江苏省空气质量自动监测质控管理平台质控技术

江峰琴

摘 要：为保障全省空气质量数据准确可靠，填补省级质控管理缺口，江苏省在13个省辖市的上、下风向各建立了一个环境空气自动监测质控站，监测项目同国控站点，并由省级直接管理，数据直连。同时为提高省级对全省环境空气质量数据质控工作的工作效率，建立了省级质控业务数据库和业务平台，业务平台利用信息化手段不但实现了对质控站仪器设备、运行维护本身的质控，也起到了对全省国控站数据的比对和质控作用，为江苏省环境空气质量评价数据的真实可靠性奠定了良好的基础。

关键词：空气质量 自动监测 质控 平台 质控技术

中图分类号：X83 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（a）-0147-02

为保障全省环境空气质量数据准确可靠，填补省级质控管理缺口，提高省辖市间监测数据的准确性、可比性和可靠性[1]， 2012～2013年，江苏省在13个省辖城市的上、下风向各建立了一个环境空气自动监测质控站，监测因子包括SO2、NO2、PM2.5、PM10、O3、CO和气象五参数。要做好空气自动监测系统的运行维护和质控管理，提高监督管理的工作效率，充分利用信息及网络技术进行质控非常必要[2]。江苏省采用成熟、先进的信息化技术建设了省级质控中心业务数据库，并以业务数据库为基础，开发相应的应用系统，实现数据统一收集、统一管理、统一使用，并对仪器、设备、系统的运行情况进行实时监控，不但实现了质控站自身仪器设备的的质控和运维管理，而且实现了对国控站监测数据的质控管理。

1 质控站仪器自身数据质量控制

1.1 网络安全保障

系统采用专网传输数据，网闸内外网数据摆渡。江苏省空气质量自动监测质控管理平台要求能够高效稳定的运行，所有监测站点采用全千兆交换机作为专网接入交换机，传输线路租用网络运营商的2M光纤线路。为保证网络的安全性，防止数据库受到攻击，数据库严格部署在省站内网，和公网物理隔离，与其他外网或VPN网络的空气质量监测系统通过网闸实现数据交换。

1.2 视频监控

在每个子站站房的内外各安放一个视频监控探头，实时监控子站站房内外的情况。同时将视频监控系统集成至平台，可随时调用子站实时视频监控画面，并可通过控制按键对视频探头进行控制，包括：播放、拍照、暂停、上下左右平移、放大、缩小以及焦距微调等。视频监控首先实现了子站的安全保障，一定程度上起到了防偷防盗的作用。其次当对平台数据异常或对子站仪器设备运行状态不确定的情况下，可通过视频监控放大直接查看仪器面板数据是否正常，避免工作人员盲目赶赴现场处理。

1.3 仪器运行状况监控

系统提供自动站仪器实时工况查询，以组态图的形式监控现场自动站仪器设备的运行情况，组态图可编辑、保存、加载，图形显示的数据为监测仪器的实时数据，与自动站仪器面板显示的数据保持一致，如图1显示。系统可显示和查询各类监测仪器实时工况参数和监测参数，并内置上下限报警值。当工况参数和监测参数超出允许范围时，系统自动报警，报警通过EMAIL或手机短信方式发送到设定人员。报警功能还可对各种报警信息进行实时显示和历史报警查询，包括自动站环境信息报警、仪器设备工况参数报警、监测数据超标报警、数据异常报警、系统故障报警等。

1.4 仪器自动质控检查

系统可根据质控管理功能中提供的仪器反控指令，设置各监测仪器反控指令操作队列，定期或不定期执行仪器校零、校跨及多点校准等质控业务。系统记录反控日志，依据校准结果自动生成校准报告，根据每台仪器的校准允许偏差对仪器设备校准结果进行评价其零/跨检查和和精密度检查是否符合要求[3]。系统能够在校零/校标同时绘制出一次校准浓度变化曲线图，便于工作人员分析校准失败的原因并加以维修和纠正。系统能够查询每台仪器的反控历史记录，以报表和图表查询长时间序列上每台仪器的校准通过情况，对仪器一段时间内的运行状态是否稳定一目了然。

