环境监测数据处理平台设计与应用研究

环境监测数据处理平台设计与应用研究

刘澍

（江西省萍乡市环境监测站，萍乡，337000）

摘要：环境监测数据处理平台是环境监测站标准化建设验收要求中必备的1套软件系统，但对其的定位、功能特点没有统一要求。本文介绍了监测数据处理平台的主要功能，对平台设计和应用中遇到的问题进行了分析，提出了合理的对策和建议。

关键词：环境监测；数据处理平台；业务流程

Research on design and application of environmental

monitoring data processing platform

LIU Shu

（Pingxiang environmental monitoring station , Pingxiang，337000，China ）

Abstract : Environmental monitoring data processing platform is the 1 set of software system which is necessary in the standard construction and acceptance of environmental monitoring station, but there is no uniform requirement for its positioning and functional characteristics. This paper introduces the main functions of the monitoring data processing platform, analyzes the problems encountered in the design and application of the platform, and puts forward the reasonable countermeasures and suggestions.

Key words: environmental monitoring; data processing platform;operation flow

1、引言

《全国环境监测站建设标准》经原国家环保总局于2007年印发以来，成为指导和规范我国各级环境监测站能力建设的指导性文件，也是各级监测站标准化建设的验收标准。该《标准》“表4基本仪器配置表”中第33项明确要求“一、

二、三级环境监测站都必须配置1套监测数据处理平台”，但未对该平台的功能特点、具体要求做详细说明。笔者作为本单位实施“环境监测数据处理平台”项目的技术负责人，负责对平台定位、工作范围、组织架构、质量目标、体系运行、业务流程、设备配置、人员组成、工作类型和工作量变化等进行总体设计，在实施过程中发现了一些问题，并就这些问题提出自己的一点对策。

2、环境监测数据处理平台功能定位

环境监测数据处理平台（以下简称“平台”）作用是规范和优化样品分析的

工作流程，使其严格遵循ISO17025、 ISO9002等标准的质量保证体系，涵盖环境监测站各个业务环节，从下达任务、样品流转、实验室分析、数据审核、质量控制、报告合成、报告审核、报告管理，对外签发等全过程，并提供样品、标样管理、设备管理、质控管理等其他业务辅助功能，实现“流水化”作业。

其主要处理流程见图1[1]。

图1 平台任务流程图

平台具备的主要功能有：

（1） 管理要求：对部门、人员、仪器、项目、标准、方法、点位等要素进行有效管理。

（2） 业务管理：对验收监测、环境质量监测、污染源监督监测、信访监测、应急监测及其他政府指令性监测任务实现程序化管理。

（3） 样品流转：自动将样品信息提交到下一流程（如提交到质控室、分析室）。

（4） 质量控制：下达实验室质控任务，生成质控任务通知单（信息包括项目名称、标样编号、发放数量、稀释方法、任务要求等）；根据质控样品标准值和不确定度，实现检测数据的自动评判，自动计算精密度、相对偏差、加标回

收率等，自动判断分析质控考核结果；通过质量控制图评价实验室总体及内部个体的质量情况，预测其质量的发展趋势。

（5） 分析计算：分析计算数据包括实验室分析数据和现场监测数据两部分。对于实验室分析需要做工作曲线的监测方法，系统能根据所添加的标样自动生成校准曲线，并计算斜率和截距和相关系数，并自动参与下一次样品的浓度计算直到新的校准曲线产生；对于现场监测数据如烟气污染物的排放量计算，可根据录入的监测数据自动计算烟气污染物的排放量的浓度。

（6） 数据审核：对分析完成的数据进行三级审核，审核设置电子签名，审核人可以对数据进行修改，也可以退回修改，无论是退回去修改还是自行修改，系统均记录修改全过程信息。

（7） 报表报告：根据监测站电子模板自动生成监测报告，能够对数据做出初步的统计分析，自动生成各类曲线图、柱状图，并且能根据系统计算出来的结果进行自动判定是否超标和超标倍数。系统自动生成报告格式为Word 格式，报告一旦生成就不能被修改，以保证报告的可靠性和便于用电子文档的方式发送报告。可根据权限设定开放打印功能。

