環(huán)境監(jiān)測(cè)信息化軟件系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)

徐偉忠

江蘇華夏檢驗(yàn)股份有限公司 江蘇 張家港 215634

引言

環(huán)境監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)流程覆蓋了從報(bào)價(jià)，業(yè)務(wù)臺(tái)賬登記，監(jiān)測(cè)方案制定，到現(xiàn)場(chǎng)人員與設(shè)備的分配，現(xiàn)場(chǎng)工作的拍照攝像監(jiān)督，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的錄入，實(shí)驗(yàn)室分析人員與設(shè)備的分配，格式化原始記錄的輸出，監(jiān)測(cè)報(bào)告的擬制，費(fèi)用結(jié)算，文件歸檔等全過(guò)程。在這樣的過(guò)程中，通過(guò)高性能的軟件可以讓企業(yè)內(nèi)部的管理水平得到提升[2]，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和信息全過(guò)程留痕和追溯,減少人工出錯(cuò)率，提高工作效率和質(zhì)量。

1 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)

標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)是整個(gè)軟件運(yùn)行的基礎(chǔ)。我們要制定合適的數(shù)據(jù)架構(gòu)模式[3]，將評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)方法按照一定的格式全部數(shù)字化，然后通過(guò)特定的輸入界面進(jìn)行錄入處理，最終形成可以給整個(gè)軟件系統(tǒng)調(diào)用的數(shù)據(jù)庫(kù)。這是整個(gè)工作的關(guān)鍵，也是后期LIMS開(kāi)發(fā)能否成功的關(guān)鍵。

對(duì)于評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，我們要明確標(biāo)準(zhǔn)中各個(gè)表格的適用范圍，其中的因子，分析方法和排放限值。

對(duì)于分析方法，我們要明確方法的類(lèi)型，授權(quán)的人員和使用設(shè)備，CMA有效期，以及合格分包方等。

如何將各類(lèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)化，這是項(xiàng)比較復(fù)雜的工作。我在《環(huán)境監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)大數(shù)據(jù)化的研究》中有詳細(xì)分析，這兒不再贅述。

2 報(bào)價(jià)與臺(tái)賬登記

報(bào)價(jià)原則上講，還是在整個(gè)業(yè)務(wù)流程之外的。在對(duì)每個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中因子的采樣費(fèi)和分析費(fèi)定義之后，輸出報(bào)價(jià)單，自動(dòng)計(jì)算總價(jià)還是比較方便的。

臺(tái)賬登記是整個(gè)業(yè)務(wù)流程的開(kāi)始。系統(tǒng)能自動(dòng)生成業(yè)務(wù)編號(hào)，登記內(nèi)容包括委托單位、受檢單位、聯(lián)系方式、項(xiàng)目名稱、監(jiān)測(cè)類(lèi)別、委托時(shí)間、期望完成時(shí)限、任務(wù)類(lèi)型、出具報(bào)告格式、項(xiàng)目分包情況、委托費(fèi)用等。

隨著排污許可證的推廣，很多企業(yè)都是按年度來(lái)簽訂合同，這需要我們的系統(tǒng)在登記時(shí)能一并處理跨度達(dá)一年的多票業(yè)務(wù)。這樣就要求我們的系統(tǒng)可以支持按不同月份來(lái)添加不同的業(yè)務(wù)。

3 監(jiān)測(cè)方案

基于環(huán)境監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，可以制定監(jiān)測(cè)方案。方案的具體內(nèi)容，包括監(jiān)測(cè)要素的類(lèi)型（水和廢水、空氣和廢氣、噪聲、土壤和固廢等）、適用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中的表格（排放限值）、監(jiān)測(cè)點(diǎn)位信息和編號(hào)、各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位監(jiān)測(cè)的內(nèi)容（包括監(jiān)測(cè)方法、采樣方法、監(jiān)測(cè)頻次）等。監(jiān)測(cè)方案制定后，還需要完成審核和合同評(píng)審，并記錄相關(guān)的審核信息等。

