水質(zhì)化驗分析管理系統(tǒng)研究與開發(fā)

胡紅秀

摘 要：近年來，隨著可持續(xù)發(fā)展理念的不斷深入，我國城鄉(xiāng)飲用水的標準也不斷提高，國家對于飲用水的質(zhì)量問題高度重視，對出廠水檢驗的色度、細菌總數(shù)等要求有著詳細的規(guī)定，水質(zhì)化驗分析的質(zhì)量要求越來越高。作為保障城市供水安全最關(guān)鍵的步驟，水質(zhì)化驗分析的可靠性、準確性、及時性直接關(guān)系到城市居民的生命安全。目前多數(shù)城市的水質(zhì)化驗分析管理系統(tǒng)依舊是靠人工檢驗后手工對水質(zhì)化驗數(shù)據(jù)進行錄入，人工工作量大、水質(zhì)數(shù)據(jù)更新速度慢、在數(shù)據(jù)錄入過程中易出現(xiàn)錯誤，且不利于后期的數(shù)據(jù)分析管理，越來越不能適應(yīng)城市化的安全管理需求，因此迫切需要開發(fā)一種新的具有自動化、智能化水平的城市用水水質(zhì)化驗分析管理系統(tǒng)，對城市用水水質(zhì)情況進行不間斷地化驗、分析及數(shù)據(jù)匯總，提升水質(zhì)化驗分析管理水平，提升城市用水安全。本文就水質(zhì)化驗分析管理系統(tǒng)研究與開發(fā)展開探討.

關(guān)鍵詞：水質(zhì)化驗；分析管理；設(shè)計

引言

工業(yè)化進程的不斷加快帶動了社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，不過隨之而來的還有嚴重的環(huán)境污染，尤其是水污染，使得原本就十分短缺的水資源變得更加捉襟見肘，在這種情況下，做好水質(zhì)化驗分析工作，能夠了解環(huán)境中的水污染程度，在為人們提供安全可靠的水資源的同時，也可以為環(huán)境的保護和治理提供參考依據(jù)。

1系統(tǒng)總體需求分析

系統(tǒng)主要包括水質(zhì)在線監(jiān)測、水質(zhì)化驗分析和用戶管理三個功能需求。水質(zhì)在線監(jiān)測主要完成對水質(zhì)基本監(jiān)測數(shù)據(jù)（COD、BOD、ANDAN、PH、流量）的獲取、存儲、瀏覽、統(tǒng)計分析和報表展示功能，并實現(xiàn)污水處理廠基礎(chǔ)信息的查詢和同監(jiān)測數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)。水質(zhì)化驗分析的目的是改變水質(zhì)化驗分析室用紙介質(zhì)記錄數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)管理方式，主要完成對不能通過自動監(jiān)測設(shè)備獲取數(shù)據(jù)的水質(zhì)指標如，等的監(jiān)測、統(tǒng)計分析和報表功能，并且管理在水質(zhì)化驗分析過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，嚴格控制污水處理廠出水口的水質(zhì)指標濃度，并使管理規(guī)范化、科學(xué)化、自動化，便于對水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的快速查詢、瀏覽、統(tǒng)計分析，為污水處理管理部門提供全面、準確的信息。用戶管理主要完成用戶登錄驗證，并為不同的用戶分配不同的角色，不同的角色具有不同的權(quán)限，保證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全性。