（8） 流程监管：监测站各级领导可对监测任务的工作流程进展情况进行实时的流程跟踪和监督管理，包含任务下达、分析情况、质控情况、报告编制情况等，通过自动或手动方式将处在不同阶段的任务以短信、消息框和邮件的形式提醒给相关的用户。

（9） 综合查询：用户可按自己所需的特定信息进行历史数据查询，系统能够在GIS 地图上分类显示水、气、噪声等监测点位信息，并可通过地图查询对应监测数据以及某时间段（年、月或自定义时间）的走势分析图等；查询结果以数据表格和图表两种形式进行呈现，且具有同比与环比数据比对、分析预测走势图等功能。

（10） 统计管理：

1）人员工作量统计。根据人员工作量统计方法，系统具有人员工作量自动计算和分类统计功能（按任务类型、科室、时间段等），可生成人员工作量统计汇总报表。

2）报告数据统计。实现各类检测报告数量和数据量的分类统计；统计报告总数、客户提出异议的报告数，计算报告合格率，输出至管理评审表。

3）项目完成情况统计。 实现一段时间内项目承接和完成情况项目的统计，可自由定义统计时间，任务类型等。可实现项目进度查询，项目明细统计，项目状态统计，项目负责人统计等。

3、环境监测数据处理平台应用中存在的问题

（1） 出现“准信息化”现象，未实现全流程、全业务管理

在实际工作中，开发一套满足环境监测站自身实际需求的监测数据处理平台需要耗费较大的财力和人力，有时受财力和技术的限制，有的地方会选择将某些工作流程或业务环节纳入平台，如仅具有数据录入、报告生成、查询等功能，这些都监测站后端的业务流程，而前端的样品采集、分析计算、质量控制等流程未纳入平台，此类称为“非全流程”应用（见图2）；再如，有些平台虽然覆盖了监测业务全流程，但仅限处理某一类业务类型（如地表水），其他的业务类别（如废水、废气、噪声、土壤等）仍由人工处理，此类称为“非全业务”应用（见图

3），此类系统我们统称为“准信息化”平台。虽然这些“准信息化”平台可以减少投入，降低系统复杂性，但“非全流程”应用将使监测站的内部流程出现“前半段纸质化，后半段信息化”的尴尬局面，无法实现业务与流程的自动监管，原始数据溯源效率低下，且使一部分人员游离于平台之外；而“非全业务”应用使一部分业务由平台管理，另一部分业务仍是人工处理，形成“线上线下两条平行线”流转的局面，致使业务流转混乱，“一长一短，两条腿走路”反而互相拖累。“准信息化”平台应用的后果，有可能出现投入被白白浪费的局面。

（2） 容易出现增加使用者工作难度和工作量的情况

平台的应用是将原有的纸质数据电子化、数字化，这就要求使用者改变原来已习惯的纸质工作方式，去学习掌握计算机的操作方法，以信息化的方式去适应全新的业务流转模式和监管形式，这对使用者的技术要求更高了，工作难度增大了。同时，根据现有《实验室资质认定评审准则》的要求，所有的监测流程都要保存纸质文档作为原始记录存档备查，目前国内尚未承认电子签名的合法性，平台应用后需要线上电子数据流转，线下打印一套纸质数据同步流转，不能完全实现环境监测流程“无纸化”，从而增加了使用者的工作量[2]。由于增大了难度、增加了工作量，会使用户没有使用积极性，平台在推行过程中会遇到基层用户的“消极抵触”，此时，一旦决策者态度不够坚决，很可能导致平台无法推行而“无功而返”。

（3） 平台建设盲目贪大求全

环境监测数据处理平台某种意义上来说就是一个“筐”，各类子系统都囊括其中，包含流程化监测业务管理、自动监测数据管理、环境质量监测数据管理、污染源监测数据管理、环境监测数据GIS 发布、环境监测质量管理、环境质量分析数据中心、监测站办公自动化、环境监测档案管理等系统[1]。如果监测站以过于复杂的设想和过于庞大的规模作为平台设计的开端，会对项目实施带来诸多不利[3]，切忌贪大求全、一步到位，软件功能越多就越复杂，系统太大太全，势必导致实施范围不界定，目标模糊，使用者面对过多的功能，往往无所适从，抓不住重点，徒耗费精力，使得项目实施进度不能得到有效控制，预期目标很难实现[4]。

