礎設施層，為大數(shù)據(jù)處理和應用提供統(tǒng)一基礎支撐服務；大數(shù)據(jù)管理平臺是數(shù)據(jù)資源層，為大數(shù)據(jù)應用提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集、分析和處理等支撐服務；大數(shù)據(jù)應用平臺是業(yè)務應用層，為大數(shù)據(jù)在各領域的應用提供綜合服務。
生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設將圍繞推進數(shù)據(jù)資源全面整合共享、加強生態(tài)環(huán)境科學決策、創(chuàng)新生態(tài)環(huán)境監(jiān)管模式、完善生態(tài)環(huán)境公共服務、統(tǒng)籌建設大數(shù)據(jù)平臺、推動大數(shù)據(jù)試點六大任務開展。
我們根據(jù)國家總體的政策方針，提出環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測預警發(fā)布平臺的建設方案。
1.2現(xiàn)狀
第一、環(huán)境保護局內(nèi)部信息化建設一直處于落后地位，也沒有建立相應的環(huán)境空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)儲存及處理中心；
第二、空氣自動監(jiān)測及環(huán)境監(jiān)測儀器運行狀態(tài)和站房環(huán)境沒有實現(xiàn)視頻實時監(jiān)控；
第三、現(xiàn)場端監(jiān)測儀器未能實現(xiàn)遠程反控，非定時隨機自動采樣及數(shù)據(jù)補足能力缺失；
第四、環(huán)境影響評價及建設項目的審核、審批沒能實現(xiàn)內(nèi)部聯(lián)審，污染物排放批復量未能統(tǒng)一管理，無法為總量減排提供及時有效的數(shù)據(jù)支持；
第五、環(huán)境監(jiān)測站的監(jiān)測監(jiān)控管理業(yè)務未能梳理和電子化，無法及時快速生成相應類型報告，環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)不能直觀表示，也不能與其他環(huán)境監(jiān)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(jiān)測信息發(fā)布手段單一，沒有實現(xiàn)環(huán)境空氣信息自動、實時發(fā)布與預警；
第七、群眾參與環(huán)境保護的渠道不暢，網(wǎng)站互動功能缺失，環(huán)保新聞、信息公布延遲現(xiàn)象嚴重，不能實現(xiàn)自動發(fā)布；
第八、多數(shù)環(huán)境保護局內(nèi)部網(wǎng)絡規(guī)劃和安全性考慮不足，早期購置部署的部分網(wǎng)絡設備和存儲設備已不能滿足未來信息化建設要求，且因使用已久，維護次數(shù)逐年增多，維護費用日益增高。
1.3目標
?定時采集與自動上傳
根據(jù)30秒實時數(shù)據(jù)，按照所執(zhí)行的技術標準、規(guī)范，自動統(tǒng)計5分鐘及1小時、1日數(shù)據(jù)平均值，實現(xiàn)每天/每小時定時采集，用戶設置相應程序后，系統(tǒng)按照設定程序自動上傳采集數(shù)據(jù)，同時實現(xiàn)實時、多點直報的需求，能即時向多個目標直接傳輸數(shù)據(jù)。
?實時監(jiān)測與歷史數(shù)據(jù)
實現(xiàn)對環(huán)境質(zhì)量全面、實時、網(wǎng)格化的監(jiān)測體系，將采集端上傳的數(shù)據(jù)及時解析、處理、分析和集成，通過建立對應的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，長期收集環(huán)境背景和環(huán)境空氣質(zhì)量的連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，用戶可以在線查看空氣質(zhì)量實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，及時掌握當前轄區(qū)內(nèi)環(huán)境空氣污染現(xiàn)狀和變化規(guī)律及趨勢。
?自動報警與科學預報
系統(tǒng)提供自動報警功能，如果遇到設備異?；虍斍氨O(jiān)測超標，系統(tǒng)自動向設定聯(lián)系人發(fā)送報警信息，精確地給出具體的超標數(shù)值，超標時間，超標排放量、超標排放介質(zhì)量，為強化監(jiān)理工作提供了詳實可靠的依據(jù)。按照空氣質(zhì)量變化的規(guī)律和趨勢，科學合理的分析和預測未來空氣質(zhì)量情況，判斷環(huán)境空氣污染造成的影響范圍。
