劉 澍

(江西省萍鄉(xiāng)市環(huán)境監(jiān)測站，江西 萍鄉(xiāng) 337000)

環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理平臺設(shè)計與應(yīng)用研究

劉 澍

(江西省萍鄉(xiāng)市環(huán)境監(jiān)測站，江西 萍鄉(xiāng) 337000)

環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理平臺是環(huán)境監(jiān)測站標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)驗(yàn)收要求中必備的1套軟件系統(tǒng)，但對它的定位、功能特點(diǎn)沒有統(tǒng)一要求。本文介紹了監(jiān)測數(shù)據(jù)處理平臺的主要功能，對平臺設(shè)計和應(yīng)用中遇到的問題進(jìn)行了分析，提出了合理的對策和建議。

環(huán)境監(jiān)測 數(shù)據(jù)處理平臺 業(yè)務(wù)流程

1 引言

《全國環(huán)境監(jiān)測站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》經(jīng)原國家環(huán)?？偩钟?007年印發(fā)以來，已成為指導(dǎo)和規(guī)范我國各級環(huán)境監(jiān)測站能力建設(shè)的指導(dǎo)性文件，也是各級監(jiān)測站標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。該《標(biāo)準(zhǔn)》“表4基本儀器配置表”中第33項(xiàng)明確要求“一、二、三級環(huán)境監(jiān)測站都必須配置1套監(jiān)測數(shù)據(jù)處理平臺”，但未對該平臺的功能特點(diǎn)、具體要求做詳細(xì)說明。筆者作為本單位實(shí)施“環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理平臺”項(xiàng)目的技術(shù)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)對平臺定位、工作范圍、組織架構(gòu)、質(zhì)量目標(biāo)、體系運(yùn)行、業(yè)務(wù)流程、設(shè)備配置、人員組成、工作類型和工作量變化等進(jìn)行總體設(shè)計，在實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)了一些問題，并就這些問題提出自己的一點(diǎn)對策。

2 環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理平臺功能定位

環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理平臺(以下簡稱“平臺”)的作用是規(guī)范和優(yōu)化樣品分析的工作流程，使其嚴(yán)格遵循ISO17025、ISO9002等標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量保證體系，涵蓋環(huán)境監(jiān)測站各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，從下達(dá)任務(wù)、樣品流轉(zhuǎn)、實(shí)驗(yàn)室分析、數(shù)據(jù)審核、質(zhì)量控制、報告合成、報告審核、報告管理，對外簽發(fā)等全過程，并提供樣品、標(biāo)樣管理、設(shè)備管理、質(zhì)控管理等其他業(yè)務(wù)輔助功能，實(shí)現(xiàn)“流水化”作業(yè)。

其主要處理流程[1]見圖1。

圖1 平臺任務(wù)流程圖

平臺具備的主要功能有：

(1)管理要求：對部門、人員、儀器、項(xiàng)目、標(biāo)準(zhǔn)、方法、點(diǎn)位等要素進(jìn)行有效管理。

(2)業(yè)務(wù)管理：對驗(yàn)收監(jiān)測、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、污染源監(jiān)督監(jiān)測、信訪監(jiān)測、應(yīng)急監(jiān)測及其他政府指令性監(jiān)測任務(wù)實(shí)現(xiàn)程序化管理。

(3)樣品流轉(zhuǎn)：自動將樣品信息提交到下一流程(如提交到質(zhì)控室、分析室)。

(4)質(zhì)量控制：下達(dá)實(shí)驗(yàn)室質(zhì)控任務(wù)，生成質(zhì)控任務(wù)通知單(信息包括項(xiàng)目名稱、標(biāo)樣編號、發(fā)放數(shù)量、稀釋方法、任務(wù)要求等)；根據(jù)質(zhì)控樣品標(biāo)準(zhǔn)值和不確定度，實(shí)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的自動評判，自動計算精密度、相對偏差、加標(biāo)回收率等，自動判斷分析質(zhì)控考核結(jié)果；通過質(zhì)量控制圖評價實(shí)驗(yàn)室總體及內(nèi)部個體的質(zhì)量情況，預(yù)測其質(zhì)量的發(fā)展趨勢。

(5)分析計算：分析計算數(shù)據(jù)包括實(shí)驗(yàn)室分析數(shù)據(jù)和現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)兩部分。對于實(shí)驗(yàn)室分析需要做工作曲線的監(jiān)測方法，系統(tǒng)能根據(jù)所添加的標(biāo)樣自動生成校準(zhǔn)曲線，并計算斜率和截距和相關(guān)系數(shù)，并自動參與下一次樣品的濃度計算直到新的校準(zhǔn)曲線產(chǎn)生；對于現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)如煙氣污染物的排放量計算，可根據(jù)錄入的監(jiān)測數(shù)據(jù)自動計算煙氣污染物的排放量的濃度。

