圖-1 桂林市環(huán)保大樓
信息化的歷程
環(huán)境監(jiān)測的信息化由來已久，自1992年《全國環(huán)境質量監(jiān)測數據統(tǒng)一傳輸軟件》推行使用起算已近18年，但由于人員調動、資金不足和技術升級原因，原有信息化系統(tǒng)無法自己維護更新升級。環(huán)境監(jiān)測規(guī)范和實驗室論證管理等對軟件有特殊要求，大多軟件系統(tǒng)無法滿足變化迅速的業(yè)務變化，而最終被淘汰。
上級部門下發(fā)的軟件主要是數據傳輸類軟件，如《全國環(huán)境質量監(jiān)測數據統(tǒng)一傳輸軟件》《全國重點污染源監(jiān)測數據傳輸軟件》《飲用水源地水質監(jiān)測數據傳輸軟件》等，主要功能是對下接收數據和對上傳輸數據，均為單機版，有錄入、修改、上報功能，并帶簡單的查詢和統(tǒng)計功能。遠不能滿足工作需要。系統(tǒng)之間數據不通，形成多個“信息孤島”。部門之間、上下級之間、管理部門和公眾之間信息交互手段落后;支離破碎的環(huán)境數據，分散于各業(yè)務管理部門;條塊分割式的管理造成了數出多門，不能有效整合多個獨立運行的系統(tǒng);環(huán)境信息資源開發(fā)利用和共享水平較低，難以充分滿足環(huán)境管理與決策支持服務的需要。
監(jiān)測信息化的目的是對監(jiān)測業(yè)務實現流程化管理、數據庫中心建設、數據共享和數據挖掘等，提出完整可行的解決方案，建立《桂林市環(huán)境監(jiān)測管理信息系統(tǒng)》,開發(fā)相關的應用功能，為進一步規(guī)范監(jiān)測業(yè)務流程、提升監(jiān)測能力、服務環(huán)境管理和數據挖掘等，提供技術平臺。
信息化進程中的需求
近十多年來，隨著環(huán)境保護事業(yè)的不斷發(fā)展，環(huán)境監(jiān)測的任務在擴展，監(jiān)測數據量大幅度增長，但是環(huán)境監(jiān)測的數據庫建設因各種原因，一直沒有很好的解決。巨大的數據量與落后的數據管理方式，成為抑制環(huán)境監(jiān)測工作向技術深層發(fā)展的一個瓶頸。監(jiān)測工作的任務種類、流程形式和方法手段也在不斷發(fā)展和完善，每年積累的海量監(jiān)測數據難以有效對環(huán)境管理和社會公眾提供完整的環(huán)境信息服務。為了對政府決策和重大應急提供支持，提升數據價值，急需將系統(tǒng)集成，消除信息孤島，實現數據挖掘。
環(huán)境監(jiān)測信息化的需求如下：
圖-2 需求分析
數據分類管理
環(huán)境監(jiān)測的數據源復雜、多源、多維、多時態(tài)、大規(guī)模、多模型、處理模型多樣與地理位置相關。需要按不同分類(如范圍、時段、項目、級別等)進行組合統(tǒng)計處理：
按位置：斷面、點位、河段、路段、流域、區(qū)域、行政區(qū)……
按時段：小時、天、月、季、年、多年……
按類型：河流水、湖庫水、飲用水源、廢水、空氣、廢氣、噪聲……
按級別：國控、省控、市控、縣控、用戶……
按統(tǒng)計項：平均值、最大值、最小值、超標率、中位數……
按項目：分類檢測項目346項。
監(jiān)測業(yè)務流程的網絡化管理
地市級監(jiān)測站是全國環(huán)境監(jiān)測數據的主要產生站，監(jiān)測流程包括：任務下達、采樣監(jiān)測、樣品交接、分析化驗、數據庫(錄入、修改、查詢和統(tǒng)計、分類存儲)、各類報告和上報數據(同時接受縣級站的部分數據)等，主要數據業(yè)務流程是較完整的在地市級站得到體現。在流程進行過程中，包括了規(guī)范流程、項目編碼、質量控制、分類處理和統(tǒng)計查詢等，要解決好可能發(fā)生和存在的各種問題，要建立健全相關的規(guī)范標準和管理制度。
歷史數據挖掘與環(huán)境質量綜合分析
監(jiān)測站要有對大量的歷史數據，有快速查詢分析的手段，有相關的技術平臺，要以監(jiān)測數據為依據，客觀評價環(huán)境質量狀況，綜合分析環(huán)境質量變化原因及趨勢，提出切實可行的對策建議。要對轄區(qū)的環(huán)境污染“說得清楚”，說清區(qū)域(流域)或局部監(jiān)測點位(斷面)環(huán)境質量變化的主導因素，說清環(huán)境質量時間、空間變化及其原因。