?污染評價與質(zhì)量日報
依據(jù)數(shù)據(jù)有效性規(guī)定、AQI評價技術規(guī)范、數(shù)據(jù)倒掛修約規(guī)定等進行數(shù)據(jù)審核、復核處理，做出各子站及縣市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)評價，利用監(jiān)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)境污染問題進行時事評議，在提高全民環(huán)保意識，加強公眾監(jiān)督方面起到推動作用。
1.4技術標準
?《中華人民共和國環(huán)境保護法》
?《中華人民共和國大氣污染防治法》
?《大氣污染防治行動計劃》（國發(fā)〔2013〕37號）
?《大氣污染防治目標責任書》
?《國家環(huán)境保護“十二五”科技發(fā)展規(guī)劃》（環(huán)發(fā)〔2011〕63號）
?《關于開展環(huán)境保護重點城市環(huán)境空氣質(zhì)量預報工作的通知》（環(huán)發(fā)〔2000〕231號）
?《2006—2020年國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略》（中辦發(fā)〔2006〕11號）
?《環(huán)境空氣質(zhì)量預報預警業(yè)務工作指南（暫行）》
?《環(huán)境空氣質(zhì)量預報預警方法技術指南》
?《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB 3095-2012）
?《環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測技術規(guī)范》（HJ/T 193-2005）
嚴格按照國家環(huán)境空氣質(zhì)量預報預警業(yè)務工作指南中的要求，我們設計了市級環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測、預警、預報，發(fā)布平臺。方便業(yè)務部門負責轄區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量精細化預警預報業(yè)務工作。
1.5設計原則
1）安全性原則
本系統(tǒng)要實現(xiàn)基于大型數(shù)據(jù)中心、強大信息處理環(huán)境和高速網(wǎng)絡為一體，信息管理的獲取、共享、處理服務，支持實時網(wǎng)上數(shù)據(jù)信息處理，支持協(xié)同工作的新一代信息化環(huán)保平臺。由于整個系統(tǒng)涉及大量的保密數(shù)據(jù)，而且部分數(shù)據(jù)共享基于網(wǎng)絡環(huán)境，在設計過程中，會重點實施信息安全及保密措施，確保系統(tǒng)中的信息資源不被非法竊取和篡改，數(shù)據(jù)中心不被破壞，保證用戶能夠正常使用系統(tǒng)中的資源信息，提供應有的信息服務。采用有效的安全保密技術以確保該系統(tǒng)的安全性，建立健全管理制度基礎。本系統(tǒng)還采用整套安全、科學、便利的管理模式，系統(tǒng)對終端用戶的權限嚴格界定，終端用戶的權限細化到每一個模塊的每一個功能，在此基礎上使用系統(tǒng)靈活的管理方式，很大程度上簡化了系統(tǒng)管理人員的工作復雜度。
2）規(guī)范性原則
系統(tǒng)設計過程中，數(shù)據(jù)結構和數(shù)據(jù)編碼的設置符合嚴格的技術規(guī)范，全部采用國家下發(fā)文件標準。工作中專用的數(shù)據(jù)，通過全面的匯總分類，制定數(shù)據(jù)編碼規(guī)范，保證其準確性和擴展性，為系統(tǒng)信息化的長期發(fā)展奠定良好的數(shù)據(jù)基礎與規(guī)范。
3）穩(wěn)定性原則
系統(tǒng)在開始數(shù)據(jù)對接后，每日定期備份數(shù)據(jù)至服務器，并對異常數(shù)據(jù)進行篩選分析和定期清理，以防對后續(xù)使用造成影響?？紤]到網(wǎng)絡不穩(wěn)定狀況在終端設備建立本地數(shù)據(jù)庫，緊急情況可以調(diào)用本地存儲。
4）可拓展性原則
平臺最大支持三萬臺設備同時在線監(jiān)測，在數(shù)據(jù)通訊協(xié)議合理范圍內(nèi)支持符合國家標準的設備進行對接，也可以自定義配置上傳，支持設備發(fā)送端和接收端自動在線應答，超級管理員享有最高權限，可對系統(tǒng)進行配置編輯。
二、系統(tǒng)架構
2.1 系統(tǒng)結構

