鄒鳳，衛(wèi)麗霞，李風(fēng)山，程秋華，徐麗芳，常曉威

1.中國石化中原油田分公司 技術(shù)監(jiān)測(cè)中心（河南 濮陽457001）2.中國石化中原油田分公司 濮城采油廠（河南 濮陽457532）

普光環(huán)境監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)是由中原油田技術(shù)監(jiān)測(cè)中心標(biāo)準(zhǔn)化研究所開發(fā)，在技術(shù)監(jiān)測(cè)中心普光環(huán)境監(jiān)測(cè)分站應(yīng)用，主要用于普光酸性氣田生產(chǎn)作業(yè)區(qū)、生活區(qū)行監(jiān)測(cè)、各類委托監(jiān)測(cè)與應(yīng)急監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)，監(jiān)測(cè)類別包括水和廢水、環(huán)境空氣、噪聲、固體廢物、土壤、生態(tài)6類，共50個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)分析工作并負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)各類監(jiān)測(cè)報(bào)表，分析生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響。從2015年開發(fā)、應(yīng)用、改進(jìn)以來為HSSE管理部提供各種環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為決策提供技術(shù)支撐，對(duì)環(huán)境污染事故的發(fā)生起到預(yù)警作用，促進(jìn)生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)保持環(huán)境自然質(zhì)量。下面對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)流程和應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)流程介紹

普光環(huán)境監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)運(yùn)行界面如圖1所示，主要應(yīng)用如下。

1.1 環(huán)境監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)流程的管理與數(shù)據(jù)分析處理

普光環(huán)保站監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)有例行、委托、應(yīng)急3類，全過程的數(shù)據(jù)表格錄入、計(jì)算、管理，需要設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)表格共計(jì)79張，如原始記錄表格有任務(wù)通知單CX∕27BGa、應(yīng)急監(jiān)測(cè)受理單CX∕04-BGb、委托監(jiān)測(cè)合同書CX∕04-BGa等；按監(jiān)測(cè)介質(zhì)或?qū)ο蠓诸悾兴蛷U水、固體廢物、土壤、大氣、噪聲和生態(tài)6類共50個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目[1]。如：水和廢水一類中有水溫、pH值、電導(dǎo)率、溶解氧、化學(xué)需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、六價(jià)鉻、石油類、硫化物、五日生化需氧量（BOD5）、硫酸鹽、銅、鉛、鋅、鎘、鐵、錳、氯化物、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、揮發(fā)酚、高錳酸鹽指數(shù)、色度、懸浮物、總鉻、總硬度、總磷、總氮28個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目；表單中數(shù)據(jù)驗(yàn)證、計(jì)算、吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸等大量分析處理任務(wù)設(shè)計(jì)在數(shù)據(jù)提交前的客戶端進(jìn)行處理，準(zhǔn)確無誤的數(shù)據(jù)才可上傳到服務(wù)器中存儲(chǔ)，以減輕應(yīng)用服務(wù)器的壓力，減少網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用。

圖1 普光環(huán)境監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)

各種復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可采用JSON數(shù)據(jù)格式傳輸?shù)娇蛻舳?，在客戶端重新封裝成所需的報(bào)表，也可以在服務(wù)器端直接生成Excel文件發(fā)送到客戶端。

每一表格都是獨(dú)立的功能模塊，各功能模塊均掛接在可以自由定義的工作流程步驟下，統(tǒng)一進(jìn)行鏈接、導(dǎo)航。

1.2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)

1.2.1 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)查詢功能劃分

原始記錄查詢、監(jiān)測(cè)報(bào)告（分析結(jié)果報(bào)告單）查詢。監(jiān)測(cè)報(bào)告查詢、原始記錄查詢均可通過關(guān)鍵性的字段進(jìn)行快速查詢，如任務(wù)名稱（例行監(jiān)測(cè)、應(yīng)急監(jiān)測(cè)、委托監(jiān)測(cè)等）、受檢單位、報(bào)告編號(hào)、任務(wù)通知單號(hào)等。

1.2.2 監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)報(bào)表

按要求將多種數(shù)據(jù)來源的信息自動(dòng)統(tǒng)計(jì)生成各類環(huán)保監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)報(bào)表，有監(jiān)測(cè)報(bào)告、分析結(jié)果報(bào)告單、《月度監(jiān)測(cè)結(jié)果匯總表》《年度監(jiān)測(cè)結(jié)果匯總表》《監(jiān)測(cè)地點(diǎn)統(tǒng)計(jì)表》《各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》《各監(jiān)測(cè)地點(diǎn)年度污染綜合指數(shù)比較》等14種報(bào)表。

