环境空气自动监测管理系统建设需求

环境空气自动监测管理系统建设需求一、项目具体建设需求1、总体要求此次项目建设目标为建设一个环境空气自动监测管理系统实现对全市环境空气自动监测站数据收集并进行统计分析，包括国控、省控、乡镇环境空气自动站及VOCs自动监测站的数据采集、数据处理、运行监控和管理的空气质量监测系统以及综合分析功能开发；同时也导入和同步国家、省级空气自动监测站的历史数据。主要分为四大模块：数据资源体系建设、自动监测管理、常规站数据查询及统计、VOCs数据综合分析，内容详见系统功能及模块采购需求清单。建成后的所有系统需委托第三方进行等保测评，并最终通过测评达到二级等保要求，测评报告原件需提交给业主。建成后的所有系统需委托第三方开展第三方测试，并将测试不符合要求的结果进行整改，达到要求后向业主提供第三方测试报告原件。1.1建设需求1.1.1基础要求系统能满足接入标准6参数空气自动站：不小于200个系统能满足接入VOCs自动监测站：不小于30个系统能满足用户数：不小于500个，其中同时并发数不小于50个1.1.2软件内容系统功能及模块采购需求清单序号建设内容功能模块数量1数据资源体系建设数据库建立(原始数据\自动审核数据\审定后数据-实况/审定后数据-标况)1项常规站数据采集常规站数据审核(一级、二级)VOCs数据采集VOCs数据审核外部数据对接历史数据导入历史数据标况与实况数据转换2自动监测管理首页综合看板1项实时网络概况实时数据显示站点GIS地图告警管理运维管理系统管理3常规站数据查询及统计监测数据查询1项标况与实况数据对比分析统计报表报告自动生成图形统计分析城市空气质量年度分析污染演变时空分析排名统计4VOCs数据综合分析监测数据查询1项数据对比分析统计报表报告自动生成图形统计分析VOCs智能简报VOCs专题分析OFP模型搭建系统管理1.1.3等保测评：项目建成后，平台需要通过等保测评，并提供正式等保测评报告。1.1.4第三方测试：项目建成后，需要提供第三方系统测试报告一份2、数据资源体系建设2.1数据库建立根据系统需要，建立一套数据库，内容包括原始数据、自动审核数据、人工审核数据，实况审定数据、标态审定数据等；同时，数据时间类别是应有分钟数据、小时数据、月均数据、年均数据等。将历史数据，外部平台数据与常规站及VOC站数据均接入此数据库中。系统数据库的开辟与设计，应当满足日后站点数量增加的业务需求。2.2常规站数据采集开发常规站数据接收端程序，实现对常规站数据的采集和入库。包括乡镇空气站，工业园区自动站及部分未接入国家和省平台的地区环境空气自动站数据的采集，实现数据正常实时上传采集入库。同时，相关站点信息及站点所监测的气象五参数数据也要实时采集上传入库。2.3常规站数据审核主要具备内乡镇点的数据自动审核、人工审核、数据回补、审核日志、功能。2.3.1自动审核系统提供自定义规则的数据处理模式，基于国家规则对自动带有标识的数据进行审核并针对国家发布的修约规定，自动修约，计算机通过预先定义好的规则对需要审核的数据进行相关处理，如能够对离群数据、波动异常数据和PM10、PM2.5倒挂数据进行筛选剔除等。平台提供按照预设的时间点由系统自动对所有乡镇站点昨日数据一键自动化审核的功能（系统按时间点自动审数）。2.3.2人工审核在系统自动审核后的数据基础上，根据数据已有的自动标识在页面进行人工审核，对审核数据进行检查，将有误的数据增加数据标识，并能对每一步审核操作添加详细记录，包括审核人、审核时间、审核的监测项目、审核所采取的操作等。同时，提供站点及设备的基本信息、五分钟值、审核日志、周边点位小时值、标识说明、审核标识、设备参数变化等内容辅助进行人工审核。人工二级审核是对乡镇空气站上传的数据开展，主要是对已审核后的日报数据按月进行二级审核，需要在一级审核的基础上能查到一级审核数据剔除情况，并以数据和平滑曲线的形式展现整月日均数据，同时点击日均数据能查看到小时数据。2.3.3离群审核系统支持区域数据离群审核，即对同一个区域的站点监测数据的空间及时间离群审核。系统支持提供多种数据离群分析工具，便于审核人员发现并审核离群情况。