在制定監(jiān)測(cè)方案時(shí)，要謹(jǐn)慎處理同因子名稱，在不同的污染源類(lèi)別中不同檢測(cè)方法的選擇。例如：甲苯，在水和廢水、有組織大氣污染物、無(wú)組織大氣污染物以及土壤中都有這個(gè)指標(biāo)，但它們各自的檢測(cè)方法都不相同。

對(duì)于使用碳管或?yàn)V筒+吸收液、吸收液+吸收液等串聯(lián)采樣的，需要定義一個(gè)因子產(chǎn)生兩個(gè)樣品，這兩個(gè)樣品分別進(jìn)行檢測(cè)，最終進(jìn)行有效性判斷，以及是否求和計(jì)算；

還有一些因子，它們是一類(lèi)因子的匯總，例如：揮發(fā)性有機(jī)物、半揮發(fā)性有機(jī)物、苯系物、非甲烷總烴等。這些因子也是需要加以特殊考慮的。我們?cè)趫?bào)價(jià)、下達(dá)任務(wù)、采樣、交接時(shí)是按一個(gè)因子來(lái)處理的，但實(shí)驗(yàn)室在檢測(cè)過(guò)程中，需要按細(xì)分因子來(lái)進(jìn)行，然后再匯總處理。

對(duì)于使用小時(shí)均值的非甲烷總烴，一天采三個(gè)小時(shí)均值，每個(gè)小時(shí)均值需要3～4個(gè)實(shí)際樣品。這樣的編碼規(guī)則需要在常規(guī)天和頻次的基礎(chǔ)上再加子樣一個(gè)層次。

臺(tái)賬登記和監(jiān)測(cè)方案的制定要支持復(fù)制功能。

全部完成后，可以自動(dòng)輸出包含上述信息的監(jiān)測(cè)方案，以及監(jiān)測(cè)方法清單，附帶簡(jiǎn)化版的合同邀約供需要時(shí)使用。

監(jiān)測(cè)方案的制定，是后面現(xiàn)場(chǎng)采樣，實(shí)驗(yàn)室分析，報(bào)告擬制的重要基礎(chǔ)，是業(yè)務(wù)系統(tǒng)流程正常運(yùn)行的首要一環(huán)。

4 現(xiàn)場(chǎng)采樣

系統(tǒng)可根據(jù)要求，分配采樣日期、采樣負(fù)責(zé)人、小組成員以及采樣設(shè)備。在同一天（或不同時(shí)段），系統(tǒng)有能力對(duì)已分配的小組成員和采樣設(shè)備進(jìn)行限制，防止誤操作。

在分配過(guò)程中，系統(tǒng)能自動(dòng)生成全程序樣和現(xiàn)場(chǎng)平行樣的記錄。分配完成后，系統(tǒng)自動(dòng)生成各類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)采樣原始記錄、設(shè)備出入庫(kù)單、樣品交接單、樣品標(biāo)簽等。

采樣完成后，樣品管理員可通過(guò)二維碼自動(dòng)掃描收樣或者手動(dòng)進(jìn)行樣品交接。

5 實(shí)驗(yàn)室分析

系統(tǒng)可以根據(jù)分析方法的授權(quán)，分配分析人員和分析設(shè)備。系統(tǒng)可以添加實(shí)驗(yàn)室空白、實(shí)驗(yàn)室平行、加標(biāo)樣等各種質(zhì)量控制樣品。系統(tǒng)支持對(duì)各類(lèi)常見(jiàn)因子分析結(jié)果的自動(dòng)計(jì)算，并自動(dòng)修約，自動(dòng)輸出計(jì)算單，并自動(dòng)計(jì)算質(zhì)量控制評(píng)價(jià)結(jié)果（如相對(duì)偏差、加標(biāo)回收率等）。

對(duì)儀器分析的結(jié)果，系統(tǒng)可以自動(dòng)采集錄入數(shù)據(jù)。系統(tǒng)還支持對(duì)一些常見(jiàn)的結(jié)果邏輯符合性進(jìn)行判斷分析。