以上報(bào)表自動(dòng)生成后由質(zhì)量監(jiān)督員審核（初審），經(jīng)授權(quán)人（環(huán)保站內(nèi)部人員）簽字（電子簽名）審核后僅具備打印、查詢、導(dǎo)出等功能，設(shè)置有效性檢驗(yàn)規(guī)則，保證數(shù)據(jù)有效。

1.3 環(huán)境變化趨勢(shì)分析

環(huán)境監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)可以對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比，形成所有重要監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)圖。

趨勢(shì)分析圖的源數(shù)據(jù)來源于原始記錄、監(jiān)測(cè)報(bào)告（監(jiān)測(cè)分析報(bào)告單），選擇其中環(huán)境敏感項(xiàng)目做趨勢(shì)分析，確定以下幾類：水和廢水、環(huán)境空氣、噪聲、土壤、固體廢物、生態(tài)。

例如，水和廢水趨勢(shì)圖包含：同一時(shí)間段內(nèi)，河流沿程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)圖；同一時(shí)間段內(nèi)，各監(jiān)測(cè)地點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比圖；各監(jiān)測(cè)地點(diǎn)年度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖；各監(jiān)測(cè)地點(diǎn)年度污染綜合指數(shù)對(duì)比圖；各監(jiān)測(cè)地點(diǎn)年度污染因子平均污染指數(shù)對(duì)比圖；各監(jiān)測(cè)地點(diǎn)年度污染指數(shù)對(duì)比圖；地表水年度監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)對(duì)比圖。圖2為普光氣田后巴河主要污染因子濃度圖。

圖2 普光氣田后巴河主要污染因子濃度圖

1.4 污染源實(shí)時(shí)連續(xù)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)查詢分析

通過局域網(wǎng)從現(xiàn)場(chǎng)安裝的在線監(jiān)測(cè)儀表采集或從分公司統(tǒng)一的OPC實(shí)時(shí)服務(wù)器獲取實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分類存儲(chǔ)，供環(huán)境監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)信息的分析查詢、統(tǒng)計(jì)，對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤，及時(shí)報(bào)警、預(yù)警。圖3為普光氣田凈化廠二聯(lián)合一系列二氧化硫報(bào)警、預(yù)警設(shè)置。

圖3 普光氣田凈化廠二聯(lián)合一系列二氧化硫的報(bào)警、預(yù)警設(shè)置

1.5 環(huán)境監(jiān)測(cè)資質(zhì)、從業(yè)人員信息管理

分公司內(nèi)部從事環(huán)境監(jiān)測(cè)及相關(guān)業(yè)務(wù)的資質(zhì)，以及實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)證、人員、取證等信息管理。其中包括：環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證信息管理、普光環(huán)境監(jiān)測(cè)站人員情況表、普光環(huán)境監(jiān)測(cè)站人員情況匯總表、人員培訓(xùn)記錄表、取證信息、資質(zhì)管理臺(tái)賬，監(jiān)測(cè)技術(shù)人員的基本信息，并對(duì)其實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管理。

2 普光環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用趨勢(shì)分析

普光環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行以來，經(jīng)過3次改進(jìn)，其更加適用于現(xiàn)場(chǎng)及實(shí)驗(yàn)室，現(xiàn)在從以下4個(gè)方面進(jìn)行應(yīng)用分析。

2.1 環(huán)境監(jiān)測(cè)全過程數(shù)據(jù)化

普光環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)兼容普光分公司數(shù)字化氣田數(shù)據(jù)庫，遵循氣田數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。與分公司現(xiàn)有其他管理系統(tǒng)（如：標(biāo)準(zhǔn)管理體系、計(jì)量器具管理等系統(tǒng)）相匹配，能互相兼容，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

2.1.1 數(shù)據(jù)共享

數(shù)據(jù)共享可以讓遠(yuǎn)在中原的環(huán)境管理部門在辦公室能夠讀取所需的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)年、月之間分析和比對(duì)，進(jìn)行每年的環(huán)境現(xiàn)狀分析，得出未來環(huán)境的可行性預(yù)測(cè)，再根據(jù)國家、中石化和普光分公司的管理要求和區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)、設(shè)備情況，制訂明年污染物削減計(jì)劃，確定例行監(jiān)測(cè)分布點(diǎn)和頻率。

2.1.2 大數(shù)據(jù)的應(yīng)用

當(dāng)前環(huán)境監(jiān)測(cè)工作已進(jìn)入大變革時(shí)代，從思維方式上更關(guān)注人、環(huán)境、社會(huì)相互關(guān)系；從工作模式上更基于量化、創(chuàng)新、挖掘的視角來回應(yīng)環(huán)保新挑戰(zhàn)，亟需整合社會(huì)各方面資源對(duì)環(huán)境問題進(jìn)行多元協(xié)同治理，而這正是“大數(shù)據(jù)”技術(shù)發(fā)揮作用的空間。