另外系统支持依据规则对离群情况进行告警提醒，以防审核人员遗漏离群情况的审核。通过离群审核工具及告警功能，审核人员对离群情况进行全方面的筛查，对本区域的审核结果全部保存提交后，系统自动计算提交的审核后数据的日均值，审核后的站点及城市日报数据才能生成和发布。2.3.4日报审核系统具备日报审核的功能，可以对各站点日报数据进行审核查看。2.3.5审核记录查询系统具备审核记录查询功能，可以查询各站点的审核操作记录，包括：站点名称、监测项目、时间、原始值、审核值、审核说明、审核人等信息。2.3.6数据补遗（1）远程补遗系统支持数据远程补遗功能，可通过平台远程下达回补指令，让子站回补满足指令条件的信息，将缺失数据从数采系统上传至平台，上传缺失的原始数据。系统支持自动补遗和手动补遗两种补遗方式，自动补遗是设置系统发起补遗命令时间，手动补遗直接手动操作发起补遗命令。（2）手工录入系统支持数据结果手工录入，提供页面手工直接录入功能和数据录入模板EXCEL表格下载功能。工作人员根据数据结果在下载获得的EXCEL表格模板中2进行录入填写。表格填写完毕后，可点击数据表格上传功能，预设好的模板表格中的数据将能自动入库。2.3.7国控点数据手动同步系统提供范围内国控站点的原始和审核数据同步接入，以及转换参比状态后的历史实况数据的获取，历史数据可供导出。2.4VOCs数据采集根据全市监测网络现有站点监测仪器情况，对VOCs数据采集系统进行调研分析，确定数据格式，并进行归类汇总。开发VOCs接收端程序，针对现有VOCs站点进行数据对接，自动定时获取VOCs监测数据，并入库。另外还需提供未来新增VOCs站点数据接入与站点配置、报表调整等。VOCs也包括非甲烷总烃等项目。2.5VOCs数据审核针对VOCs监测数据，建立基于VOCs浓度、化学组成及活性的数据质控方法，并能进行自动审核，审核方法不少于4类，包括监测数据离群、监测数据超限、数据异常、数据无效、监测项相关性异常、有机物比值异常等，同时具备人工审核功能。可用于对VOCs数据进行审核。2.6外部数据对接供应商开发的环境空气自动监测管理系统具备与国家环境空气质量监测网进行无缝对接的能力，可按业务需求进行数据对接，系统与在用的国家空气质量监测联网平台进行数据同步，使系统能同步内的国控点六项污染物的原始数据和审核数据，实现平台具备内国控点空气质量监测数据具备汇集、存储、分析以及展示能力，可为用户提供相关的数据查询、图形分析、报表统计、排名统计等功能。供应商须承诺中标后与国家空气质量联网监测管理平台的相关承建单位进行技术细节沟通与对接工作，保证本项目所开发的系统与国家空气质量联网监测管理平台对接顺利，从该平台获取六项污染物的实时数据、自动审核的小时数据及最终人工审核后的日均、月均、年均数据。供应商开发的环境空气自动监测管理系统能与省区域大气环境日报预报平台进行数据对接，从该平台获取内省控点六项污染物的原始数据以及审核数据。供应商须承诺中标后与省区域大气环境日报预报平台的相关承建单位进行技术细节沟通与对接工作，保证本项目所开发的系统与省区域大气环境日报预报平台对接顺利，从该平台获取六项污染物的实时数据、自动审核的小时数据及最终人工审核后的日均、月均、年均数据。国控、省控自动站点等外部平台数据，需要实现平台自动实时更新。乡镇空气自动站：共有乡镇空气自动站64个，产生的数据直接上传至环境空气自动监测管理系统，上传数据包括气象五参数实时数据、六项污染物的实时数据、小时数据。在平台做好一级审核后产生日报数据，并通过二级审核后产生月均数据。历史数据接入环境监测中心站，本地有部分历史数据（1998年-2013年）需导入环境空气自动监测管理系统中，数据之前以Excel的形式保存数据，（2011-2020年）历史数据以信息化系统的方式保存数据，需迁移至环境空气自动监测管理系统中。国控点及省控点数据从其他平台接入，因系统数据对接产生的费用，需由中标建设方承担；乡镇空气站接入，因数据接入产生的费用需由中标建设方承担。2.7历史数据导入历史数据导入包括我市国控站点开始监测以来国家平台上的监测数据，省控站点在省站平台上的历史数据以及乡镇空气自动站的历史数据的导入，并且，将我站未上传国家平台的环境空气监测数据导入平台。