數據共享和數據中心建設
目前監(jiān)測在用軟件為《全國環(huán)境質量監(jiān)測數據統(tǒng)一傳輸軟件》、《全國重點污染源監(jiān)測數據傳輸軟件》《飲用水源地水質監(jiān)測數據傳輸軟件》，還有水質和空氣自動監(jiān)測站的數據庫系統(tǒng)、《環(huán)境統(tǒng)計》軟件都為環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)上報數據使用。另外與目前環(huán)保系統(tǒng)在用的《重點源在線監(jiān)控系統(tǒng)》和《污染源排污收費系統(tǒng)》等也是信息不共享。急需建立標準規(guī)范的監(jiān)測數據中心，消除“信息孤島”，以實現數據共享、在各數據庫之間相互查詢、交換和比對，實現應用集成。
圖-3 需求總示意圖
選擇勤哲 EXCEL 服務器的原因
根據桂林市環(huán)境監(jiān)測中心站目前的業(yè)務情況、人員知識結構、軟硬件條件和原有的數據庫基礎等，確定基本原則如下：
原則一：要保證符合上報數據接口的標準;
原則二：要保證對原有數據資源的兼容;
原則三：要保證現有人員可參與的技術方案;
原則四：要保證系統(tǒng)后繼維護管理和開發(fā)的可持續(xù);
應用軟件經逐步積累和完善，最終構成全面的《監(jiān)測管理信息系統(tǒng)》。由于現有監(jiān)測業(yè)務中有40%涉及IT領域，但監(jiān)測站計算機專業(yè)人員缺乏，網絡工作環(huán)境意識和知識不足，需要專業(yè)培訓。另外，桂林城市經濟實力較差，資金缺乏，長期以來系統(tǒng)建設經費不足。
圖-4 系統(tǒng)開發(fā)
經過多種方案考查和篩選，最后選擇Excel服務器這一個面向最終用戶的信息系統(tǒng)設計與運行平臺。Excel服務器是一個工具平臺(即一個軟件)，其后臺的數據庫是SQL Server。Excel服務器提供了一個信息系統(tǒng)的框架，但沒有預先設定具體的業(yè)務模塊，需要用戶把自己實際業(yè)務中用到的單據、表格等做成一個個“模板”，加入到框架中，這樣逐步搭建出自己的系統(tǒng)。由于系統(tǒng)是技術管理人員開發(fā)的，任何業(yè)務上的改變都可以由技術人員自己修改完善，使軟件有長久的、可持續(xù)發(fā)展的能力。
勤哲 EXCEL 服務器的主要應用
根據桂林監(jiān)測業(yè)務日常管理特點，項目選擇Excel服務器這一個面向最終用戶的信息系統(tǒng)設計與運行平臺，結合MIS數據庫原理，開發(fā)了桂林環(huán)境監(jiān)測的EMMIS。經各項測試運行，系統(tǒng)達到設計要求，滿足業(yè)務管理和發(fā)展的要求。
圖-5 系統(tǒng)框架
總體功能
本項目最終目的是建設一套綜合業(yè)務平臺，包括行政OA管理、實驗室管理、科研環(huán)評、環(huán)境監(jiān)測、污染源信息管理、應急監(jiān)測等模塊，基本涵蓋了桂林市環(huán)境監(jiān)測中心工作的方方面面。
業(yè)務流程管理
根據監(jiān)測工作性質主要把功能模塊分為五大類：①環(huán)境質量監(jiān)測、②實驗室業(yè)務、③污染源監(jiān)測、④科研環(huán)評驗收、⑤應急監(jiān)測。環(huán)境監(jiān)測管理信息系統(tǒng)流程管理的基本功能包括以下內容：監(jiān)測任務、采樣信息記錄、實驗室分析數據記錄、監(jiān)測數據匯總、報告單發(fā)放、數據的統(tǒng)計分析查詢。
圖-6 業(yè)務流程表
圖-7 任務發(fā)放
圖-8 采樣記錄
圖-9 實驗室分析
圖-10 打印報告
歷史數據存儲與數據挖掘功能
污染源數據：當年數據以各原始報告單形式存儲，通過查詢匯總監(jiān)測報告。歷史數據存儲參照《《全國重點污染源監(jiān)測數據傳輸軟件》》的分類編碼與數據表方案設計。