基于“大數(shù)據(jù)”技術(shù),普光環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫可連接國家、中石化環(huán)境監(jiān)測(cè)大數(shù)據(jù)中心，突破傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫局限性，搭建環(huán)境監(jiān)測(cè)大數(shù)據(jù)技術(shù)框架。運(yùn)用大數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、大數(shù)據(jù)計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析與挖掘、大數(shù)據(jù)可視化分析等核心技術(shù),實(shí)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)技術(shù)的新突破：①提升環(huán)境狀況綜合預(yù)警能力；②應(yīng)用大數(shù)據(jù)可視化技術(shù),提高科學(xué)決策水平；③提高人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)能力；④建立環(huán)保輿情分析云平臺(tái),提升公眾服務(wù)能力。

2.2 環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)過程的應(yīng)用

環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)：①環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)校驗(yàn)；②有效數(shù)字修約及運(yùn)算，滿足有效數(shù)位的判斷、數(shù)值的修約及取舍規(guī)則、運(yùn)算規(guī)則；③在地理信息圖上標(biāo)注出監(jiān)測(cè)點(diǎn)位（基于安信GIS系統(tǒng)），并能夠自主查詢環(huán)境監(jiān)測(cè)趨勢(shì)分析圖；④實(shí)現(xiàn)在線污染源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤，及時(shí)報(bào)警、預(yù)警。下面進(jìn)行分類分析。

2.2.1 環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)校驗(yàn)

環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)審核是環(huán)境監(jiān)測(cè)過程中各環(huán)節(jié)的最終環(huán)節(jié),也是保證工作質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)審核工作量大且受個(gè)體水平的影響,本系統(tǒng)綜合環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)審核的依據(jù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)審核工作重點(diǎn)以及數(shù)據(jù)合理性分析方法,代替人工分析，提高數(shù)據(jù)審核工作質(zhì)量和效率，為環(huán)境管理和環(huán)境科學(xué)研究提供快速查詢。

2.2.2 有效數(shù)字修約及運(yùn)算

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值修約規(guī)則GB∕T 8170—2008相關(guān)內(nèi)容[2]，加上儀器設(shè)備、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目本身的要求等全面的符合監(jiān)測(cè)流程的需求，由環(huán)境監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)值自動(dòng)修約，得到的結(jié)果準(zhǔn)確有效[3]。

2.2.3 環(huán)境監(jiān)測(cè)趨勢(shì)分析圖

環(huán)境監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)對(duì)比，利用GIS技術(shù)形成各監(jiān)測(cè)點(diǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的變化趨勢(shì)圖，實(shí)現(xiàn)在地理信息圖上標(biāo)注出監(jiān)測(cè)點(diǎn)位（基于安信GIS系統(tǒng)），并同時(shí)自主查詢環(huán)境監(jiān)測(cè)趨勢(shì)分析圖。

2.2.4 實(shí)時(shí)報(bào)警、預(yù)警

實(shí)現(xiàn)在線污染源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤，及時(shí)報(bào)警、預(yù)警，對(duì)超限監(jiān)測(cè)點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)行重點(diǎn)跟蹤監(jiān)測(cè)，同時(shí)給定義相關(guān)負(fù)責(zé)人發(fā)送信息提醒，實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)機(jī)制，減少環(huán)境污染事故的發(fā)生。

2.3 生態(tài)跟蹤監(jiān)測(cè)

由于普光氣田天然氣含硫化氫，地質(zhì)結(jié)構(gòu)的特殊和生物多樣性的特性，根據(jù)環(huán)境保護(hù)的要求，進(jìn)行生態(tài)跟蹤監(jiān)測(cè)，建立生態(tài)樣方、各種種植污染物敏感植物。每年生態(tài)跟蹤監(jiān)測(cè)約完成植物樣品900個(gè)，土壤樣品150個(gè)左右。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有：植物pH值、植物硫、植物葉綠素，土壤pH值、土壤有效硫、土壤有機(jī)質(zhì)等[3]。每次數(shù)據(jù)都及時(shí)錄入環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)的累積形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，為生態(tài)項(xiàng)目科研的開展及標(biāo)準(zhǔn)制訂打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.4 污染源監(jiān)測(cè)