系統(tǒng)采用多層次的系統(tǒng)結構設計，可以對接不同性質(zhì)（國控，省空，區(qū)域等），不同廠家的空氣質(zhì)量子站相關數(shù)據(jù)，建立一套完善的空氣質(zhì)量監(jiān)測、預警、發(fā)布的可視化平臺。同時用數(shù)據(jù)質(zhì)控，遠程反控、統(tǒng)計分析等信息化手段，幫助環(huán)境監(jiān)測部門及時、全面、準確地掌握本轄區(qū)的空氣質(zhì)量現(xiàn)狀，實現(xiàn)對本轄區(qū)監(jiān)測站點空氣質(zhì)量進行準確分析，為空氣質(zhì)量的溯源提供決策平臺。系統(tǒng)通過專用VPN網(wǎng)絡向上級傳輸實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，并與其它職能部門的物聯(lián)網(wǎng)平臺對接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的互聯(lián)共享，結構圖如上所示。
2.2 系統(tǒng)邏輯架構
系統(tǒng)邏輯結構采用四層架構，包括數(shù)據(jù)采集層、基礎支撐層、數(shù)據(jù)資源層和應用層。數(shù)據(jù)采集層實時獲取監(jiān)測對象的各類原始數(shù)據(jù)，并將采集到的不同傳輸協(xié)議的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一格式上送至監(jiān)控中心軟件平臺，實現(xiàn)監(jiān)測結果、設備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)及時自動上報；基礎支撐層處理數(shù)據(jù)管理與交換業(yè)務，包括從監(jiān)測子站工控機及其它源采集數(shù)據(jù)，對采集的數(shù)據(jù)進行存儲、處理、分析以及備份等；數(shù)據(jù)資源層包括對采集的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)和業(yè)務應用數(shù)據(jù)進行分類和管理，為功能展示層提供支持。系統(tǒng)在應用層可以進行空氣質(zhì)量結果展示、統(tǒng)計分析、預報預警、發(fā)布空氣質(zhì)量實況等。系統(tǒng)邏輯結構如圖所示：

