生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)格化管理系統(tǒng)

三、功能特點(diǎn)
3.1 WEB端
3.1.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位GIS地圖在線顯示
帶有GPS模塊的監(jiān)測(cè)儀器，可以直接向平臺(tái)開放的接口發(fā)送定位信息，對(duì)接成功并審核完成后，即可在GIS地圖上顯示。當(dāng)GPS無法定位、定位不準(zhǔn)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)儀器經(jīng)緯度和站點(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、衛(wèi)星、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)解析數(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)境遠(yuǎn)程視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控
監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)可以安裝視頻監(jiān)控設(shè)備，通過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)生不可抗力因素時(shí)，同樣可以根據(jù)影像資料來判定事故詳情。


3.1.4 預(yù)警通知
系統(tǒng)生成數(shù)據(jù)后，可按照用戶需求設(shè)置預(yù)警模式（提醒方式：短信、郵件、微信）。
模式1：超標(biāo)預(yù)警
大氣、揚(yáng)塵標(biāo)準(zhǔn)格式按照AQI指數(shù)對(duì)應(yīng)色值顯示，水質(zhì)、煙氣按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)顯示，非標(biāo)準(zhǔn)格式監(jiān)測(cè)因子支持用戶定制開發(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)，首要污染物通過顏色條注釋，當(dāng)數(shù)據(jù)指標(biāo)超過預(yù)警界限后，根據(jù)用戶定制發(fā)送提醒。
AQI：空氣污染指數(shù)劃分為0－50、51－100、101－150、151－200、201－300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，說明污染越嚴(yán)重，對(duì)人體健康的影響也越明顯。

模式2：斷線預(yù)警
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：異常值預(yù)警
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)值無變化，同樣會(huì)觸發(fā)預(yù)警，報(bào)知相關(guān)人員核對(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，后臺(tái)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)表供用戶下載查看。
數(shù)據(jù)生成支持折線圖、柱狀圖、餅狀圖、在線文檔等多種形式，導(dǎo)出打印時(shí)支持選用JPG圖片、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)定制排名體系。
日均值排名于每天早晨8：30以短信形式發(fā)送至各站點(diǎn)負(fù)責(zé)人，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 633—2012）》計(jì)算，AQCI按照《環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)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。

AQI參考算法：
a）對(duì)照各項(xiàng)污染物的分級(jí)濃度限值，以實(shí)測(cè)濃度值分別計(jì)算得出空氣質(zhì)量分指數(shù)IAQI；

b）從各項(xiàng)污染物的IAQI中選擇最大值確定為AQI，當(dāng)AQI大于50時(shí)將IAQI最大的污染物確定為首要污染物；

c）對(duì)照AQI分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，確定空氣質(zhì)量級(jí)別、類別及表示顏色、健康影響與建議采取的措施。
3.1.7 污染物來源分析
收集點(diǎn)位數(shù)據(jù)后，平臺(tái)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比重餅狀圖解析），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)行污染物對(duì)比分析，通過各時(shí)間段污染物比重模型結(jié)合地區(qū)現(xiàn)狀來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)，采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和統(tǒng)一分析方法，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)情況等因素，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、流動(dòng)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，流動(dòng)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。源解析中的開放源通常包括土壤風(fēng)沙塵、道路揚(yáng)塵、施工揚(yáng)塵、堆場(chǎng)揚(yáng)塵和窗臺(tái)塵等。特定地區(qū)的源解析工作有時(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

（圖案僅供參考）
3.1.9 環(huán)境質(zhì)量預(yù)測(cè)
大數(shù)據(jù)平臺(tái)運(yùn)行過程，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，分析預(yù)測(cè)未來的環(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 遠(yuǎn)程維護(hù)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)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Internet遠(yuǎn)程訪問確定是否需要前往維護(hù)，節(jié)約人工成本。
網(wǎng)即國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)（Internet），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。我們通常所瀏覽的WWW站點(diǎn)、FTP站點(diǎn)以及溝通時(shí)所采用的即時(shí)通訊軟件均屬于服務(wù)在Internet（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APP
APP界面圖
3.2.1 環(huán)境質(zhì)量指數(shù)排名查看
移動(dòng)端可以便捷輔助維護(hù)工作之外，還可以為環(huán)境管理人員提供服務(wù)。以普通用戶身份登錄APP內(nèi)，系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)用戶定位，首頁顯示最近點(diǎn)位信息，支持用戶點(diǎn)位綁定。
管理者賬號(hào)經(jīng)過系統(tǒng)認(rèn)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 超標(biāo)預(yù)警
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。
3.3維護(hù)APP
3.3.1 使用背景
在以往的案例中，系統(tǒng)剛開始投入使用時(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)端來輔助完成常規(guī)維護(hù)工作，維護(hù)人員直接在移動(dòng)端可以查看點(diǎn)位狀態(tài)信息。
3.3.2 狀態(tài)查詢
維護(hù)人員登錄APP，跳轉(zhuǎn)至點(diǎn)位列表界面，包括點(diǎn)位名稱、點(diǎn)位狀態(tài)與更新時(shí)間，可以切換至地圖模式，當(dāng)前采用百度地圖接口開發(fā)。點(diǎn)擊刷新可以抓取最新點(diǎn)位數(shù)據(jù)信息，以北京時(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 斷線故障預(yù)警
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)，通過推送功能將斷線通知發(fā)送至維修人員APP內(nèi)，可以根據(jù)用戶需求定制開發(fā)微信通知接口。
站點(diǎn)導(dǎo)航
接入百度地圖導(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、平臺(tái)架構(gòu)與系統(tǒng)工作原理