2水質(zhì)在線監(jiān)測具體功能需求

水質(zhì)在線監(jiān)測主要解決水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)自動上傳至環(huán)保部門而企業(yè)內(nèi)部不能存儲、使用數(shù)據(jù)的弊端，它需要提供水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取和存儲的功能，并提供對水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢、瀏覽、統(tǒng)計分析與報表功能等；需要直觀的展示污水處理廠的空間位置以及屬性信息，應(yīng)該提供污水處理廠的地圖服務(wù)接口，便于加載地圖服務(wù)，實現(xiàn)污水處理廠的可視化瀏覽，并實現(xiàn)同水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)。①水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取，各污水處理廠的水質(zhì)自動監(jiān)測設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)自動上傳到了通訊中轉(zhuǎn)服務(wù)器，對于監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取一般采用同數(shù)據(jù)庫建立連接，利用相關(guān)語句與數(shù)據(jù)庫進行交互。②水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲，水質(zhì)數(shù)據(jù)獲取之后，應(yīng)在本地服務(wù)器建立數(shù)據(jù)庫，并統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)表來存儲數(shù)據(jù)。系統(tǒng)所涉及到的數(shù)據(jù)量隨著天數(shù)的增加日益增長，因此需要用一個大型數(shù)據(jù)庫來對數(shù)據(jù)進行存儲和管理。③污水處理廠地圖服務(wù)通過地圖服務(wù)可以訪問地圖文檔的數(shù)據(jù)，顯示圖層，也可以使用地圖內(nèi)建的任何能力。水質(zhì)在線監(jiān)測需要提供污水處理廠的地圖服務(wù)接口，用以對后續(xù)其他功能的支撐。④污水處理廠基礎(chǔ)信息可視化瀏覽與查詢，污水處理廠在地理上有明顯的空間分布特征，包括它的空間信息和屬性信息，空間信息描述污水處理廠的空間位置、空間分布和空間關(guān)系；屬性信息描述污水處理廠的其他說明性信息。⑤污水處理在線監(jiān)測數(shù)據(jù)實時瀏覽與查詢，實時的數(shù)據(jù)，可以真實準確的反應(yīng)某一時刻的水質(zhì)指標參數(shù)具體含量，為污水處理采用技術(shù)工藝提供依據(jù)。⑥污水處理在線監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，圖表提供可視化、美觀的界面，曲線或折線可反應(yīng)數(shù)據(jù)的總體分布情況。通過選擇污水處理廠的名字，日期和水質(zhì)具體指標參數(shù)，能生成污水處理廠進水口、出水口水質(zhì)指標參數(shù)的濃度。⑦污水處理在線監(jiān)測數(shù)據(jù)報表，報表提供多種不同的査詢方式顯示水質(zhì)指標參數(shù)數(shù)據(jù)，通過選擇某一污水處理廠和時間，可按分鐘、小時、日期的不同方式生成報表。

3水質(zhì)化驗分析系統(tǒng)的功能要求

水質(zhì)化驗分析系統(tǒng)建立的目的主要是為了將傳統(tǒng)的水質(zhì)化驗數(shù)據(jù)處理方式轉(zhuǎn)換為自動化和數(shù)字化的處理方式，提升水質(zhì)化驗分析的管理水平，方便對水質(zhì)化驗數(shù)據(jù)的編輯和處理。在實際應(yīng)用中，水質(zhì)化驗分析中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息工作主要包括化驗數(shù)據(jù)瀏覽、數(shù)據(jù)錄入、化驗分析報告自動生成等，其功能模塊要求。①基礎(chǔ)數(shù)據(jù)查詢與瀏覽功能。主要是指在該系統(tǒng)提供對水質(zhì)化驗批次、日期、檢驗人員、檢驗結(jié)果及對應(yīng)的數(shù)據(jù)標準的查詢與瀏覽，同時在批次檢驗結(jié)果后面有相應(yīng)的檢驗標準，該檢驗標準包括國家標準、企標等；②水質(zhì)化驗報表。要對每批次的水質(zhì)化驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析，利用每批次生成的水質(zhì)化驗報表對所化驗水質(zhì)的來源、水質(zhì)標準等進行查驗。利用水質(zhì)化驗報表不僅可實現(xiàn)對報表上顯示數(shù)據(jù)的查詢，還能根據(jù)某段時間內(nèi)的報表數(shù)據(jù)查詢供水公司在某段時間內(nèi)對水質(zhì)處理的效果和整體的工作效率；③水質(zhì)化驗結(jié)果的自動錄入功能。系統(tǒng)能自動對化驗結(jié)果進行數(shù)據(jù)信息的導(dǎo)入，同時自動顯示各對應(yīng)數(shù)據(jù)與實際標準的符合情況，對不合格數(shù)據(jù)進行單獨標注，數(shù)據(jù)信息錄入后能利用管理員身份實現(xiàn)對各數(shù)據(jù)信息的修改、刪除，同時自動記錄每次修改和刪除的數(shù)據(jù)信息，從而保證水質(zhì)化驗數(shù)據(jù)的完整性和有效性。