2.3 系統(tǒng)網(wǎng)絡部署
1、可依據(jù)電子政務的安全要求，外網(wǎng)可使用PCM安全線路，環(huán)保局內(nèi)部網(wǎng)不與Internet連接。
2、通過VPN網(wǎng)絡向總站、省站、市站等多級、多個環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控中心轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴⒖煽啃浴?br/>3、結合GSM/GPRS無線網(wǎng)，極大的拓展了環(huán)境檢測范圍和實現(xiàn)了移動辦公。
4、數(shù)據(jù)采集器可選用RS232、RS485（1.2km）、無線數(shù)傳（5km）方式通信，降低通信費用。
5、環(huán)境監(jiān)測站不必和信息中心局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，可通過接入Internet遠程辦公。
6、利用信息中心設備的可靠性，監(jiān)測數(shù)據(jù)集中存儲，保證了數(shù)據(jù)的安全性，又可以實現(xiàn)全天候監(jiān)控。
7、可通過移動設備（手機、筆記本電腦）使用短信或者GPRS上網(wǎng)方式，進行移動監(jiān)測。

2.4 系統(tǒng)技術路線
軟件系統(tǒng)架構以Windows7.Net Server作為網(wǎng)絡平臺，以Microsoft.Net為開發(fā)平臺，后臺數(shù)據(jù)庫可在SQL Server 2008、Oracle8i、DB2間自由掛接，內(nèi)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Socket等通信技術和服務實現(xiàn)。系統(tǒng)有良好的開放性、集成性、穩(wěn)定性等諸多優(yōu)點，是目前國內(nèi)領先的完全基于B/S結構、GIS實時監(jiān)測、多層分布式的在線監(jiān)測預報預警系統(tǒng)，客戶端無需安裝、無需配置任何軟件，通過瀏覽器就可以實現(xiàn)全部操作；瘦客戶端設計，無需在客戶端下載任何插件，可以使得系統(tǒng)在窄帶網(wǎng)絡上運行流暢。
環(huán)境質(zhì)量信息實時發(fā)布系統(tǒng)移動端應用是環(huán)境質(zhì)量信息發(fā)布在移動終端上的延伸實現(xiàn)，方便用戶通過移動互聯(lián)網(wǎng)（3G、GPRS等）在智能手機等移動設備上查看當?shù)馗鱾€監(jiān)測站的空氣質(zhì)量實時數(shù)據(jù)、歷史趨勢等信息。
2.5 系統(tǒng)接口設計
系統(tǒng)在接口設計方面主要考慮數(shù)據(jù)提取與匯交、數(shù)據(jù)同步、用戶認證以及對外數(shù)據(jù)交換。本項目采用Web Service接口技術，Web Service可以將運行在Intranet/Internet分布式服務器上的應用集成在一起，使地理上分布在不同區(qū)域的計算機和設備協(xié)同工作，為用戶提供各種各樣的服務。利用Web Service接口能夠迅速的通過互聯(lián)網(wǎng)向用戶提供服務，在廣泛的范圍內(nèi)尋找可能的合作伙伴。隨著Web Service技術的發(fā)展和運用，信息處理活動的重點將從目前的開發(fā)和使用應用程序過渡到開發(fā)和使用Web Service，Web Service將取代應用程序成為Web上的基本開發(fā)和應用實體。作為下一代Web的主流技術，Web Service為真正融入Internet奠定了堅實的基礎。
系統(tǒng)提供與各級環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)、環(huán)境質(zhì)量聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等各類監(jiān)測系統(tǒng)標準接口。整合各類數(shù)據(jù)，實現(xiàn)環(huán)境污染防治的實時監(jiān)控和預警，滿足人民群眾的環(huán)境知情權。
三、建設內(nèi)容
3.1數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)
數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)主要作用是接收溫濕度、風速風向、氣壓等各類傳感器，SO2、NO2、O3等氣體分析儀和PM2.5、PM10粉塵分析儀等的實時環(huán)境空氣質(zhì)量原始監(jiān)測數(shù)據(jù)，其工作原理是：傳感器和分析儀將多路測試信號按序通過接口協(xié)議進入無線通訊節(jié)點設備DVR的獨立（DTU）傳輸通道，經(jīng)避雷處理后輸入到單元內(nèi)數(shù)據(jù)采集器，采集器將采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過無線數(shù)據(jù)傳輸終端通過 TCP/IP 網(wǎng)絡傳入到數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)，數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)將接收到的數(shù)據(jù)進行解析、存儲及上傳等處理。