系統(tǒng)應(yīng)支持校準(zhǔn)曲線的擬制，并計(jì)算斜率、截距和相關(guān)系數(shù)，系統(tǒng)應(yīng)支持按因子多票合并質(zhì)控分析計(jì)算。系統(tǒng)支持按單點(diǎn)位查詢?cè)敿?xì)分析結(jié)果，按單點(diǎn)位查詢多頻次分析結(jié)果，按單個(gè)因子查詢多點(diǎn)位分析結(jié)果。

6 原始記錄

對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)采樣和實(shí)驗(yàn)室分析的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，必須要有原始記錄。例如：采樣時(shí)間、天氣狀況、煙氣參數(shù)、溫濕度以及分析數(shù)據(jù)等。但對(duì)于一些業(yè)務(wù)性數(shù)據(jù)，例如受檢單位與地址、采樣與分析方法、點(diǎn)位與樣品編號(hào)和因子等等，都可以通過(guò)系統(tǒng)輸出打印，這樣可以大幅減少書(shū)寫(xiě)工作量，從而提高工作效率。

7 報(bào)告擬制

系統(tǒng)應(yīng)能支持各類(lèi)水氣聲土常見(jiàn)報(bào)告的輸出，并可以手工修改?？梢宰詣?dòng)添加標(biāo)準(zhǔn)限值，自動(dòng)計(jì)算排放速率，自動(dòng)計(jì)算和差（苯系物、非甲烷總烴等），自動(dòng)關(guān)聯(lián)分析方法和檢測(cè)設(shè)備等。

8 人員與設(shè)備

系統(tǒng)應(yīng)有能力對(duì)員工進(jìn)行相應(yīng)的角色權(quán)限管理，包括分析人員、采樣人員、審核人員及授權(quán)簽字人等，避免未經(jīng)授權(quán)的非法訪問(wèn)。同時(shí)對(duì)采樣人員和分析人員上崗證進(jìn)行管理，必須在經(jīng)過(guò)考核授權(quán)后，才可以進(jìn)行相關(guān)的工作。

采樣和分析設(shè)備的狀態(tài)必須進(jìn)行控制，必須是在檢定/校準(zhǔn)有效期內(nèi)，且處于正常狀態(tài)的設(shè)備。

9 系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全

當(dāng)整個(gè)公司的業(yè)務(wù)都上線運(yùn)行后，系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全也就顯得非常重要，需要定時(shí)在本地和異地做好相關(guān)的文件和數(shù)據(jù)的備份。

10 結(jié)束語(yǔ)

整個(gè)軟件系統(tǒng)的研制開(kāi)發(fā)從2000年就已經(jīng)開(kāi)始在化工檢測(cè)上應(yīng)用的。2015年公司開(kāi)始從事環(huán)境監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)后，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有系統(tǒng)支持的公司業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理非常難。于是在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開(kāi)始兼容環(huán)境監(jiān)測(cè)的內(nèi)容。經(jīng)過(guò)5年的使用磨合，目前軟件已經(jīng)相當(dāng)穩(wěn)定成熟。

經(jīng)測(cè)算，使用系統(tǒng)后現(xiàn)場(chǎng)能節(jié)省50%～70%的原始記錄書(shū)寫(xiě)時(shí)間，實(shí)驗(yàn)室能節(jié)省40%～60%的原始記錄書(shū)寫(xiě)時(shí)間。常規(guī)報(bào)告1分鐘左右就能自動(dòng)擬制完成，完成率在95%左右。

對(duì)于新成立的第三方環(huán)境監(jiān)測(cè)公司，我們的軟件系統(tǒng)能幫助他們快速專業(yè)化，規(guī)范化。對(duì)已經(jīng)成熟的第三方環(huán)境監(jiān)測(cè)公司，我們的軟件系統(tǒng)能幫助他們大幅提高工作效率，降低人力成本。目前很多第三方已對(duì)我們的軟件系統(tǒng)表示出濃厚的使用意愿。