2.7.1历史数据备份对现有积累的空气质量历史数据进行备份。2.7.2历史数据格式转换与数据导入对现有积累的历史数据进行格式清洗转换，转换为符合平台相关的数据格式。在平台部署的数据库服务器中导入已成功转换格式的历史数据。2.7.3历史数据核对与修正针对已完成导入平台的历史数据与导入前的数据进行检查比对，确保历史数据正常和入库存储。2.7.4平台数据监控历史数据已全部导入到平台部署的数据库服务器后，对正式上线的平台数据进行持续性监控，保障平台数据完整。2.8历史数据标况与实况数据转换2.8.1历史气象数据获取获取历史气象数据，对气象数据做格式清洗并做质量填补校对。2.8.2历史标况数据转换实况数据程序开发基于环境监测总站发布的标况转实况计算方法，开发一套标况数据转换实况数据程序，在数据库端对历史监测数据进行标况转实况的浓度转换。2.8.3历史气象数据清洗服务基于气象部门提供的数据，对数据进行完整性和有效性清洗，并将清洗后的数据导入到数据库中，用于对颗粒物的状态转换，同时对部分有问题数据进行标识，通过相关计算方法，对数据进行回补计算。2.8.4历史数据标况转换实况服务按照最新的评价技术规范要求，对标况状态下的历史监测数据进行实况状态转换计算。2.8.5历史标况数据转换实况数据的核对与修正服务采用人工计算的方式对已实现标况转换实况的历史监测数据结果进行核对、评价、分析，根据总站站点的修约数据、异常数据及有效性等特殊数据检查规则，保证数据统计计算原始、发布及审核实况的一致性。3、自动监测管理3.1首页综合看板建设首页综合看板，首页可定制展示基础信息等，针对系统进入的首页进行设计。用户登录系统之后默认进入首页综合看板界面。首页能展示区域空气质量概况、区县空气质量日均值排名、站点实时联网概况、污染物最近24小时数据获取率、站点最近7天审核概况、本月空气质量等级统计等模块的数据一览。3.2实时网络概况系统显示管辖下的各站点信息，能够显示站点名称信息，还能够根据接收的实时数据，显示站点的监测指标与对应实时监测值，且能够根据需要，对显示监测指标进行增加、调整、删除等。另外，系统提供与国家网联网平台相似的网络状态查看功能、子站数据浏览功能、联网情况自动诊断功能。3.2.1网络状态查看系统具备显示辖区内的各个站点（包括国控站点和非国控站点）名称及联网状态信息。3.2.2子站数据浏览系统提供与国家监控平台类似的联网站点数据浏览功能。系统能够显示站点的各污染物（CO、SO2、NO2、O3、PM2.5、PM10）的实时数值，包括5分钟数据和小时值数据。3.2.3联网情况自动诊断系统提供全市子站网络分析功能，实现全市数据获取率的统计。通过联网情况自动诊断，系统界面可在与子站联网失败时提供实时告警功能，并提供诊断信息查询。3.3实时数据显示系统实时显示国控、省控、乡镇点的空气质量六项污染物（CO、SO2、NO2、O3、PM2.5、PM10）的实时数值。3.4站点GIS地图站点GIS地图能实现地图浏览、范围放大和缩放。在GIS电子地图上展示地图上展示空气质量自动监测站点的分布情况，可展示站点环境空气质量信息，包括各站点近1小时及最近24小时空气质量六参数浓度及AQI值。并以折线图形式展示最近24小时污染物浓度变化趋势。提供以列表的方式展示国控点与非国控点空气质量等级、首要污染物，并提供站点数据切换展示。系统提供站点关键字索引搜索，以便用户针对目标站点进行快速定位。3.5可视化展示可将站点GIS地图展示站点环境空气质量状况实时输出投屏进行在屏幕上展示。同时需要展示根据站点监测数据展示空气质量分布热力图，并能输出投屏到屏幕上展示。3.6告警管理系统提供告警管理功能，通过对告警规则进行设置，若系统判断满足告警条件，系统能向指定接收者进行告警信息发送。3.6.1站点告警管理系统提供站点历史告警信息查询，通过筛选站点、告警类型，告警内容、告警时间、告警状态查看历史的告警情况信息，并能在系统上进行告警消除处理。3.6.2超标告警当站点污染物数据值超过设定的限值时，向指定接收者发出告警信息。