中心接收到相關參數(shù)數(shù)據(jù)，通過后臺監(jiān)測管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)匯總、整理和綜合分析并轉(zhuǎn)化成詳細信息實時在監(jiān)測終端或大屏幕上進行顯示，工作人員可以在監(jiān)控中心或辦公室進行監(jiān)測，隨時得到即時數(shù)據(jù)報告，實現(xiàn)遠端無人值守。
系統(tǒng)提供與市、省、國級環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)、環(huán)境質(zhì)量聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等各類監(jiān)測系統(tǒng)標準接口。整合各類數(shù)據(jù)，實現(xiàn)環(huán)境污染防治的實時監(jiān)控和預警，為全省乃至全國空氣質(zhì)量監(jiān)測平臺聯(lián)成“一張網(wǎng)”奠定基礎。
數(shù)據(jù)接收子系統(tǒng)能實現(xiàn)對大范圍內(nèi)多級、多層次、多種類環(huán)境要素質(zhì)量進行自動連續(xù)在線的實時接收、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(jiān)測數(shù)據(jù)在線接收的同時，能夠通過VPN網(wǎng)絡向總站、省站、市站等多級、多個環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控中心轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集終端設備之間還能夠相互通信，組織成一個互聯(lián)互通的網(wǎng)絡系統(tǒng)，提供了允許支持多種數(shù)據(jù)傳輸方式、多協(xié)議多目標數(shù)據(jù)通信的高可靠、高可信的數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)。
數(shù)據(jù)的上傳將嚴格按照《污染源在線自動監(jiān)控(監(jiān)測)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標準》（HJ/212-2005）和《污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）數(shù)據(jù)采集傳輸儀技術要求》（征求意見稿）以及地方數(shù)據(jù)采集和傳輸協(xié)議的相關規(guī)定，設定傳輸軟件程序，實現(xiàn)相關監(jiān)測數(shù)據(jù)向上級環(huán)保部門相應系統(tǒng)的自動上報功能，實現(xiàn)上下級的數(shù)據(jù)傳輸。
系統(tǒng)可同時向國家、省、市、縣環(huán)保業(yè)務部門和多級、多個環(huán)境監(jiān)控中心轉(zhuǎn)發(fā)原始環(huán)境自動監(jiān)測數(shù)據(jù)，系統(tǒng)中數(shù)據(jù)在向上傳輸?shù)耐瑫r，可將現(xiàn)場的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡定期地上傳到監(jiān)測中心和環(huán)境主管部門，實現(xiàn)動態(tài)異地數(shù)據(jù)備份功能。在現(xiàn)場數(shù)據(jù)遭到破壞的情況下，通過遠程調(diào)用備份在監(jiān)測中心和環(huán)境主管部門上的最新備份數(shù)據(jù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復功能。系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)包時采用CRC校驗等多種校驗方式，確保了上傳的實時數(shù)據(jù)的準確性。
數(shù)據(jù)接收子系統(tǒng)具有以下功能：
1）數(shù)據(jù)接收
根據(jù)30秒實時數(shù)據(jù)，按照所執(zhí)行的技術標準、規(guī)范，自動統(tǒng)計5分鐘及1小時、1日數(shù)據(jù)平均值，并根據(jù)儀器運行狀態(tài)與質(zhì)控執(zhí)行情況，作出相應的數(shù)據(jù)狀態(tài)標識；同時按照“向上備份”規(guī)則及時把監(jiān)測數(shù)據(jù)報送到各級監(jiān)控中心，能夠以word、excel等形式導出。
2）數(shù)據(jù)上傳
滿足實時、多點直報的需求，能即時向多個目標直接傳輸數(shù)據(jù)，同時系統(tǒng)提供兩種上傳方式，自動上傳和手動上傳，用戶設置對應程序后，系統(tǒng)按照設定時間自動上傳采集數(shù)據(jù)，也可以不定期地通過手動方式批量上傳，傳輸網(wǎng)絡主要利用VPN網(wǎng)絡，用戶通過接入企業(yè)內(nèi)部虛擬專網(wǎng)的方式與Internet進行隔離，可對整個數(shù)據(jù)傳送過程進行加密保護，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃浴?br/>3）數(shù)據(jù)存儲
系統(tǒng)在向上級環(huán)保系統(tǒng)傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)的同時，將上傳數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲到中心數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)動態(tài)異地數(shù)據(jù)備份功能。還可以人工設置本地數(shù)據(jù)保存時間，超出設定時間后數(shù)據(jù)將會自動被清理，避免由于數(shù)據(jù)快速積累導致內(nèi)存空間不夠的情況發(fā)生。