(6)數(shù)據(jù)審核：對分析完成的數(shù)據(jù)進(jìn)行三級審核，審核設(shè)置電子簽名，審核人可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，也可以退回修改，無論是退回去修改還是自行修改，系統(tǒng)均記錄修改全過程信息。

(7)報表報告：根據(jù)監(jiān)測站電子模板自動生成監(jiān)測報告，能夠?qū)?shù)據(jù)做出初步的統(tǒng)計分析，自動生成各類曲線圖、柱狀圖，并且能根據(jù)系統(tǒng)計算出來的結(jié)果進(jìn)行自動判定是否超標(biāo)和超標(biāo)倍數(shù)。系統(tǒng)自動生成報告格式為Word格式，報告一旦生成就不能被修改，以保證報告的可靠性和便于用電子文檔的方式發(fā)送報告。可根據(jù)權(quán)限設(shè)定開放打印功能。

(8)流程監(jiān)管：監(jiān)測站各級領(lǐng)導(dǎo)可對監(jiān)測任務(wù)的工作流程進(jìn)展情況進(jìn)行實(shí)時的流程跟蹤和監(jiān)督管理，包含任務(wù)下達(dá)、分析情況、質(zhì)控情況、報告編制情況等，通過自動或手動方式將處在不同階段的任務(wù)以短信、消息框和郵件的形式提醒給相關(guān)的用戶。

(9)綜合查詢：用戶可按自己所需的特定信息進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢，系統(tǒng)能夠在GIS地圖上分類顯示水、氣、噪聲等監(jiān)測點(diǎn)位信息，并可通過地圖查詢對應(yīng)監(jiān)測數(shù)據(jù)以及某時間段(年、月或自定義時間)的走勢分析圖等；查詢結(jié)果以數(shù)據(jù)表格和圖表兩種形式進(jìn)行呈現(xiàn)，且具有同比與環(huán)比數(shù)據(jù)比對、分析預(yù)測走勢圖等功能。

(10)統(tǒng)計管理：

1)人員工作量統(tǒng)計。根據(jù)人員工作量統(tǒng)計方法，系統(tǒng)具有人員工作量自動計算和分類統(tǒng)計功能(按任務(wù)類型、科室、時間段等)，可生成人員工作量統(tǒng)計匯總報表。

2)報告數(shù)據(jù)統(tǒng)計。實(shí)現(xiàn)各類檢測報告數(shù)量和數(shù)據(jù)量的分類統(tǒng)計；統(tǒng)計報告總數(shù)、客戶提出異議的報告數(shù)，計算報告合格率，輸出至管理評審表。

3)項(xiàng)目完成情況統(tǒng)計。實(shí)現(xiàn)一段時間內(nèi)項(xiàng)目承接和完成情況項(xiàng)目的統(tǒng)計，可自由定義統(tǒng)計時間，任務(wù)類型等?？蓪?shí)現(xiàn)項(xiàng)目進(jìn)度查詢，項(xiàng)目明細(xì)統(tǒng)計，項(xiàng)目狀態(tài)統(tǒng)計，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人統(tǒng)計等。

3 環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理平臺應(yīng)用中存在的問題

(1)出現(xiàn)“準(zhǔn)信息化”現(xiàn)象，未實(shí)現(xiàn)全流程、全業(yè)務(wù)管理

在實(shí)際工作中，開發(fā)一套滿足環(huán)境監(jiān)測站自身實(shí)際需求的監(jiān)測數(shù)據(jù)處理平臺需要耗費(fèi)較大的財力和人力，有時受財力和技術(shù)的限制，有的地方會選擇將某些工作流程或業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)納入平臺，如僅具有數(shù)據(jù)錄入、報告生成、查詢等功能，這些都監(jiān)測站后端的業(yè)務(wù)流程，而前端的樣品采集、分析計算、質(zhì)量控制等流程未納入平臺，此類稱為“非全流程”應(yīng)用(見圖2)；再如，有些平臺雖然覆蓋了監(jiān)測業(yè)務(wù)全流程，但僅限處理某一類業(yè)務(wù)類型(如地表水)，其他的業(yè)務(wù)類別(如廢水、廢氣、噪聲、土壤等)仍由人工處理，此類稱為“非全業(yè)務(wù)”應(yīng)用(見圖3)，此類系統(tǒng)我們統(tǒng)稱為“準(zhǔn)信息化”平臺。雖然這些“準(zhǔn)信息化”平臺可以減少投入，降低系統(tǒng)復(fù)雜性，但“非全流程”應(yīng)用將使監(jiān)測站的內(nèi)部流程出現(xiàn)“前半段紙質(zhì)化，后半段信息化”的尷尬局面，無法實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與流程的自動監(jiān)管，原始數(shù)據(jù)溯源效率低下，且使一部分人員游離于平臺之外；而“非全業(yè)務(wù)”應(yīng)用使一部分業(yè)務(wù)由平臺管理，另一部分業(yè)務(wù)仍是人工處理，形成“線上線下兩條平行線”流轉(zhuǎn)的局面，致使業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)混亂，“一長一短，兩條腿走路”反而互相拖累?！皽?zhǔn)信息化”平臺應(yīng)用的后果，有可能出現(xiàn)投入被白白浪費(fèi)的局面。