3.6.3断数告警当站点污染物数据出现缺数超过预设时长时（状态异常），向指定接收者发出告警信息。3.6.4仪器状态异常告警当站点的仪器状态数据值超过设定的限值时，向指定接收者发出告警信息。3.6.5告警规则设置系统可根据需求自定义接收对象、告警发送时间、触发条件、告警类型进行告警信息自动发送的规则灵活配置。3.6.6短信通道配套提供10万条短信通道，通过短信通道发送数据信息给指定工作人员。3.7运维管理3.7.1工单创建系统提供工单创建功能，业务管理员或运维人员通过系统按需自行添加创建，生成运维工单，包括（巡检、故障处理、维修）。3.7.2工单状态查询系统提供工单执行情况展示功能。用户可通过选择任意时间跨度，选择工单状态中不同的选项，可查询所有工单的执行情况，并可根据查询结果进行数据导出为Excel文件。内容包括站点、工单号、创建时间、创建人、工单创建类型、工单类型（巡检、故障处理、维修）、紧急程度、工单标题、工单状态、当前节点、任务状态、当前处理人、下发方式等。3.7.3故障告警处理系统支持告警信息实时查看和处置，用户可进行工单创建，相关运维人员进行现场情况检查，确定故障原因，并上传处置内容和图片及结果。3.8系统管理：提供对本系统用户的管理功能，包括站点管理、用户管理、角色管理、角色授权、系统配置功能等。4、常规站数据查询及统计空气质量自动监测系统接入内所有空气站点的监测数据，建立的空气质量监测网络数据体系后，需要开发系统数据相应的查询功能及数据统计分析功能，具体需求如下：4.1监测数据查询系统具备多站点在指定时段查询空气质量（CO、SO2、NO2、O3、PM2.5、PM10）的浓度和分指数以及AQI功能。支持数据源为标况数据、实况数据、原始数据、已审核数据的组合进行一键切换查询，以列表形式进行展示并提供导出excel格式。支持具备任意多站点组合指定时段内，各项污染物浓度、百分位数、单项质量指数、有效天数，及站点综合指数，有效天数和优良率在同一页面显示，并能以excel的格式导出。所查询数据类型包括：站点五分钟值查询站点小时值查询站点日均值查询站点月均值查询站点年均值查询城市小时值查询城市日均值查询城市月均值查询城市年均值查询4.2标况与实况数据对比分析系统提供对管辖站点的污染物实况数据和标况数据的对比报表，在同一个报表共同展示标况数据和实况数据，并且以百分比增幅的形式展示变化情况，并提供报表excel格式导出。4.3统计报表系统以城市-站点2个维度提供实况数据或标况数据的报表统计功能。报表均能进行站点选择。支持数据源为标况数据、实况数据、原始数据、已审核数据的组合进行一键切换查询，主要提供包括但不仅限于以下报表：（1）城市报表站点-城市日均报表城市空气质量日报城市空气质量周报城市空气质量月报城市空气质量季报城市空气质量年报城市空气质量等级频度统计表城市污染物浓度对比分析城市污染物浓度达标率同期对比分析城市首要污染物天数统计城市日均值超标天数城市综合污染物指数城市空气质量达标情况站点报表站点空气质量日报站点空气质量周报站点空气质量月报站点空气质量季报站点空气质量年报站点主要污染物平均浓度统计表站点小时值日报站点日均值月报站点月均值年报站点传输率统计站点有效率统计以上报表均支持选择数据源是标况数据或实况数据，可导出为Excel格式。上报报表总气站[2014]9号文件规定：各省、自治区、直辖市环境监测中心（站）需要按月向环境监测总站报送本行政区域内空气监测数据，包括城市监测点小时报表和城市监测点日报表。日均浓度上报数据包含：省份、城市行政代码、城市名称、点位代码、点位名称、时间、污染物项目（SO2、NO、NO2、NOx、PM10、CO、O3最大1小时平均、O3最大8小时平均、PM2.5）。小时浓度上报数据包含：省份、城市行政代码、城市名称、点位代码、点位名称、时间、污染物项目（SO2、NO、NO2、NOx、PM10、CO、O3、PM2.5）、气象数据（风速、风向、温度、相对湿度、气压、能见度）。4.4报告自动生成系统根据相关数据以及监测站业务需求提供整合文字和表格的城市环境空气质量月度情况报告模板自动生成功能。以满足用户在正常业务工作中的具体需求，支持报告导出成word格式。