4）儀器通用智能接入
實現(xiàn)智能化接口技術，具備快捷接入不同品牌、不同種類、不同監(jiān)測方法的分析儀器的能力，以實行標準化處理，并保證設備的穩(wěn)定運行?？赏瑫r連接多臺不同的分析儀器，能快速兼容新類型設備，滿足各種測控需求。
5）監(jiān)測中心反控功能
系統(tǒng)可以實現(xiàn)由監(jiān)測中心向監(jiān)測子站發(fā)送命令調(diào)取數(shù)據(jù)，也可以實時監(jiān)視在線監(jiān)測儀器是否正常工作，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，可以在后臺發(fā)送命令實現(xiàn)設備的正常運行。
3.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)通過利用大型關系型數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)安全、一致性和分布式處理等方面的優(yōu)勢，將常規(guī)6參數(shù)、氣象五參數(shù)等數(shù)據(jù)集中起來，使用戶通過單一界面就可以方便的管理、查詢、分析大量的環(huán)境數(shù)據(jù)，從而簡化環(huán)境數(shù)據(jù)管理的難度，提高環(huán)境數(shù)據(jù)管理水平。
數(shù)據(jù)管理平臺建設遵循《環(huán)境數(shù)據(jù)庫設計與運行管理規(guī)范》相應要求。采用Web Service數(shù)據(jù)訪問技術、ETL數(shù)據(jù)加工分析技術等整合環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測各項數(shù)據(jù)，并通過對數(shù)據(jù)的整理、加工、挖掘、分析，提取綜合、有效的環(huán)境數(shù)據(jù)結果，為環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)的發(fā)布提供支撐，為環(huán)境管理決策提供數(shù)據(jù)支持。
數(shù)據(jù)管理平臺采用四層設計，主要有標準層、采集層、數(shù)據(jù)庫層、服務層。在標準層采用國際標準及國家標準對輸入數(shù)據(jù)標準化，采用標準編碼，使進入數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)格式共享，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)格式標準、數(shù)據(jù)接口標準、數(shù)據(jù)傳輸標準、數(shù)據(jù)集成標準，通過這些標準的制定，系統(tǒng)就能夠?qū)崿F(xiàn)各個層面的良好交流。
數(shù)據(jù)采集層主要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集。數(shù)據(jù)入庫的方式主要有兩種批量導入和手工輸入。在這個層面系統(tǒng)對采集到的數(shù)據(jù)進行校驗，合格后才能入庫。這些數(shù)據(jù)在經(jīng)過校驗、規(guī)則處理后再進行歸類入庫。
在數(shù)據(jù)服務層主要有數(shù)據(jù)調(diào)用、數(shù)據(jù)寫入、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)交換這些功能，通過Web Service接口與數(shù)據(jù)庫相連。
數(shù)據(jù)庫層主要用于元數(shù)據(jù)、基礎數(shù)據(jù)的存儲和管理等功能，對于已經(jīng)建設空氣自動監(jiān)測管理數(shù)據(jù)庫的縣來說，保持現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫管理體系，在現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫管理體系作進一步開發(fā)，作好與省、市級數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的借口與數(shù)據(jù)交換功能，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能包括建庫管理、數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)查詢輸出、數(shù)據(jù)維護管理、代碼維護、數(shù)據(jù)庫安全管理、數(shù)據(jù)庫備份恢復、數(shù)據(jù)庫外部接口等，是數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)庫建立和維護的主要工具，也是在系統(tǒng)運行過程中進行原始數(shù)據(jù)處理和查詢的主要手段。
(1)、元數(shù)據(jù)庫
元數(shù)據(jù)是關于數(shù)據(jù)的描述性數(shù)據(jù)信息，大量地反映數(shù)據(jù)集自身的特征規(guī)律，方便于用戶對數(shù)據(jù)集的準確、高效與充分的開發(fā)與利用。通過元數(shù)據(jù)可以檢索、訪問數(shù)據(jù)庫，可以有效利用計算機的系統(tǒng)資源。
(2)、配置數(shù)據(jù)庫
配置數(shù)據(jù)庫主要是針對數(shù)據(jù)庫所支撐的各個平臺的相應系統(tǒng)配置做數(shù)據(jù)支撐，如：信息化標準和規(guī)范體系、系統(tǒng)的后臺管理模塊等。
(3)、基礎數(shù)據(jù)庫
基礎數(shù)據(jù)庫存儲空氣質(zhì)量監(jiān)測點基礎信息等，是其業(yè)務模塊運行的基礎，系統(tǒng)提供功能對這些基礎信息進行管理維護，保證基礎數(shù)據(jù)在整個業(yè)務系統(tǒng)中的一致性和準確性，避免基礎數(shù)據(jù)前后不一致造成的系統(tǒng)功能異常。
