六安市大气网格化精准监测系统信息化应用研究

关键词：数据共享；信息平台；数据监管

0 引言

2018年以来，党中央、国务院及生态环境部要求地级市完善环境监测监控网络，加强移动源排放监管能力建设。2018年8月，安徽省召开了全省大气网格化建设现场推进会，随后六安市大气网格化精准监测系统建设随即提上日程。

1 六安市大气网格化精准监测系统概述

1.1 系统建设背景

利用先进的信息技术，推进“数字环保”建设，提高对环境监管和污染事件的快速响应能力，提升环境管理决策水平，促进管理模式创新和政府职能转变，使环境管理由被动管理型向主动服务型转变，环境决策由定性型向定量型转变，是“十三五”期间环境管理工作的总体要求[1]。

为提高六安市大气环境监测、管理、决策以及数据共享的能力，该系统需实现“一个中心、一个平台、一张地图、一个数据源”的智能化监控、管理和决策，进而确保从“数字环保”向“智慧环保”过渡。该平台要求灵活高效、科学规范，业务覆盖全面，自动化程度高，查询统计功能丰富，信息共享与业务协同性强，安全性高，实现所有监测数据的规范管理。

1.2 系统总体结构

系统平台主要由现场感知层、安全传输层、智能分析应用层、数据发布共享层等部分组成，整个系统的设计符合国家政务信息资源目录体系与交换体系建设的总体要求，能真正实现“一个平台、多种应用、一点接入”[2]。

现场感知层：以空气监测站、雷达探测设备、车载走航系统为主，辅以气象参数监测仪、视频监控摄像机等设备组成。

安全传输层：根据监测现场的设备组成及网络实际情况，可对应采用DTU设备/4G网络/光纤等方式将现场监测信息上传至数据平台。

智能分析应用层：作为综合数据的获取、统计、分析平台，依托各个地面站、走航雷达上传的监测数据以及其他共享数据，对城市空气监测数据进行深入分析，实现跨区域、全时间、多层次的数据挖掘和对比，为科学治污提供数据支撑。

数据发布层：可提供面向不同用户（如政府部门、社会公众等）的客户端系统，该平台可以通过多种终端进行访问，如手机、PC机、LED大屏等，并可以对不同类型管理者提供相对应的管理与统计分析功能[3-4]（如图1所示）。

1.3 系统功能设计

六安市大气网格化精准监测系统的主要功能涵盖数据管理、数据分析和统计、信息发布等。数据管理主要负责数据的录入、审核、更新、删除等操作，对监测数据进行妥善存储和管理，为大气污染治理提供有力的数据支持。数据分析和统计则侧重对大气网格化精准监测系统的数据进行深度分析和统计，为大气污染治理提供科学依据。信息发布功能旨在将大气网格化精准监测系统的数据和信息直观地展示给用户，以便他们及时了解空气环境质量状况及相关信息。

此外，六安市大气网格化精准监测系统还设计了大气污染预警功能，该功能能够及时发布空气污染预警信息，为管理人员提供决策支持，使他们能够迅速了解当前空气环境质量状况，并采取有效措施应对污染天气，为大气治理提供策略指导。

1.4 系统技术架构

六安市大气网格化精准监测系统的技术架构主要由四个部分组成：终端设备层、数据传输层、数据服务层、平台支撑层。其中，终端设备层包括网络设备、终端设备、服务器以及其他辅助设备；数据传输层负责互联网连接和无线网络连接；数据服务层主要包括应用服务平台、数据库服务器和地理信息系统服务。应用服务平台为用户提供丰富的系统服务和接口，并能有效管理用户所需的服务；数据库服务器和地理信息系统服务器能够为系统提供服务；平台支撑层主要是指云平台，它主要负责对用户所需的各类数据进行有效管理，并对数据进行有效分析和处理。为了实现对六安市大气网格化精准监测系统的有效管理和控制，建立了一个完善的安全管理机制，以保障系统在运行过程中的安全性[5-6]。同时，为了方便用户对系统进行维护和管理，系统配套还建立一个完善的信息资源库和一个完善的保障体系，包括系统维护制度、应急响应制度和安全保障制度。

2 六安市大气网格化精准监测系统信息化应用现状

2.1 六安市大气网格化精准监测系统介绍

六安市大气环境网格化监测监管大数据软件基于物联网及数据共享理念构建，为环境监管部门提供简洁、高效、多数据分析的综合管理平台，以解决从前空气环境质量监测工作过于依赖人工手段，从而导致的管理效率不高、整体规范性、一致性难以保证等问题。该平台建设以网格化精准管理为目标，运用系统思维，构建权责明晰、管理精细、信息共享、运行高效的管理体系，故平台要求灵活高效、科学规范、业务覆盖全面、自动化程度高，统计分析功能丰富，信息共享与业务协调性强，能够实现所有监测数据和共享数据的规范管理并确保安全性。

如表1所示，六安市大气网格化精准监测系统现阶段拥有前端监测设备640套，包括314套微型空气质量监测仪、314套气象参数监测仪、10套小型空气质量监测系统和2套固定点激光雷达。实现对六安市主城区二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、臭氧、颗粒物PM2.5和颗粒物PM10、TVOC污染物以及气象参数温度、风速、气压、风向、湿度监测全覆盖。

2.2 为“六安市大气污染防治扬尘数字化监管快速反应指挥系统”提供基础数据支撑

六安市大气污染防治扬尘数字化监管快速反应指挥系统是以扬尘污染“测-管-治”为主线，基于云计算、物联网、人工智能等先进技术的数字化监管模式。在问题的发现与处理方面，六安市大气污染防治扬尘数字化监管快速反应指挥系统基于大气网格化精准监测系统所提供的道路、建筑工地等扬尘数据，对扬尘污染问题进行快速收集与发放，确保问题及时处理。在污染问题的预防方面，六安市大气污染防治扬尘数字化监管快速反应指挥系统基于大气网格化精准监测系统所提供的污染监测数据，分析扬尘污染发生的区域和时间规律，对即将发生的扬尘污染问题发出预警，确保各职能部门能够及时采取针对性措施。