4.1 環(huán)境數(shù)據(jù)采集
監(jiān)聽服務(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)采集并通過內(nèi)置協(xié)議將字符串解析為需要的信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的校驗(yàn)、檢查、解析和入庫（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)），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)，線程保留五分鐘對(duì)接期，五分鐘之內(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)存儲(chǔ)
數(shù)據(jù)庫服務(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(biāo)準(zhǔn)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(wù)器需要關(guān)閉公網(wǎng)服務(wù)和外接端口，與監(jiān)聽服務(wù)器接入同一局域網(wǎng)，使用內(nèi)網(wǎng)IP。監(jiān)聽服務(wù)器解析完成后，通過局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至此。數(shù)據(jù)庫定期備份、定期殺毒、定期更新軟件服務(wù)與相關(guān)插件，以保證存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全。
4.3 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)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，嚴(yán)格按照相關(guān)法律法規(guī)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)、煙氣等不同行業(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)用戶需求定制開發(fā)。
經(jīng)過算法運(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)域排名、單站點(diǎn)排名。服務(wù)器與EXCEL報(bào)表、WORD文檔、JPG圖片、PDF等接口進(jìn)行對(duì)接，使前端頁面可以順利導(dǎo)出打印。
4.5 環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo)預(yù)警
預(yù)警服務(wù)器中置入交互模塊，每30分鐘采集監(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、讀取操作日志，連續(xù)兩次出現(xiàn)異常，系統(tǒng)啟用預(yù)警提醒。同時(shí)可以將監(jiān)測(cè)因子標(biāo)準(zhǔn)接入檢測(cè)程序中，如果超標(biāo)或者出現(xiàn)恒值，則提示相關(guān)人員并將信息傳輸至前置服務(wù)器。所有預(yù)警信息在前端頁面展示。
4.6 CMAQ空氣質(zhì)量模型建模分析
CMAQ是美國(guó)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)(Models-3)。系統(tǒng)采用靈活的模塊化思想，由氣體模式、污染排放模式、空氣質(zhì)量模式組成?；贑MAQ的空氣質(zhì)量模擬過程可實(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)用平臺(tái)。
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)建立源解析模型，結(jié)合天氣系統(tǒng)分析環(huán)境質(zhì)量趨勢(shì)。
五、系統(tǒng)硬件構(gòu)成
1、 環(huán)境指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀器子站
2、 GPS子站定位模塊
3、 數(shù)據(jù)采集設(shè)備
4、 無線傳輸設(shè)備
5、 數(shù)據(jù)監(jiān)聽前置服務(wù)器
6、 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器
7、 WEB應(yīng)用服務(wù)器
六、技術(shù)支持

6.1 公司簡(jiǎn)介
天津智易時(shí)代科技發(fā)展有限公司成立于2013年6月，由南開大學(xué)陳濤博士帶領(lǐng)，集合諸多碩士學(xué)士精英，分工明確，嚴(yán)謹(jǐn)求知。公司主要從事于軟件定制開發(fā)服務(wù)，于2014年進(jìn)入環(huán)保行業(yè)并逐漸深入，現(xiàn)有環(huán)境監(jiān)測(cè)平臺(tái)服務(wù)于多個(gè)環(huán)境管理部門以及各地環(huán)保產(chǎn)品集成商，并不斷拓展各層級(jí)用戶。
公司營(yíng)業(yè)執(zhí)照：

6.2 聯(lián)系我們
公司名稱：天津智易時(shí)代科技發(fā)展有限公司
公司地址：天津市濱海高新區(qū)海泰發(fā)展五道海泰創(chuàng)新基地B8-3-501
聯(lián)系電話：022-23778895
公司總經(jīng)理：陳濤 13803026441
市場(chǎng)部經(jīng)理：李二虎 15822590474
銷售工程師：莫珊珊 15822113982
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：牛大衛(wèi) 18102023590