環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)研究

曾毅 王玉萍

摘? ?要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)、社會(huì)發(fā)展節(jié)奏的不斷加快，生態(tài)環(huán)境問(wèn)題日益突出，受到了社會(huì)各界人士的高度關(guān)注。環(huán)境控制質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)作為環(huán)境治理過(guò)程的重中之重，是一項(xiàng)必不可缺的關(guān)鍵內(nèi)容，直接關(guān)系到人類社會(huì)環(huán)境質(zhì)量?jī)?yōu)化水平。因此，有關(guān)部門(mén)必須加強(qiáng)環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)工作，合理引進(jìn)利用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)設(shè)備與技術(shù)，確保監(jiān)測(cè)質(zhì)量得到科學(xué)有效控制。文章將進(jìn)一步對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)展開(kāi)分析與探討。

關(guān)鍵詞：環(huán)境空氣質(zhì)量;自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng);建設(shè)研究

當(dāng)前是一個(gè)科技創(chuàng)新時(shí)代，我國(guó)環(huán)境保護(hù)工作建設(shè)發(fā)展要與時(shí)俱進(jìn)，跟上時(shí)代前進(jìn)的腳步。針對(duì)社會(huì)空氣污染問(wèn)題，有關(guān)部門(mén)必須加強(qiáng)環(huán)境空氣質(zhì)量的科學(xué)管理工作，通過(guò)安排專業(yè)技術(shù)人員構(gòu)建出完善的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，充分發(fā)揮出市場(chǎng)先進(jìn)監(jiān)測(cè)設(shè)備儀器的價(jià)值作用，認(rèn)真做好設(shè)備日常管理維護(hù)工作，確保各項(xiàng)設(shè)備能夠穩(wěn)定持續(xù)的運(yùn)行，全面提高各城市地區(qū)的環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)水平，準(zhǔn)確完整掌握最新環(huán)境空氣質(zhì)量信息情況，從而有針對(duì)性地采取環(huán)境空氣優(yōu)化改善措施，為人類社會(huì)創(chuàng)建出良好的生活環(huán)境。

1? ? 環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)工作的必要性

賴以生存的生態(tài)環(huán)境是促進(jìn)人類社會(huì)發(fā)展的根本前提，每個(gè)國(guó)家都必須高度重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)管理工作，提高對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)水平。國(guó)家政府有關(guān)部門(mén)要想更加全面準(zhǔn)確地觀測(cè)反映出不同區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量情況，結(jié)合實(shí)際情況采用空氣質(zhì)量改進(jìn)措施，提高生態(tài)環(huán)境空氣質(zhì)量治理水平，就必須加強(qiáng)環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的建設(shè)管理工作，構(gòu)建出科學(xué)完善的環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的全區(qū)域覆蓋。傳統(tǒng)人工環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)方式存在著的一定局限性，難以滿足新時(shí)期城市環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作發(fā)展要求、實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的自動(dòng)化精確監(jiān)測(cè)[1]，并將各項(xiàng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)高效傳遞到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中。而基于自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的有效搭建運(yùn)用，不僅能夠提高環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，還可以將監(jiān)測(cè)獲取到的高精確度數(shù)據(jù)以數(shù)字化方式展示在人們面前，市場(chǎng)用戶能夠根據(jù)相關(guān)系數(shù)優(yōu)化調(diào)整生活方式，從而充分保障人體健康。

2? ? 當(dāng)前環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)中存在的主要問(wèn)題

2.1? 工作任務(wù)量大，工作時(shí)間效率低

在傳統(tǒng)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作中，人工監(jiān)測(cè)獲取有效數(shù)據(jù)信息的時(shí)間要維持在每天20 h，從采樣到送樣，再到實(shí)驗(yàn)室分析，整個(gè)過(guò)程工作任務(wù)量繁重，并且會(huì)消耗大量的工作時(shí)間，難以保障較高的工作效率，各項(xiàng)數(shù)據(jù)都需要有專門(mén)人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，然后上報(bào)給上級(jí)部門(mén)。就算是一個(gè)縣級(jí)區(qū)域的環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)站都要承擔(dān)著繁重的工作任務(wù)：（1）負(fù)責(zé)對(duì)該地區(qū)企業(yè)“三廢”排放監(jiān)督性監(jiān)測(cè)。（2）負(fù)責(zé)對(duì)本地區(qū)建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境驗(yàn)收?qǐng)?bào)告編制。（3）負(fù)責(zé)對(duì)本地區(qū)空氣環(huán)境監(jiān)測(cè)分析。大量人工操作會(huì)影響到各項(xiàng)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)任務(wù)的高效進(jìn)行，并且手工監(jiān)測(cè)方法的長(zhǎng)時(shí)間使用也難以跟上時(shí)代發(fā)展要求、提高環(huán)境空氣質(zhì)量整體監(jiān)測(cè)水平、為人們及時(shí)提供科學(xué)準(zhǔn)確的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