2.3 依托“六安市城市大脑系统”实现网格化环境管理

如表2所示，六安市城市大脑环保专题V3.0版依托城市大脑智能中枢，对六安市进行3×3km的网格划分，高亮显示污染物浓度明显偏高的网格区域，通过视频监控实时监控排污企业的排污情况，缩小大气污染排查范围，精准定位，解决大气污染“看得见，说不清”的问题。通过集成大气环境监测感知终端、尾气遥感监测设备及各部门相关业务等数据，构建生态环境一张图，实现一图感知环境质量。同时衍生出建设环境综合分析系统，针对建筑工地扬尘、道路工程扬尘等12大类建筑领域环境问题，协同整合生态环境、住建、城管等部门，实现跨部门协同处置“大循环”，实现事件处置效率提升。

3 六安市大气网格化精准监测系统信息化应用存在问题

3.1 数据共享体系不完善

尽管六安市大气网格化精准监测系统功能较为完善，但是在数据共享方面仍然存在不足：1） 各部门采用的数据标准不统一，导致数据在交换和共享时出现格式不兼容、质量参差不齐等问题，影响了数据的可比性和一致性。2） 缺乏统一的数据共享平台，导致数据分散、信息孤岛现象严重，降低了数据的利用效率和价值。3） 缺乏有效的数据共享机制，包括数据共享的规则、流程、责任和义务等不明确或未得到有效执行。4） 在数据共享过程中，缺乏足够的数据安全保障措施，如数据加密、身份认证、访问控制等。

3.2 大气网格化精准监测系统监管力度不足

六安市大气网格化精准监测系统的监管力度不足主要表现在缺乏有效的监管机制、反馈机制以及监测数据质量差等方面。缺乏有效的监管机制主要体现于无法对监测数据进行实时监测和审核，监测数据的质量和准确性无法得到保障。监测数据质量差主要体现于监管力度不足，监测数据的质量和准确性差，无法对大气环境进行准确的监测和评估以及及时发现和解决环境污染问题。缺乏有效反馈机制主要体现于无法及时将监测数据反馈给相关部门和人员，无法及时采取措施解决环境污染问题。

3.3 公众认知程度不高

大气网格化精准监测系统的建设和运行需要得到公众的支持和认可，公众的认可程度决定了大气网格化系统推广效果。现阶段公众对六安市大气网格化精准监测系统认知程度不高主要体现在对该系统缺乏了解，由于监测系统的宣传和推广不够，大部分公众不了解大气网格化精准监测系统工作原理和目的。也存在一些公众对大气网格化精准监测系统的存在有一定认知，但对其重要性没有足够的认识。甚至还有少部分群众对大气网格化精准监测系统项目存在一定抵触情绪，企业更倾向于使用传统的监测方法，或者根本不进行监测。

4 六安市大气网格化精准监测系统信息化应用优化途径

4.1 强化数据共享

基于六安市大气网格化精准监测系统，促进各部门之间在大气污染防治领域形成合力需要做到以下四点：1） 建立统一的数据共享平台：通过建立统一大气监测数据共享平台，各部门可以上传和下载监测数据，实现数据的共享和交换。有效避免信息孤岛现象，提高数据的利用效率和价值。2） 制定数据共享规范和标准：制定统一的数据共享规范和标准，包括数据格式、数据质量、数据交换方式等方面的标准。保证各部门之间的数据相互兼容、比较和使用，提高数据的共享效果。3） 加强部门间的协作和沟通：各部门之间需要加强协作和沟通，明确各自的责任和义务，共同参与大气监测数据的采集、处理和共享工作。4） 加强数据安全保障：在数据共享的过程中，需要加强数据安全保障工作，防止数据泄露和恶意攻击。例如通过加密、备份、访问控制等方式保障数据的安全性。

4.2 加大六安市大气网格化精准监测系统监管力度

加大六安市大气网格化精准监测系统技术监管力度需基于以下三点进行：1） 建立标准化体系：制定并执行监测技术标准和规范，确保监测系统的标准化和规范化。这有助于提高不同地区、不同部门监测数据的可比性和一致性，为跨区域、跨部门的大气环境管理提供有力支持。2） 加强人才培养：建立完善的人才培养机制，培养一批具备专业知识、技能和经验的大气网格化精准监测系统技术人才。加强与高校、研究机构的合作，共同培养和输送高素质人才，为监测系统的持续发展提供人才保障。3） 建立质量保证体系：建立完善的质量保证体系，对监测数据进行严格的质量控制和校准。加强数据的审核和复核，确保数据的准确性和可靠性。

4.3 提高公众认知程度

提高六安市大气网格化精准监测系统公众认知程度需基于以下角度进行，首先做到信息公开，政府应该将大气网格化精准监测系统的监测数据及时向公众公开，让公众了解空气质量状况和污染情况。同时，需建立数据查询平台，让公众可以随时查询监测数据和相关信息。其次应推动民众参与大气监测工作中，例如邀请公众参与监测系统的建设和运行。并且还需建立反馈机制，基于信息反馈机制获取公众反馈信息，完善大气网格化精准监测系统存在问题，增强公众的参与感和责任感。最后是要强化科普推广力度，向公众介绍大气污染的危害、防治方法、健康防护等方面的知识，提高公众的环保意识和健康意识，增强公众对监测系统的认知和理解。