Excel服務(wù)器構(gòu)建桂林環(huán)境監(jiān)測信息管理系統(tǒng)
桂林市環(huán)境監(jiān)測站是地市級監(jiān)測中心站，是全國環(huán)境監(jiān)測二級站，下轄區(qū)12縣五城區(qū)的環(huán)境監(jiān)測業(yè)務(wù)，另有四個自動空氣站和一個水質(zhì)自動站。每年監(jiān)測原始數(shù)據(jù)量約268萬個，統(tǒng)計上報數(shù)據(jù)約13萬個。對數(shù)據(jù)管理和處理的標準、規(guī)范、要求是分門別類，各不相同。報表報告也分國家級、省級、市級、相關(guān)部門、科研、項目管理和用戶報告等多種方式。數(shù)據(jù)主要分類有：地表水和廢水、空氣和廢氣、噪聲、固體物（廢渣、土壤和底泥）、油煙、輻射源等。社會和經(jīng)濟的發(fā)展、環(huán)保事業(yè)的深入和社會公眾都對環(huán)保信息化提出了更高的期望和要求。
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(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一傳輸軟件》推行使用起算已近18年，但由于人員調(diào)動、資金不足和技術(shù)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(wù)變化，而最終被淘汰。
上級部門下發(fā)的軟件主要是數(shù)據(jù)傳輸類軟件，如《全國環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一傳輸軟件》《全國重點污染源監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸軟件》《飲用水源地水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸軟件》等，主要功能是對下接收數(shù)據(jù)和對上傳輸數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，分散于各業(yè)務(wù)管理部門；條塊分割式的管理造成了數(shù)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(wù)的需要。
監(jiān)測信息化的目的是對監(jiān)測業(yè)務(wù)實現(xiàn)流程化管理、數(shù)據(jù)庫中心建設(shè)、數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)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(guān)的應(yīng)用功能，為進一步規(guī)范監(jiān)測業(yè)務(wù)流程、提升監(jiān)測能力、服務(wù)環(huán)境管理和數(shù)據(jù)挖掘等，提供技術(shù)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(wù)在擴展，監(jiān)測數(shù)據(jù)量大幅度增長，但是環(huán)境監(jiān)測的數(shù)據(jù)庫建設(shè)因各種原因，一直沒有很好的解決。巨大的數(shù)據(jù)量與落后的數(shù)據(jù)管理方式，成為抑制環(huán)境監(jiān)測工作向技術(shù)深層發(fā)展的一個瓶頸。監(jiān)測工作的任務(wù)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(shù)據(jù)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(wù)。為了對政府決策和重大應(yīng)急提供支持，提升數(shù)據(jù)價值，急需將系統(tǒng)集成，消除信息孤島，實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘。
環(huán)境監(jiān)測信息化的需求如下：
圖-2 需求分析
環(huán)境監(jiān)測的數(shù)據(jù)源復(fù)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(guān)。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(shù)……
按項目：分類檢測項目346項。
監(jiān)測業(yè)務(wù)流程的網(wǎng)絡(luò)化管理
地市級監(jiān)測站是全國環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的主要產(chǎn)生站，監(jiān)測流程包括：任務(wù)下達、采樣監(jiān)測、樣品交接、分析化驗、數(shù)據(jù)庫（錄入、修改、查詢和統(tǒng)計、分類存儲）、各類報告和上報數(shù)據(jù)（同時接受縣級站的部分數(shù)據(jù)）等，主要數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流程是較完整的在地市級站得到體現(xiàn)。在流程進行過程中，包括了規(guī)范流程、項目編碼、質(zhì)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(guān)的規(guī)范標準和管理制度。
歷史數(shù)據(jù)挖掘與環(huán)境質(zhì)量綜合分析
監(jiān)測站要有對大量的歷史數(shù)據(jù)，有快速查詢分析的手段，有相關(guān)的技術(shù)平臺，要以監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù)，客觀評價環(huán)境質(zhì)量狀況，綜合分析環(huán)境質(zhì)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(zhì)量變化的主導(dǎo)因素，說清環(huán)境質(zhì)量時間、空間變化及其原因。