(4)、業(yè)務數(shù)據(jù)庫
根據(jù)國標的相關要求以及業(yè)務系統(tǒng)相對應標準搭建，在確保數(shù)據(jù)格式的準確以及可更新性的基礎上搭建。采用國際標準及國家標準對輸入數(shù)據(jù)標準化，采用標準編碼，使進入數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)格式共享，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)從技術上可完全交互。
對空氣質(zhì)量在線監(jiān)測數(shù)據(jù)進行整合，形成統(tǒng)一的空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，為數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)的實時發(fā)布提供基礎支撐。
3.3數(shù)據(jù)審核處理系統(tǒng)
數(shù)據(jù)審核處理系統(tǒng)的建設主要為實現(xiàn)縣級監(jiān)測中心數(shù)據(jù)資源的管理。根據(jù)信息管理運行的方式與特點，系統(tǒng)的功能應該滿足監(jiān)測數(shù)據(jù)的審核、處理、查詢、統(tǒng)計、分析等等。數(shù)據(jù)綜合管理平臺的應用能夠為環(huán)境部門進行環(huán)境空氣質(zhì)量綜合管理、環(huán)境規(guī)劃、決策分析提供支持。
審核處理系統(tǒng)主要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的審核和處理。數(shù)據(jù)審核的方式主要有兩種：自動審核和人工復審。數(shù)據(jù)處理主要是對采集上來的數(shù)據(jù)進行匯總、集成、日均值修約等等，合格后才能入庫，保證上報的監(jiān)測數(shù)據(jù)的代表性和準確性。
1）數(shù)據(jù)審核
在數(shù)據(jù)傳輸過程中，針對各項數(shù)據(jù)上報類型和規(guī)范要求，可以預定義數(shù)據(jù)校驗規(guī)則，有效保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。對數(shù)據(jù)項有效值的上、下限以及表達格式按規(guī)范進行設置；監(jiān)測項目的數(shù)值間邏輯關系也是審核的重點，進一步校對數(shù)據(jù)的合理性和準確性。當上述審核過程中未出現(xiàn)異常情況，則數(shù)據(jù)審核通過并即可入庫，整個檢驗審核過程由系統(tǒng)程序完成，接收數(shù)據(jù)時通過采用CRC校驗等多種方式，避免了數(shù)據(jù)錄入時的很多錯漏狀況。對于任何的標記或剔除操作，系統(tǒng)自動記憶，作為日志備查。
2）人工復審
在自動審核的過程中，系統(tǒng)按照設定程序進行數(shù)據(jù)質(zhì)量的審核，但由于缺乏對整個運行平臺宏觀掌控，可能會將無效數(shù)據(jù)標識為有效數(shù)據(jù)，或?qū)⒂行?shù)據(jù)標識為無效數(shù)據(jù)。人工復審就是要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的第二次過濾和篩查，通過對分析儀的運行狀態(tài)、子站維護情況、數(shù)采情況、網(wǎng)絡等信息的了解，來確定自動審核數(shù)據(jù)的客觀性和準確度，對自動審核未做標識的無效數(shù)據(jù)記為無效并說明無效原因，對自動審核誤標識的數(shù)據(jù)，要將其還原為有效數(shù)據(jù)并按審核技術要求進行修約。
人工復審時整個數(shù)據(jù)審核過程中最重要的一環(huán)，對審核人員提出了較高的要求，包括一致性檢查、無效數(shù)據(jù)審核為有效、有效數(shù)據(jù)審核為無效、負值與零值數(shù)據(jù)的處理四部分。
3.4環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測預警預報發(fā)布系統(tǒng)
環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測預警預報發(fā)布系統(tǒng)是整合地理信息系統(tǒng)和環(huán)境專題數(shù)據(jù)基礎上的環(huán)境綜合管理體系，在環(huán)境業(yè)務管理中實現(xiàn)了對污染源、環(huán)境質(zhì)量、在線監(jiān)測、建設項目審批、總量控制等業(yè)務信息基于地圖的空間展示、預警預報、信息發(fā)布，將傳統(tǒng)的靜態(tài)記錄以多樣化的地圖形式展現(xiàn)給用戶，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)可視化。通過直接對地圖要素進行查詢,可以獲得環(huán)境監(jiān)測點位、污染源等的空間分布及其與環(huán)境敏感區(qū)域的空間關系等信息，對各種環(huán)境數(shù)據(jù)進行綜合的統(tǒng)計并分析以及采用直觀的豐富多樣的表現(xiàn)方式進行展示，它使環(huán)境主管部門對各種環(huán)境要素的管理變得直觀、簡單和輕松。
3.4.1Web端發(fā)布系統(tǒng)
3.4.1.1監(jiān)測點位GIS地圖在線顯示
系統(tǒng)內(nèi)所有監(jiān)測點位按所屬行政區(qū)域進行歸類和展示，監(jiān)測點位圖標顏色按其當前空氣質(zhì)量指數(shù)AQI表示顏色動態(tài)顯示，圖標上方注有具體的地理位置，方便用戶直觀、一目了然掌握各個行政區(qū)域內(nèi)監(jiān)測點位的部署情況和空氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀，系統(tǒng)提供多種方式的地圖效果（矢量、衛(wèi)星、三維）來實時顯示空氣子站的位置和實時數(shù)據(jù)。