污染源調(diào)查，包含普光氣田污染源、氣田周邊水質(zhì)、大氣等，每年完成監(jiān)測(cè)任務(wù)280多點(diǎn)次，獲得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)2 000多個(gè)，分類存入數(shù)據(jù)庫，為全面掌握普光氣田各類污染源產(chǎn)排污情況和污染物排放情況，為普光氣田排污許可證、排污繳稅和環(huán)保決策提供科學(xué)依據(jù)[4]。

3 應(yīng)用效果分析

普光環(huán)境監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源、信息資源的有效整合，提高了環(huán)境信息網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行的能力；建立了普光氣田特有的環(huán)保系統(tǒng)電子政務(wù)和環(huán)境綜合管理業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)；通過對(duì)歷史數(shù)據(jù)的科學(xué)分析，形成環(huán)境變化趨勢(shì)圖，為環(huán)保決策的制定與實(shí)施提供科學(xué)依據(jù)。

3.1 提高工作效率

1）系統(tǒng)采用人機(jī)交互的方式，具有開放性及兼容性。軟件系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)行結(jié)果正確；監(jiān)測(cè)項(xiàng)目等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表中的初始化數(shù)據(jù)齊全、準(zhǔn)確，能夠滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求，最大限度地保證環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在使用過程的穩(wěn)定。當(dāng)使用過程中出現(xiàn)技術(shù)問題時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化研究所的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員進(jìn)行遠(yuǎn)程指導(dǎo)和解決，從而確保使用過程的安全，為環(huán)境監(jiān)測(cè)過程數(shù)據(jù)有效錄入提供技術(shù)支撐。

2）系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)原始記錄受控率為100%。環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)人員及時(shí)準(zhǔn)確地錄入50個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的原始記錄，數(shù)據(jù)庫為環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制保存第一手資料，可快速溯源。

3）環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確率為100%。由于環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)要求高，要達(dá)到微量和痕量分析，加上環(huán)境中污染物的瞬息變化，就要求環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出具的時(shí)間要短。環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理模塊解決這個(gè)問題，且數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確率達(dá)100%，為環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制水平的提高助力。

4）環(huán)境變化線性圖與實(shí)際環(huán)境變化趨勢(shì)符合率100%。如“環(huán)境庫茲涅茨曲線”，不僅找出了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境質(zhì)量間的經(jīng)驗(yàn)性變化關(guān)系，而且揭示出了經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量關(guān)系背后的一個(gè)“黃金定律”[5]。

環(huán)境監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)可使環(huán)境變化線性圖與實(shí)際環(huán)境變化趨勢(shì)符合率達(dá)100%，管理者可以直觀看出普光分公司生產(chǎn)發(fā)展、人口增加、經(jīng)濟(jì)總量與環(huán)境質(zhì)量間的經(jīng)驗(yàn)性變化關(guān)系，為環(huán)境管理提供理論依據(jù)。

3.2 運(yùn)行效果

該系統(tǒng)建立運(yùn)行后，環(huán)境監(jiān)測(cè)管理部門可便捷掌握每一批監(jiān)測(cè)樣品的監(jiān)測(cè)情況；可根據(jù)環(huán)境變化趨勢(shì)圖直觀地了解每個(gè)監(jiān)測(cè)地點(diǎn)在各個(gè)時(shí)間段內(nèi)環(huán)境變化的趨勢(shì)走向，實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的自動(dòng)化管理。

以普光環(huán)境監(jiān)測(cè)分站2017年的監(jiān)測(cè)工作為例，全年共完成監(jiān)測(cè)任務(wù)2 846點(diǎn)次，獲得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)11 490項(xiàng)。這些數(shù)據(jù)全部存入數(shù)據(jù)庫中，可以隨時(shí)調(diào)用。對(duì)未開展例行監(jiān)測(cè)的污染源凈化廠、集氣站無組織排放監(jiān)測(cè)站廠（5個(gè)）共84個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充監(jiān)測(cè)，約占全部數(shù)據(jù)的0.2%，此項(xiàng)每年可節(jié)約成本約1 200萬元。還有每年污染源調(diào)查、環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書、實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證復(fù)審等都要依據(jù)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，在國家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證認(rèn)可中，遇到不符合項(xiàng)，可進(jìn)行溯源，快速查找不符合項(xiàng)出現(xiàn)的原因。

普光環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行，使得監(jiān)測(cè)站內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測(cè)更加快捷，數(shù)據(jù)精確性得到提高，質(zhì)量控制全過程更加精準(zhǔn)，達(dá)到精準(zhǔn)溯源，提高工作效率。同時(shí)為普光環(huán)境保護(hù)積累了大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為環(huán)境管理部門的決策提供技術(shù)支撐，節(jié)約成本，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，為普光環(huán)境質(zhì)量的提高起著積極的推動(dòng)作用，。