數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)中心建設(shè)
目前監(jiān)測在用軟件為《全國環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一傳輸軟件》、《全國重點污染源監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸軟件》《飲用水源地水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸軟件》，還有水質(zhì)和空氣自動監(jiān)測站的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心，消除“信息孤島”，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、在各數(shù)據(jù)庫之間相互查詢、交換和比對，實現(xiàn)應(yīng)用集成。
圖-3 需求總示意圖
選擇勤哲EXCEL服務(wù)器的原因
根據(jù)桂林市環(huán)境監(jiān)測中心站目前的業(yè)務(wù)情況、人員知識結(jié)構(gòu)、軟硬件條件和原有的數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)等，確定基本原則如下：
原則一：要保證符合上報數(shù)據(jù)接口的標準；
原則二：要保證對原有數(shù)據(jù)資源的兼容；
原則三：要保證現(xiàn)有人員可參與的技術(shù)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(yīng)用軟件經(jīng)逐步積累和完善，最終構(gòu)成全面的《監(jiān)測管理信息系統(tǒng)》，。
由于現(xiàn)有監(jiān)測業(yè)務(wù)中有40%涉及IT領(lǐng)域，但監(jiān)測站計算機專業(yè)人員缺乏，網(wǎng)絡(luò)工作環(huán)境意識和知識不足，需要專業(yè)培訓(xùn)。
另外，桂林城市經(jīng)濟實力較差，資金缺乏，長期以來系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)費不足。
圖-4 系統(tǒng)開發(fā)
經(jīng)過多種方案考查和篩選，最后選擇Excel服務(wù)器這一個面向最終用戶的信息系統(tǒng)設(shè)計與運行平臺。Excel服務(wù)器是一個工具平臺（即一個軟件），其后臺的數(shù)據(jù)庫是SQL Server。Excel服務(wù)器提供了一個信息系統(tǒng)的框架，但沒有預(yù)先設(shè)定具體的業(yè)務(wù)模塊，需要用戶把自己實際業(yè)務(wù)中用到的單據(jù)、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(shù)管理人員開發(fā)的，任何業(yè)務(wù)上的改變都可以由技術(shù)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(wù)器的主要應(yīng)用
根據(jù)桂林監(jiān)測業(yè)務(wù)日常管理特點，項目選擇Excel服務(wù)器這一個面向最終用戶的信息系統(tǒng)設(shè)計與運行平臺，結(jié)合MIS數(shù)據(jù)庫原理，開發(fā)了桂林環(huán)境監(jiān)測的EMMIS。經(jīng)各項測試運行，系統(tǒng)達到設(shè)計要求，滿足業(yè)務(wù)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(shè)一套綜合業(yè)務(wù)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(yīng)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(wù)流程管理
根據(jù)監(jiān)測工作性質(zhì)主要把功能模塊分為五大類：①環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、②實驗室業(yè)務(wù)、③污染源監(jiān)測、④科研環(huán)評驗收、⑤應(yīng)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(nèi)容：監(jiān)測任務(wù)、采樣信息記錄、實驗室分析數(shù)據(jù)記錄、監(jiān)測數(shù)據(jù)匯總、報告單發(fā)放、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析查詢。
圖-6 業(yè)務(wù)流程表
圖-7 任務(wù)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(shù)據(jù)存儲與數(shù)據(jù)挖掘功能
污染源數(shù)據(jù)：當年數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)存儲參照《《全國重點污染源監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸軟件》》的分類編碼與數(shù)據(jù)表方案設(shè)計。
環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)：參照《全國環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一傳輸軟件》的分類編碼與數(shù)據(jù)表方案設(shè)計。