2.2? 區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量反映不夠全面

在一些縣級(jí)市環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作中，仍然在采用傳統(tǒng)人工操作方式，該監(jiān)測(cè)方法往往只能夠適用于應(yīng)急臨時(shí)性監(jiān)測(cè)，無(wú)論是取樣工作，還是數(shù)據(jù)分析都會(huì)存在一定誤差，這樣不僅會(huì)影響到有關(guān)部門(mén)對(duì)城市環(huán)境空氣質(zhì)量的準(zhǔn)確判斷，無(wú)法及時(shí)采取有效環(huán)境空氣質(zhì)量?jī)?yōu)化改善措施[2]，從而降低了人們的健康生活水平。傳統(tǒng)人工監(jiān)測(cè)方式的應(yīng)用也不能全面反映出區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量狀況，會(huì)影響到城市環(huán)境管理綜合水平的提升。針對(duì)于此，各個(gè)城市地區(qū)都必須高度重視環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的有效建立，合理引進(jìn)利用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)和設(shè)備，確保能夠?qū)崟r(shí)獲取到最新的準(zhǔn)確空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)信息，全面反映出該區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量狀況。

3? ? 環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)踐建設(shè)

有關(guān)部門(mén)要想保障環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行與管理，確保區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性、科學(xué)性以及可比性，就必須安排技術(shù)人員嚴(yán)格按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》《全國(guó)重點(diǎn)城市空氣質(zhì)量周報(bào)技術(shù)規(guī)定》的要求展開(kāi)系統(tǒng)建設(shè)工作。

3.1? 自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布點(diǎn)

當(dāng)技術(shù)人員在對(duì)不同區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)站點(diǎn)展開(kāi)布設(shè)工作時(shí)，首先，必須充分掌握該區(qū)域地理環(huán)境特征、污染源以及氣象情況等資料信息，科學(xué)結(jié)合不同數(shù)據(jù)信息有效篩選布設(shè)出符合設(shè)置空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)趨勢(shì)點(diǎn)的具體點(diǎn)位。技術(shù)人員在布設(shè)系統(tǒng)點(diǎn)位明確過(guò)程中，要認(rèn)真做好以下幾點(diǎn)工作：（1）空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位要具有一定代表性，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位對(duì)應(yīng)的污染物平均濃度能夠科學(xué)代表該覆蓋區(qū)域的平均值，確保能夠全面準(zhǔn)確反映出該區(qū)域城市的環(huán)境空氣質(zhì)量[3]。（2）空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位位置的確定，要綜合考慮到城市長(zhǎng)期規(guī)劃發(fā)展要求、區(qū)域污染現(xiàn)狀以及工業(yè)發(fā)展等因素，促使監(jiān)測(cè)點(diǎn)位能夠具備相對(duì)穩(wěn)定性，無(wú)需頻繁進(jìn)行更換，投入大量的人力物力。（3）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)附近不能夠有局地污染源，包括建筑工地、爐窯、停車站以及煙囪等，工作人員要確保各個(gè)采樣點(diǎn)合理避開(kāi)樹(shù)木和吸附能力強(qiáng)的建筑物，而對(duì)于采樣裝置的安裝設(shè)置則要促使其距人行道1.5 m以上，距主要交通線至少要達(dá)到20 m。（4）空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位監(jiān)測(cè)條件應(yīng)方便，要確保具備了安全可靠、穩(wěn)定的電源供應(yīng)和快捷方便的交通條件。（5）當(dāng)工作人員在確定了采樣點(diǎn)后就不能隨意進(jìn)行調(diào)整更改，以此來(lái)保證空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可比性和連續(xù)性。當(dāng)萬(wàn)不得已要進(jìn)行調(diào)整或增加空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位時(shí)，相關(guān)工作人員也必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)章制度規(guī)范操作。