1.5 运维管理检查

运维管理检查主要是对系统的运维记录等方面的检查[4]。每个空气自动监测子站采用门禁系统控制人员出入，门禁出入信息实时接入到系统。系统对自动站运维权限进行控制，可设置进入人员子站权限、运行参数权限、维护权限等。用户执行现场维护或校准时，在子站平台直接填写运维记录、校准记录、配件更换记录和故障排除记录等，保存后网络直接传输到中心平台，系统自动生成各种运维报表。系统可按时间、站点提供出入站房和运维、校准记录查询，应到维护次数和实际维护次数比较查询。系统每日自动生成前一日各站点仪器运行状态表，便于工作人员迅速进入故障排除状态，不须一一查看各站点，节省大量人力物力。

2 质控站对全省环境空气质量的质控

2.1 城市、站点数据比对报表

系统将各省辖城市国控站审核后的数据每日交换并存储到平台业务数据库。通过对质控站和国控站站点数据的比对，以报表形式提供各监测指标不同时间跨度上统计汇总后数据的比对结果，以国控站对质控站浓度偏差形式展示两者差异。系统可将质控站和国控站分别统计到城市，进行城市间的对比，也可将点位和城市进行对比，对比形式多样，组合方式自由，迅速生成各种数据比对结果，满足特殊时段特殊气象条件下用户比对需求。

2.2 城市、站点数据比对图表

系统提供曲线图形式，对不同时间序列上（小时、日、月、年）质控站和国控站各监测指标监测数据进行比对，并可通过鼠标滑动方式直接查看曲线图各时间点上的数据。系统提供质控站和国控站城市尺度上的比对，方式同点位比对方式。图表比对结果更加直观，可随时查阅某个时间序列上国控站、质控站数据吻合情况。

2.3 数据评价结果比对

系统提供对质控站点位以及质控站城市尺度上的各项评价，如最大值、最小值、平均值、超标率、超标倍数、AQI指数、首要污染物、环境空气质量综合指数报表等评价计算。如数据有效性不符合《环境空气质量标准》相关规定仍然参与统计，但会以红色字样标记，并能查看有多少有效数据。统计评价结果提供与国控站及国控站城市尺度上的比对分析结果，质控站的各类统计结果一定程度上在城市间可比性更强，更能满足管理者的需求。

2.4 比对结果应用于飞行检查

平台通过每日自动监控记录表和每日平台检查人工记录表，一旦发现国控站和质控站数据一段时间内的比对结果相差较大时，省站会立即组织专业人员在不提前通知省辖市站的情况下对省辖城市国控站进行飞行检查，通过标气考核、流量检查、仪器状态参数检查、采样系统检查、数据采集与传输情况检查、运维人员操作检查等检查手段，迅速发现和纠正一些国控站运维或人工干预上的问题，并起到预防一些潜在问题发生的作用。

2.5 质控和国控数据比对结果通报

因质控站和国控站站点设置不在同一位置，且仪器选型不尽相同，两种站点的数据允许存在一定的偏差。将各市质控站、国控站城市尺度上的日均浓度和月均浓度比对分析后，根据偏差大小确定其数据一致性情况，月均浓度偏差小于15%，同时日均浓度偏差范围浮动不能太大，判为一致性较好；月均浓度偏差大于15%，日均浓度偏差和浮动范围都较大，判定为一致性较差。省站每月将比对结果对各市进行通报，要求各市引起重视，进行数据差异原因分析，无适当理由的须限期整改。

3 结语

省级环境空气质量质控站的建设，一方面加强了省级对空气自动监测站第三方运维的管理能力，另一方面也凸显出了省级质控中心在全省空气自动监测中的质控作用。随着质控管理信息化水平的提升，江苏省空气质量自动监测质控管理平台的建设和应用，有效保障省级对全省环境空气自动监测质控工作有计划地进行，减少了对各省辖城市盲目无针对性的质控检查，提高了飞行检查的目标性和准确性，同时通过比对结果通报起到了对国控评价点数据的倒逼真值作用，确保环境空气监测数据准确。

参考文献

[1] 师建中，谢敏.粤港珠江三角洲区域空气质量联动监测系统质控技术[J].环境监控与预警，2011，3（1）：1-3.

[2] 胡荣光，梁庆炜，周振.探索环境空气自动监测系统运行管理和质控信息化[J].能源与环境，2011（6）：78-80.

[3] 万开，李美敏，陈慧明，等.网络自动质控在空气优化布点监测中的应用[J].环境科学与技术，2010（S1）：242-244.

[4] 陈国伟. 环境空气自动监测在线质控技术研究[J].科技与创新，2014（17）：158.