4、对策和建议

（1）平台对环境监测核心业务应实现全流程管理

在确定平台需求时，应该对环境监测站的核心业务和主要流程进行梳理，一般来说，监测站的核心业务包含：验收监测、委托监测、污染源监测、应急监测、常规监测等；监测要素包含废水、地表水、降水、地下水、噪声、环境空气、废气、室内空气、土壤、固废、辐射等；主要流程是下达任务、实验室分析、质量控制、数据审核、报告生成、报告审核、对外签发。平台应该对上述业务类型、监测要素、主要流程做到全覆盖，才能使全体人员从各个岗位和环节参与到平台的应用中，避免出现“准信息化”现象，真正做到业务工作在线上流转起来。同时，为了降低前期投入和应用难度，可以将一些辅助系统（如环保标准库、仪器设备管理、人员上岗证管理、标准样品管理、药品试剂管理等）放到后期再进行完善，只需设计时预留软件二次开发的接口。这样既可以保障平台初期的顺利实施，减少前期投入，也可根据平台应用情况和用户反馈，适时组织后期开发，降低项目实施风险。

（2）平台应将少增加使用者工作量作为设计前提

环境监测站的一线工作人员是平台信息数据的主要提供者，他们的岗位也是任务最繁重的，尽量少增加他们的工作量是确保平台顺利应用的前提。平台系统应提供快速、方便的数据手工输入方式，如对已有的监测信息可以直接调用；对定义有计算公式的数据能进行自动计算；数据录入时系统自动记录录入时间和录入人；系统应能自动生成校准曲线，计算斜率、截距和相关系数，并自动参与下一次样品的浓度计算，直到新的校准曲线产生（见图4）；

图4 标准曲线自动计算

还应具备批录入和EXCEL 历史数据导入的功能等等。总之，通过完善录入流程、优化人机界面、增强容错处理等手段，提高平台的自动化、智能化水平，降低手工计算出错概率，减少重复、机械劳动，让使用者真正感受到信息化带来的效率提高，即便增加一点工作量也会起到“事半功倍”的效果，从这个意义上实现不增加使用者工作量的目标。

（3）平台功能采取先“主干”后“分支”的渐进模式

平台设计和应用初期，既要开展流程规范、功能定位等需求分析，又要解决

认识不足、观念转变等问题，千头万绪，纷繁复杂，所以要抓住“主干”，就是要根据自身需要和实际状况，选择合适的平台功能作为应用的突破口，如我们就选择了“流程化监测管理系统”作为平台的核心业务，实行“一把手”工程，做到领导重视、责任到位、集中力量、由易到难，逐步推进系统的实施和升级[2]。同时，对于手工处理方式向数据平台的转换过程，也应采取直接转换、平行运行、逐步转换三种方式混合使用的方式，对于不太重要的功能（如内部数据发布、档案信息管理等）可以采用直接转换或者逐步转换，而重要的功能（如业务流程流转、监测报告审查等）应采用平行运行方式，至少保证一年的平行过渡期[1]。一旦“主干”成功推行，积累了应用经验，转变了员工观念，取得了明显成效，下一步再部署其它的管理系统，逐步扩展“分支”，就会目标更明确，实施更顺利。这种分阶段实施的渐进模式，可以做到逐步成熟、有序过渡、降低风险、持续升级。

参考文献

[1]吴意跃，环境监测信息系统开发和应用的研究，2011年

[2]蒋蕾蕾，环境监测实验室信息管理系统建设的探讨，2009年

[3]王向明、伏晴艳、刘红、谢争，环境监测实验室信息管理系统建设——以上海市环境监测中心为例，2007年

[4]张涛，环境监测LIMS 建设中的问题对策分析[J]，环境科学与管理，2006（4），171-172