圖2 “非全流程”應(yīng)用

圖3 “非全業(yè)務(wù)”應(yīng)用

(2)容易出現(xiàn)增加使用者工作難度和工作量的情況

平臺的應(yīng)用是將原有的紙質(zhì)數(shù)據(jù)電子化、數(shù)字化，這就要求使用者改變原來已習(xí)慣的紙質(zhì)工作方式，去學(xué)習(xí)掌握計算機(jī)的操作方法，以信息化的方式去適應(yīng)全新的業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)模式和監(jiān)管形式，這對使用者的技術(shù)要求更高了，工作難度增大了。同時，根據(jù)現(xiàn)有《實(shí)驗(yàn)室資質(zhì)認(rèn)定評審準(zhǔn)則》的要求，所有的監(jiān)測流程都要保存紙質(zhì)文檔作為原始記錄存檔備查，目前國內(nèi)尚未承認(rèn)電子簽名的合法性，平臺應(yīng)用后需要線上電子數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，線下打印一套紙質(zhì)數(shù)據(jù)同步流轉(zhuǎn)，不能完全實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測流程“無紙化”，從而增加了使用者的工作量[2]。由于增大了難度、增加了工作量，會使用戶沒有使用積極性，平臺在推行過程中會遇到基層用戶的“消極抵觸”，此時，一旦決策者態(tài)度不夠堅決，很可能導(dǎo)致平臺無法推行而“無功而返”。

(3)平臺建設(shè)盲目貪大求全

環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)處理平臺某種意義上來說就是一個“筐”，各類子系統(tǒng)都囊括其中，包含流程化監(jiān)測業(yè)務(wù)管理、自動監(jiān)測數(shù)據(jù)管理、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)管理、污染源監(jiān)測數(shù)據(jù)管理、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)GIS發(fā)布、環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管理、環(huán)境質(zhì)量分析數(shù)據(jù)中心、監(jiān)測站辦公自動化、環(huán)境監(jiān)測檔案管理等系統(tǒng)[1]。如果監(jiān)測站以過于復(fù)雜的設(shè)想和過于龐大的規(guī)模作為平臺設(shè)計的開端，會對項(xiàng)目實(shí)施帶來諸多不利[3]，切忌貪大求全、一步到位，軟件功能越多就越復(fù)雜，系統(tǒng)太大太全，勢必導(dǎo)致實(shí)施范圍不界定，目標(biāo)模糊，使用者面對過多的功能，往往無所適從，抓不住重點(diǎn)，徒耗費(fèi)精力，使得項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度不能得到有效控制，預(yù)期目標(biāo)很難實(shí)現(xiàn)[4]。

4、對策和建議

(1)平臺對環(huán)境監(jiān)測核心業(yè)務(wù)應(yīng)實(shí)現(xiàn)全流程管理

在確定平臺需求時，應(yīng)該對環(huán)境監(jiān)測站的核心業(yè)務(wù)和主要流程進(jìn)行梳理，一般來說，監(jiān)測站的核心業(yè)務(wù)包含：驗(yàn)收監(jiān)測、委托監(jiān)測、污染源監(jiān)測、應(yīng)急監(jiān)測、常規(guī)監(jiān)測等；監(jiān)測要素包含廢水、地表水、降水、地下水、噪聲、環(huán)境空氣、廢氣、室內(nèi)空氣、土壤、固廢、輻射等；主要流程是下達(dá)任務(wù)、實(shí)驗(yàn)室分析、質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)審核、報告生成、報告審核、對外簽發(fā)。平臺應(yīng)該對上述業(yè)務(wù)類型、監(jiān)測要素、主要流程做到全覆蓋，才能使全體人員從各個崗位和環(huán)節(jié)參與到平臺的應(yīng)用中，避免出現(xiàn)“準(zhǔn)信息化”現(xiàn)象，真正做到業(yè)務(wù)工作在線上流轉(zhuǎn)起來。同時，為了降低前期投入和應(yīng)用難度，可以將一些輔助系統(tǒng)(如環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)庫、儀器設(shè)備管理、人員上崗證管理、標(biāo)準(zhǔn)樣品管理、藥品試劑管理等)放到后期再進(jìn)行完善，只需設(shè)計時預(yù)留軟件二次開發(fā)的接口。這樣既可以保障平臺初期的順利實(shí)施，減少前期投入，也可根據(jù)平臺應(yīng)用情況和用戶反饋，適時組織后期開發(fā)，降低項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險。