3.2? 自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)建設(shè)

在自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)建設(shè)工作中，技術(shù)人員要完善配置各項(xiàng)監(jiān)測(cè)技術(shù)與設(shè)備。配置信息主要涵蓋了子站站點(diǎn)編號(hào)，其中，中心系統(tǒng)的設(shè)置用來(lái)負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)接收子站系統(tǒng)數(shù)據(jù)的IP地址和端口號(hào)，數(shù)據(jù)數(shù)值保留有效數(shù)值、數(shù)據(jù)定時(shí)采集周期等。子站系統(tǒng)的構(gòu)成包括了工控機(jī)和子站系統(tǒng)軟件，子站系統(tǒng)軟件是基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)工控機(jī)串口采集儀器數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)標(biāo)識(shí)，然后安全儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫(kù)和發(fā)送文本中。技術(shù)人員需要在子站工控機(jī)中有效安裝先進(jìn)的遠(yuǎn)程控制軟件，比如常見(jiàn)的Team View，Remotely Anywhere等。基于遠(yuǎn)程控制結(jié)合子站系統(tǒng)可視化界面輔助應(yīng)用下，能夠?qū)崿F(xiàn)隨時(shí)獲取到子站內(nèi)儀器測(cè)量數(shù)據(jù)和儀器運(yùn)行狀態(tài)[4]。中心系統(tǒng)的建立可以用來(lái)接收子站系統(tǒng)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，并將其安全有效儲(chǔ)存在中心服務(wù)器當(dāng)中，為工作人員提供數(shù)據(jù)匯總查詢功能。環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的中心系統(tǒng)構(gòu)成主要包括了中心服務(wù)器、數(shù)據(jù)接收存儲(chǔ)軟件以及數(shù)據(jù)匯總查詢軟件。其中，數(shù)據(jù)接收存儲(chǔ)軟件是采用C#語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，應(yīng)用SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)匯總查詢軟件同樣是采用C#語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)，然后應(yīng)用SQL結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)言庫(kù)操作。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

為了實(shí)現(xiàn)我國(guó)各城市區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)水平的全面提升，優(yōu)化改善城市環(huán)境空氣質(zhì)量，相關(guān)部門(mén)就必須高度重視環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)管理工作。有關(guān)部門(mén)要組建起高能力、高素質(zhì)的技術(shù)人才隊(duì)伍，安排專業(yè)人員結(jié)合不同區(qū)域地理位置情況和氣象信息，合理設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，充分發(fā)揮出不同監(jiān)測(cè)技術(shù)與設(shè)備的價(jià)值作用，確保各項(xiàng)監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備能夠穩(wěn)定持續(xù)地運(yùn)行，實(shí)時(shí)向中心站傳輸準(zhǔn)確、可靠的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)有效數(shù)據(jù)完成環(huán)境空氣改善工作目標(biāo)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]張佳音，李揚(yáng)揚(yáng)，蒙瑞麗，等.環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制研究與探討[J].環(huán)境與發(fā)展，2014（8）：142-145.

[2]王應(yīng)珍.淺談縣級(jí)環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)的必要性—以玉溪市各縣為例[J].科技論文與案例交流，2015（8）：130-132.

[3]裴成磊，梁永健，劉文彬，等.廣州市空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建設(shè)[J].環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2017（2）：58-59.

[4]肖德林.淺談環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制措施[J].科技論文與案例交流，2016（8）：54-57.

Research on the construction of environmental air quality automatic monitoring system

Zeng Yi， Wang Yuping

（School of Information Engineering， Zhengzhou University of Science and Technology， Zhengzhou 450064， China）

Abstract：With the continuous growth of the national economy and the accelerating pace of social development， the ecological and environmental problems have become increasingly prominent， which has received great attention from people from all walks of life. As the top priority of the environmental governance process， automatic monitoring of environmental control quality is an indispensable key content， which is directly related to the improvement of human social environment quality. Therefore， relevant departments must strengthen the construction of automatic monitoring system for ambient air quality， and rationally introduce and utilize advanced monitoring equipment and technology to ensure scientific and effective control of monitoring quality.

Key words：environmental air quality; automatic monitoring system; construction research