3.4.1.2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(zhì)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(zhì)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。

3.4.1.3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)督與執(zhí)法提供依據(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。

3.4.1.4預警、日報通知
系統(tǒng)提供預警、日報通知功能，預警包括超標預警、斷線預警和異常值預警，在監(jiān)測數(shù)值超標、數(shù)據(jù)連接中斷和出現(xiàn)異常值時，自動給設定聯(lián)系人發(fā)送提醒信息，保證系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運行，日報通知將轄區(qū)內(nèi)各個行政區(qū)空氣質(zhì)量指數(shù)日均值以短信形式發(fā)送給站點負責人或主管領導，讓環(huán)境管理者及時掌握環(huán)境空氣質(zhì)量變化情況，在空氣質(zhì)量惡化時第一時間知道詳細信息。

3.4.1.5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(nèi)容包括空氣質(zhì)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(nèi)空氣質(zhì)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。


3.4.1.1環(huán)境質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)量類別等信息。

3.4.1.2AQI實時報、日報自動生成
按照HJ633-2012環(huán)境空氣質(zhì)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(zhì)量指數(shù)（AQI）、首要污染物、空氣質(zhì)量指數(shù)類別以及空氣質(zhì)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：

3.4.1.3污染物來源分析
收集點位數(shù)據(jù)后，平臺對各項污染物統(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比重餅狀圖解析），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物對比分析，通過各時間段污染物比重模型結合地區(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。

3.4.1.4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。

3.4.1.5環(huán)境數(shù)據(jù)動態(tài)云圖展示
由于區(qū)域間空氣質(zhì)量狀況的差別，系統(tǒng)基于各個區(qū)域內(nèi)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(zhì)量指數(shù)AQI表示顏色，實現(xiàn)由“點”到“面”全面展示大范圍內(nèi)空氣質(zhì)量狀況。

3.4.1.6空氣質(zhì)量、氣象數(shù)據(jù)導出

系統(tǒng)提供空氣質(zhì)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(nèi)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(zhì)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。
3.4.1.7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(jīng)緯度、站點ID、所在區(qū)域名稱等內(nèi)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(jīng)緯度、排名、公開、掉線預警等選項。
3.4.1.8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(nèi)容，編輯選項可對接收短信用戶推送內(nèi)容進行管理操作，配置的信息內(nèi)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。
3.4.1.9污染物濃度預警

一旦空氣質(zhì)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(nèi)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）。
3.4.1.10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）。
3.4.1.11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(nèi)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、電子郵箱、個人賬號和密碼。
3.4.2移動端發(fā)布系統(tǒng)
手機版發(fā)布系統(tǒng)支持Android、IOS等主流的手機操作系統(tǒng)，系統(tǒng)界面簡潔、大方，易于操作。發(fā)布各個監(jiān)測站點的PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO小時、日均、月均濃度值，提供查看轄區(qū)內(nèi)各站點空氣質(zhì)量排名功能，并繪制過去24小時的濃度曲線圖。發(fā)布城市、區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量AQI、首要污染物、環(huán)境質(zhì)量指數(shù)類別、環(huán)境質(zhì)量指數(shù)說明以及健康提示等信息。按照《HJ633-2012環(huán)境質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術規(guī)定》，根據(jù)環(huán)境質(zhì)量AQI進行顏色標識。

3.4.2.1用戶權限控制
根據(jù)用戶級別不同，分別設定不同權限，普通用戶登入后只可查看賬號所屬站點詳情，以管理員身份登入之后，則可查看全部點位狀況與其均值顯示。

3.4.2.2數(shù)據(jù)查看與分析
主界面可查看權限范圍內(nèi)點位數(shù)據(jù)詳情，點擊不同監(jiān)測因子所在方格，下方折線圖則對應顯示其最近24小時內(nèi)污染因子變化情況。

3.4.2.3GIS地理信息顯示
點位狀況與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(shù)據(jù)情況與單項指數(shù)切換，污染指數(shù)根據(jù)等級不同以不同顏色顯示。

如果點位信息過多時，可切換至列表進行搜索，一目了然，快捷高效。

3.4.2.4歷史數(shù)據(jù)查詢
移動端在web端基礎上提供簡單的查詢功能，該模塊按照權限不同所屬轄區(qū)不同，可以查看站點最近24小時、或最近30天、或最近12個月，綜合指數(shù)或者分項指數(shù)的均值狀況。

3.4.2.5環(huán)境質(zhì)量指數(shù)排名查看
移動端可以便捷的為環(huán)境管理人員提供服務，管理者賬號登錄后，開放排名信息功能，提供當日轄區(qū)內(nèi)站點排名，明確污染方向。

3.4.2.6系統(tǒng)設置、功能標準、預警處理
輔助功能全部歸集于側邊欄內(nèi)，APP向用戶推送通知，個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)量一直是公眾非常關注的問題，各級環(huán)保監(jiān)測部門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，除了提供官方網(wǎng)站、微博、手機APP，我們還進一步升級空氣質(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。通過政府微信公眾號發(fā)布空氣質(zhì)量信息，方便公眾查看。