可生成日报、月报及业务所需的报告。4.5图形统计分析系统针对标况数据或实况数据，提供对各站点污染物（SO2、NO2、PM10、CO、O3、PM2.5）数据进行分析的功能，支持数据源为标况数据、实况数据、原始数据、已审核数据的组合进行一键切换查询，并以图表等多种形式展示，可导出。具体包括：单站点多污染物趋势分析多站点多污染物趋势分析污染物相关性图形分析站点仪器状态分析城市AQI图形展示站点AQI图形展示站点首要污染物统计站点首要污染物年统计城市首要污染物统计城市首要污染物年统计站点空气质量等级统计站点空气质量等级年统计城市空气质量等级统计城市空气质量等级年统计站点空气质量月对比城市空气质量月对比站点空气质量任意时间对比城市空气质量任意时间对比风玫瑰五分钟图形分析风玫瑰小时图形分析4.6城市空气质量年度分析4.6.1空气质量日历图系统支持采用空气质量日历的方式，对全年的日空气质量状况进行汇总对比分析。用户可通过选择，对及市内各区县的空气质量年度对比分析进行查看。4.6.2首要污染物日历图系统支持采用首要污染物日历的方式，对及市内各区县的年度和月度的日首要污染物状况进行展示。4.7污染演变时空分析系统可根据历史的污染物监测浓度及气象数据，生成污染场与气象场叠加的动态展示效果，可动态查看污染物及气象的变化过程，污染场运用相关算法进行空间插值渲染，气象场形成动态而连贯的风场流线，可自由选择起止时间，进行污染动态播放。4.8排名统计4.8.1站点排名统计提供内各站点（国控点与非国控点）、各区县的小时、日均、月均、季度、年均及任意时段空气质量状况排名统计（包括AQI、CO、O3、PM2.5、SO2、NO2、PM10和其他关注指标）。4.8.2城市排名统计根据全国337城市和168重点城市以及省城市的数据进行空气质量（包括AQI、CO、O3、PM2.5、SO2、NO2、PM10和其他关注指标）的小时、日均、月均、季度、年均及任意时段排名统计，具体包括337城市排名、168城市排名、省内排名，并展示的空气质量排名情况。5、VOCs数据综合分析5.1监测数据查询数据管理界面能够查询VOCs的原始数据，系统支持用户在选定时间段内进行查询数据，同时可展示查询数据的时间序列曲线图，基础数据查询可为后期的分析报告提供数据支撑，同时支持以excel文件的格式导出下载进行查看或再编辑。5.2数据对比分析系统通过筛选站点、监测项类别、时段、分析类型、数据源等筛选条件筛选提供VOCs组分数据同一站点不同时段的数据对比分析或不同站点同一时段的对比分析功能。5.3统计报表系统提供VOCs数据的报表统计功能。报表均能进行站点选择，提供VOCs站点空气质量日报、站点空气质量周报、站点空气质量月报、站点空气质量季报、站点空气质量年报。5.4报告自动生成平台根据相关数据以及业务部门业务需求提供整合文字和表格的VOCs月度情况报告模板自动生成功能。以满足用户在正常业务工作中的具体需求，支持报告导出成word格式。可生成日报、月报及业务所需的报告。5.5图形统计分析系统提供对各站点VOCs组分数据进行分析的功能，可根据站点、监测项类别、时段、分析类型、数据源等筛选条件筛选提供单站点多污染物趋势分析、多站点多污染物趋势分析等，并以图表等多种形式展示，可导出。5.6VOCs智能简报平台根据业务部门对VOCs仪器和数据的考核要求，及数据分析报告内容及格式要求进行定制化开发，报告内容应可按照监测数据数据采集情况，统计特征分析提取以及污染过程的成因、特征及来源分析定制模版。同时，数据分析日（周/月/年）报内容包含但不限于数据分析图表、图例、文字描述及结论以及报告格式等，提供报告导出Word格式。包含臭氧和VOCs日报、臭氧和VOCs月报、臭氧和VOCs自选时间报等。具备导出Word、保存以及返回等功能。5.7VOCs专题分析5.7.1多因子分析平台提供多因子分析功能，可对VOCs组分、O3、风向、温度、风速等进行多因子分析，用户可根据站点、监测项类别、时段、分析类型、数据源等筛选条件筛选查看VOCs组分与多个因子的综合分析，平台可以以折线图、表格等多种形式展示，并且支持数据导出。包含站