4水質(zhì)化驗分析闡述

為了改變水質(zhì)化驗分析的傳統(tǒng)管理方式，方便對水質(zhì)化驗數(shù)據(jù)進行操作與統(tǒng)計分析，例如補充、刪減、改動、檢查等的數(shù)據(jù)操作。水質(zhì)化驗分析能提供污水處理廠信息、水的檢驗標準和水質(zhì)化驗員的分配情況，為工作人員提供查詢?yōu)g覽，錄入水質(zhì)化驗結(jié)果并提供化驗表，使得水質(zhì)化驗得到高效管理，改變傳統(tǒng)管理中只能用紙質(zhì)、電子表格的形式提供數(shù)據(jù)結(jié)果。數(shù)據(jù)查詢與瀏覽功能：對工作人員提供水質(zhì)化驗的相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果的查詢，讓工作人員可以清晰地看到該水質(zhì)的處理廠信息、水質(zhì)的檢測標準和水質(zhì)化驗員的分配情況，為工作人員提供查詢?yōu)g覽。水質(zhì)必須要達到國際規(guī)定的指標參數(shù)，才能符合進行各類水的用途，水質(zhì)檢驗值標準由高到低設(shè)定為三類：國家標準—標準—低于檢出線含量。水質(zhì)化驗數(shù)據(jù)錄入功能：以被授權(quán)的用戶可以錄入水質(zhì)化驗的數(shù)據(jù)結(jié)果，修改更正水質(zhì)化驗數(shù)據(jù)，刪除或增加相關(guān)數(shù)據(jù)，從而管理好水質(zhì)動態(tài)數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)保持準確性、完整性。水質(zhì)化驗表功能：該表能顯示出水質(zhì)每日進行檢驗的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，提供月度統(tǒng)計分析報表和相關(guān)的圖表。其中可以查看某天污水處理廠的進水、出水的水質(zhì)參數(shù)和一個月全部污水處理廠進行水質(zhì)監(jiān)測的數(shù)據(jù)。月報表中，還會顯示出去除率和處理水量的信息。而統(tǒng)計圖表能將水質(zhì)指標參數(shù)直觀地顯示出來，它能將污水處理廠的工作運行效率直觀顯示出來。

5水質(zhì)化驗分析管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

為了適應(yīng)水質(zhì)化驗分析管理系統(tǒng)的擴展需求，使其與水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成一個更完整的自動化程度高、智能化程度好的管理系統(tǒng)，在對其進行邏輯構(gòu)建時采用了模塊化的設(shè)計思想，便于系統(tǒng)在使用過程中的擴展和升級需要。該分析管理系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)儲存層、訪問層及功能層，數(shù)據(jù)儲存層主要是對水質(zhì)監(jiān)測及水質(zhì)化驗數(shù)據(jù)進行存儲，便于系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的調(diào)用和分析。訪問層主要用于提供數(shù)據(jù)訪問，便于功能層對其中的數(shù)據(jù)進行訪問及系統(tǒng)的升級，具備數(shù)據(jù)修正、刪除、查詢等功能。功能層設(shè)計有標準協(xié)議接口，主要用于完成水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集和存儲，實現(xiàn)對系統(tǒng)監(jiān)測和分析管理模塊的集成管理，確保整個系統(tǒng)的有效、有序運行。