環(huán)境質量數據：參照《全國環(huán)境質量監(jiān)測數據統(tǒng)一傳輸軟件》的分類編碼與數據表方案設計。
數據的查詢系統(tǒng)是體現數據價值的方式之一，以往的信息管理系統(tǒng)往往查詢與數據輸出需要分開設計，往往格式固定，難以完全滿足使用者的需要。如需對查詢的結果進行修飾則需要通過數據導入導出功能輸出為其它的文件格式，借助第三方軟件來實現。環(huán)境監(jiān)測信息系統(tǒng)(EMMIS)利用Excel服務器強大的數據提取寫入功能和Excel軟件的靈活的表格功能，可在查詢結果上直接修改排版，實現數據的查詢結果即是所需要的報表。
圖-11 歷史數據挖掘分析
數據系統(tǒng)接口
除了傳統(tǒng)的手工輸入數據的方法，Excel服務器還提供了多種數據接口來實現與其它系統(tǒng)的數據交換。實現多系統(tǒng)數據共享。
勤哲 EXCEL 服務器的應用效果
環(huán)境監(jiān)測管理信息系統(tǒng)(EMMIS)項目已開展一年多，經需求分析、平臺造型、詳細規(guī)劃、數據庫設計、功能設計、模板編碼、數據規(guī)范、系統(tǒng)調試和測試運行等各環(huán)節(jié)，現系統(tǒng)基本完成。在前期油煙和煤質二個項目試驗運行一年的經驗基礎上，又對主要項目(水、氣和噪聲)和全流程也運行四個多月，系統(tǒng)在不斷調整完善中。實現網絡運行，流程化管理，規(guī)范了各業(yè)務室的操作。運行實踐表明EMMIS數據庫系統(tǒng)已到完全達到設計要求，滿足監(jiān)測業(yè)務需求，并培養(yǎng)建立了監(jiān)測站自己的技術隊伍，這也是非常寶貴的財富，使系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展有了堅實的基礎。
實現流程化管理：系統(tǒng)對環(huán)境監(jiān)測的業(yè)務流程、數據處理、質量控制和綜合查詢等實現了信息化管理，使得任務流程化、填報標準化、操作智能化、計算自動化、數據規(guī)范化和管理科學化。項目建設將信息技術融入主流業(yè)務程序中。
實現數據共享：系統(tǒng)可以將多種數據統(tǒng)一管理。實現數據交換。對每年數百萬監(jiān)測數據的深度挖掘和整理。
技術和人材的積累：特別有意義是，使桂林環(huán)境監(jiān)測信息化走出了關鍵的一步。監(jiān)測站在信息化的技術、能力、人材和機制上都得到積累，為進一步發(fā)展奠定了堅實的基礎。系統(tǒng)建設具有可持續(xù)性的能力。
資金節(jié)約和性價比高：商業(yè)性的公司開發(fā)類似軟件，費用一般在50-100萬元以上。本系統(tǒng)的建設也節(jié)省了大量資金，系統(tǒng)軟件約2.5萬元，人員培訓及差旅費約4萬元，其它約3萬元。
數據挖掘與決策支持：系統(tǒng)的建設使監(jiān)測部門對環(huán)境狀況有了完整的數據挖掘和決策支持的能力。通過日常監(jiān)測數據的積累和功能強大的查詢系統(tǒng)，使信息平臺的應用落到實處，真正做到用數據說話，科學決策。努力做到“三個說得清”：即①說清污染狀況和主要污染物排放情況;②說清環(huán)境質量現狀及其變化趨勢;③說清潛在的環(huán)境風險。使環(huán)境監(jiān)測信息處理更加科學、規(guī)范、準確和及時。
圖 -12
對于不同行業(yè)、不同單位，情況千差萬別，信息化建設成功和失敗的經驗都不少，總結起來就是信息化建設一定要根據實際需求來進行。信息化建設的成果，不能局限于只建成一個暫時滿足應用的信息化系統(tǒng)，而是應該完整地包括四個方面的內容：形成必要的技術能力、建設自己的技術隊伍、建立可持續(xù)發(fā)展的系統(tǒng)、運行信息化方案的有效機制。
根據各地的環(huán)保信息化建設成功經驗看，除技術因素外還有更重要的三點：①有必要的經費保障，這是項目開展的基本條件;②有奉獻精神的技術隊伍，這是項目深化和可持續(xù)發(fā)展的必要條件;③領導對信息化工作的鼎力支持，信息化建設是“一把手”工程，領導的思路和決心，這是推動項目成功的關鍵。
桂林市環(huán)境監(jiān)測中心站 李維