(2)平臺應(yīng)將少增加使用者工作量作為設(shè)計前提

環(huán)境監(jiān)測站的一線工作人員是平臺信息數(shù)據(jù)的主要提供者，他們的崗位也是任務(wù)最繁重的，盡量少增加他們的工作量是確保平臺順利應(yīng)用的前提。平臺系統(tǒng)應(yīng)提供快速、方便的數(shù)據(jù)手工輸入方式，如對已有的監(jiān)測信息可以直接調(diào)用；對定義有計算公式的數(shù)據(jù)能進(jìn)行自動計算；數(shù)據(jù)錄入時系統(tǒng)自動記錄錄入時間和錄入人；系統(tǒng)應(yīng)能自動生成校準(zhǔn)曲線，計算斜率、截距和相關(guān)系數(shù)，并自動參與下一次樣品的濃度計算，直到新的校準(zhǔn)曲線產(chǎn)生(見圖4)；

還應(yīng)具備批錄入和EXCEL歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)入的功能等等。總之，通過完善錄入流程、優(yōu)化人機(jī)界面、增強(qiáng)容錯處理等手段，提高平臺的自動化、智能化水平，降低手工計算出錯概率，減少重復(fù)、機(jī)械勞動，讓使用者真正感受到信息化帶來的效率提高，即便增加一點(diǎn)工作量也會起到“事半功倍”的效果，從這個意義上實(shí)現(xiàn)不增加使用者工作量的目標(biāo)。

(3)平臺功能采取先“主干”后“分支”的漸進(jìn)模式

平臺設(shè)計和應(yīng)用初期，既要開展流程規(guī)范、功能定位等需求分析，又要解決認(rèn)識不足、觀念轉(zhuǎn)變等問題，千頭萬緒，紛繁復(fù)雜，所以要抓住“主干”，就是要根據(jù)自身需要和實(shí)際狀況，選擇合適的平臺功能作為應(yīng)用的突破口，如我們就選擇了“流程化監(jiān)測管理系統(tǒng)”作為平臺的核心業(yè)務(wù)，實(shí)行“一把手”工程，做到領(lǐng)導(dǎo)重視、責(zé)任到位、集中力量、由易到難，逐步推進(jìn)系統(tǒng)的實(shí)施和升級。一旦“主干”成功推行，積累了應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，轉(zhuǎn)變了員工觀念，取得了明顯成效，下一步再部署其它的管理系統(tǒng)，逐步擴(kuò)展“分支”，就會目標(biāo)更明確，實(shí)施更順利。這種分階段實(shí)施的漸進(jìn)模式，可以做到逐步成熟、有序過渡、降低風(fēng)險、持續(xù)升級。

圖4 標(biāo)準(zhǔn)曲線自動計算

[1]吳意躍.環(huán)境監(jiān)測信息系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用的研究[D].浙江：浙江大學(xué)，2001年.

[2]蔣蕾蕾.環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)建設(shè)的探討[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2009，(9)：160-161.

[3]王向明，伏晴艷，劉紅，謝爭.環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)建設(shè)——以上海市環(huán)境監(jiān)測中心為例[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2007，(4)：4-8．

[4]張濤.環(huán)境監(jiān)測LIMS建設(shè)中的問題對策分析[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2006(4)，171-172.

Research on design and application of environmental monitoring data processing platform

LIU Shu

(Pingxiangenvironmentalmonitoringstation，JiangxiPingxiang337000)

Environmental monitoring data processing platform is the 1 set of software system which is necessary in the standard construction and acceptance of environmental monitoring station，but there is no uniform requirement for its positioning and functional characteristics.This paper introduces the main functions of the monitoring data processing platform，analyzes the problems encountered in the design and application of the platform，and puts forward the reasonable countermeasures and suggestions.

environmental monitoring data processing platform operation flow