6水質(zhì)化驗分析模塊設(shè)計

水質(zhì)化驗分析模塊是用于對水質(zhì)化驗分析數(shù)據(jù)進行綜合管理的核心， 用于提供水質(zhì)化驗數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)管理等。為便于系統(tǒng)的操作管理， 模塊采用了SSN結(jié)構(gòu)的輕量化開發(fā)框架結(jié)構(gòu)。該框架結(jié)構(gòu)由控制層、數(shù)據(jù)層、邏輯層及表示層構(gòu)成?？刂茖又饕肕VC （Model View Controller， 模型-視圖-控制器） 框架結(jié)構(gòu)進行數(shù)據(jù)信息傳遞及水質(zhì)化驗分析控制， 是化驗分析模塊的核心數(shù)據(jù)控制機構(gòu)。數(shù)據(jù)層主要利用MYBATIS框架實現(xiàn)各種邏輯數(shù)據(jù)之間的映射控制， 在對數(shù)據(jù)程序進行編寫和儲存時可利用SQL語言 （結(jié)構(gòu)化查詢語言） 進行， 數(shù)據(jù)層通過DAO （數(shù)據(jù)訪問對象） 接口實現(xiàn)不同層級之間的數(shù)據(jù)通信。邏輯層主要用于控制水質(zhì)化驗分析不同權(quán)限人員的工作邏輯控制， 是整個管理系統(tǒng)最核心的結(jié)構(gòu)， 在進行數(shù)據(jù)管理時不僅支持MYBATIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 而且可利用XML （可擴展標記語言） 數(shù)據(jù)格式完成各文件配置， 實現(xiàn)對不同層級數(shù)據(jù)的精確控制。

7水質(zhì)化驗分析中系統(tǒng)質(zhì)量控制的方法

7.1工作人員綜合素質(zhì)的提升

在水質(zhì)化驗分析的過程中，工作人員的綜合素質(zhì)對于水質(zhì)化驗分析的結(jié)果有著至關(guān)重要的作用。水質(zhì)化驗工作是一項復(fù)雜而精密的工作，需要擁有豐富的水質(zhì)檢驗分析專業(yè)知識、試驗操作技能、質(zhì)量控制方法，能夠熟悉應(yīng)用現(xiàn)場加標法、曲線校準法等，還要有強烈的工作責任心和細心。水質(zhì)化驗分析的工作人員綜合素質(zhì)的提升能夠顯著提升水質(zhì)化驗分析的有效性，增強水質(zhì)化驗分析質(zhì)量控制效果。工作人員要及時更新水質(zhì)化驗分析知識，定期參加專業(yè)培訓(xùn)，學(xué)習(xí)理論知識，不斷提升自我水平，以此提升水質(zhì)化驗分析所有人員的質(zhì)量控制工作效果，增強工作實效性。

7.2檢測方法選擇

水質(zhì)化驗分析的方法是多種多樣的，不同的方法會帶來不同的檢測結(jié)果，因此，想要確保檢測結(jié)果的合理性和科學(xué)性，就必須做好檢測方法的選擇額，確保其具備一定的針對性。通常來講，水質(zhì)化驗分析都是在國家標準下進的，如果受人員能力、設(shè)備條件等因素的限制，無法達到國家標準，則可以選擇行業(yè)標準或者地方標準，在沒有其他影響因素的情況下，避免采用其他檢測方法，以保證檢測結(jié)果的有效性。

7.3化驗過程控制和復(fù)驗措施

在進行水質(zhì)化驗分析時，需要有監(jiān)督員對化驗過程做一個全程跟蹤，以便能夠監(jiān)督與檢查質(zhì)量控制操作沒有錯誤和遺漏，并提醒化驗分析員進行規(guī)范操作，這樣才能保障水質(zhì)分析結(jié)果準確不受外界因素的影響。當檢查結(jié)果出來以后，必須監(jiān)督和提醒相關(guān)工作員做好記錄，對于化驗結(jié)果失常的，必須要求復(fù)修，直到化驗結(jié)果數(shù)據(jù)在合理的標準范圍內(nèi)。

結(jié)語

總而言之，水質(zhì)化驗分析是一個非常重要的工作，其質(zhì)量控制體現(xiàn)在系統(tǒng)分析過程的各個方面，對于相關(guān)人員而言，在開展水質(zhì)化驗分析的過程中，需要做好各種影響因素的全面分析，依照國家相關(guān)檢測標準開展各種工作，才能保證檢測結(jié)果的準確性，為環(huán)境保護及飲水安全提供必要的參考依據(jù)。

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