數(shù)據(jù)的查詢系統(tǒng)是體現(xiàn)數(shù)據(jù)價值的方式之一，以往的信息管理系統(tǒng)往往查詢與數(shù)據(jù)輸出需要分開設(shè)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(jié)果進行修飾則需要通過數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出功能輸出為其它的文件格式，借助第三方軟件來實現(xiàn)。環(huán)境監(jiān)測信息系統(tǒng)（EMMIS）利用Excel服務(wù)器強大的數(shù)據(jù)提取寫入功能和Excel軟件的靈活的表格功能，可在查詢結(jié)果上直接修改排版，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的查詢結(jié)果即是所需要的報表。
圖-11 歷史數(shù)據(jù)挖掘分析
數(shù)據(jù)系統(tǒng)接口
除了傳統(tǒng)的手工輸入數(shù)據(jù)的方法，Excel服務(wù)器還提供了多種數(shù)據(jù)接口來實現(xiàn)與其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。實現(xiàn)多系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享。
勤哲EXCEL服務(wù)器的應(yīng)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(jīng)需求分析、平臺造型、詳細規(guī)劃、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、功能設(shè)計、模板編碼、數(shù)據(jù)規(guī)范、系統(tǒng)調(diào)試和測試運行等各環(huán)節(jié)，現(xiàn)系統(tǒng)基本完成。在前期油煙和煤質(zhì)二個項目試驗運行一年的經(jīng)驗基礎(chǔ)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(diào)整完善中。實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運行，流程化管理，規(guī)范了各業(yè)務(wù)室的操作。運行實踐表明EMMIS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已到完全達到設(shè)計要求，滿足監(jiān)測業(yè)務(wù)需求，并培養(yǎng)建立了監(jiān)測站自己的技術(shù)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(chǔ)。
實現(xiàn)流程化管理：系統(tǒng)對環(huán)境監(jiān)測的業(yè)務(wù)流程、數(shù)據(jù)處理、質(zhì)量控制和綜合查詢等實現(xiàn)了信息化管理，使得任務(wù)流程化、填報標準化、操作智能化、計算自動化、數(shù)據(jù)規(guī)范化和管理科學(xué)化。項目建設(shè)將信息技術(shù)融入主流業(yè)務(wù)程序中。
實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享：系統(tǒng)可以將多種數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。對每年數(shù)百萬監(jiān)測數(shù)據(jù)的深度挖掘和整理。
技術(shù)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(guān)鍵的一步。監(jiān)測站在信息化的技術(shù)、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(chǔ)。系統(tǒng)建設(shè)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(shè)也節(jié)省了大量資金，系統(tǒng)軟件約2.5萬元，人員培訓(xùn)及差旅費約4萬元，其它約3萬元。
數(shù)據(jù)挖掘與決策支持：系統(tǒng)的建設(shè)使監(jiān)測部門對環(huán)境狀況有了完整的數(shù)據(jù)挖掘和決策支持的能力。通過日常監(jiān)測數(shù)據(jù)的積累和功能強大的查詢系統(tǒng)，使信息平臺的應(yīng)用落到實處，真正做到用數(shù)據(jù)說話，科學(xué)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(zhì)量現(xiàn)狀及其變化趨勢；③說清潛在的環(huán)境風(fēng)險。使環(huán)境監(jiān)測信息處理更加科學(xué)、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(shè)成功和失敗的經(jīng)驗都不少，總結(jié)起來就是信息化建設(shè)一定要根據(jù)實際需求來進行。信息化建設(shè)的成果，不能局限于只建成一個暫時滿足應(yīng)用的信息化系統(tǒng)，而是應(yīng)該完整地包括四個方面的內(nèi)容：形成必要的技術(shù)能力、建設(shè)自己的技術(shù)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(jù)各地的環(huán)保信息化建設(shè)成功經(jīng)驗看，除技術(shù)因素外還有更重要的三點：①有必要的經(jīng)費保障，這是項目開展的基本條件；②有奉獻精神的技術(shù)隊伍，這是項目深化和可持續(xù)發(fā)展的必要條件；③領(lǐng)導(dǎo)對信息化工作的鼎力支持，信息化建設(shè)是“一把手”工程，領(lǐng)導(dǎo)的思路和決心，這是推動項目成功的關(guān)鍵。
桂林市環(huán)境監(jiān)測中心站 李維
