智能化质控技术在AQI质保审核中的运用

1、    智能化质控技术在aqi质保审核中的运用    张宇波摘要：根据新空气质量标准实施后空气质量自动监测质保审核的要求，通过自动化、智能化质控技术确保新标准下的数据有效率指标。文章以上海为例，对aqi实时发布背景下完整的空气质量自动监测qa/qc体系中智能化质控技术起到的作用效果进行了探讨。关键词：aqi质保审核；智能化质控技术；空气质量；数据有效率；qa/qc体系 文献标识码：a中图分类号：x651 文章编号：1009-2374（2015）28-0101-02 doi：10.13535/ki.11-4406/n.2015.28.049环境空气质量标准

2、（gb3095-2012）和同步实施的环境空气质量指数（aqi）技术规定（试行）（hj633-2012）已经颁布。新标准新增了污染物因子pm2.5、o3和co，加严了监测数据的有效率指标。由于新实施的标准还要求aqi指数实时对公众发布，每小时污染物因子数据公众都可以通过电视、广播、网络、微博、微信等载体查询知晓，所以需加强现有的自动监测技术能力，尤其是对数据有效性的保障。通过新的qa/qc体系提高数据质量，将智能化质控技术作为重点措施帮助体系的建立完善。上海空气质量自动监测系统已经建成多年，相关国控点都配有pm2.5、o3和co监测仪器，上海市监测中心从2001年开始了对pm2.5的研究性监测

3、，从监测能力上已经满足了新标准的要求，从2006年开始中心推出市级与区级的两级管理审核制度，并于2014年完成相关制度的实施。在具体数据质量控制措施实施期间，意识到单纯通过人为审核数据以及运维人员手工校准仪器不能达到预期的数据质保效果，从而决定通过智能化质控技术在仪器自动校准以及异常数据自动审核两方面提高监测数据质量的监管。1 智能化质控技术目前上海空气质量自动监测网络的总子站个数已经超过70个，由于监测网络覆盖面广以及运维人员能力限制，必须通过智能化的仪器校准技术和自动化的数据审核逐步提高数据质量和审核效率。智能化仪器校准技术的实现需要软硬件设备的支持，为了安全考虑，运维人员必须对现场管路进

4、行密封性检查。在完成一系列的准备后，通过质控人员对校准报告的概念要求，设计相关软件功能。自动化数据审核通过现场工控机软件对仪器数据的异常值判断，对数据进行自动标记并帮助审核人员排除无效数据。标识位的定义是对于异常的数据软件会标记特殊字符紧跟数据后面显示，数据类型包括分钟数据和小时数据，分钟数据标示位为一位而小时数据为两位，异常数据均不参与数据统计。标识位中p优先级最高，其他按时间长短判断优先级。小时数据的标识相对复杂需要两位，第一位是数据异常主要原因标识，第二位是数据有效性判断标识，当这个小时无效数据超过25%，则这一小时数据无效。当这个小时无效数据低于25%，则这一小时数据可能有效，要通过数

5、据审核人员人工再判断。如表1所示：2 实现自动化质控上海空气质量自动监测站日常仪器运维巡检每周一次，工作内容包含仪器的精密度校准和故障排除。考虑到数据质量问题，仪器精密度检查频次需要增加，而通过自动化质控将大大削减质控人员的工作量。实现自动校准功能首要任务就是现场标气阀门检漏实验，确定不漏气的情况下进行。现场气路图如1所示。仪器自动校准完成后将生成报告，便于数据质控人员查阅。自动零跨检查拟设置为隔天一次，开始时间考虑到小时数据标识位的定义，从半夜11点46分开始，这样可以避免两个小时均无效，且选在这个时间也考虑到前后天的有效数据率，而精度检查拟设置为一周一次。校准开始时数据会自动标记（c），这

6、些数据不参与统计。在校准时软件需上传频次为10秒钟的瞬时数据，校准报告由上位b/s平台生成，质控人员可以通过网页形式查阅。数据审核人员负责审查监测因子数据的有效性，而质控人员则更加关注仪器运行状态，以往软件只采集数据，为了满足质控人员监控仪器运行状态的需求，软件通过仪器厂商提供仪器状态采集通讯协议，对部分仪器状态量进行采集。在整个仪器校准过程中，状态量的采集频率为半分钟一次，结合校准数据最终生成完整的数据校准报告。自动校准报告中仪器状态量体现了重大作用，当设置的校准值与实际数据出现±10%的偏差时，质控人员需结合这一时间段的仪器状态值对于仪器数值偏差原因进行判断。自动化校准在试运行期

7、间也在不断改进与完善，由图1所示管道的气路图会给自动校准带来一些困难，比如前一个校准序列完成后，在管道中残留的标记还未排出，下一个校准序列就已经开始了，这样会大大影响自动校准的结果和效率，从而影响质控人员的判断。所以，为了避免发生此类情况，在自动校准序列时间上需存在1分钟的间隙，在间隙的时间里应该向管路输送零气加快标气排出速率。为了避免现场运维人员设置校准序列时设置错时间，软件将在设置完第一个校准序列且设置完校准序列顺序后自动生成整个校准命令，不会让运维人员手动填写校准时间，这样可以避免一些失误操作。上海空气质量自动监测网络覆盖面较广，而其中10个国控点位有5个站点已经开始施行自动化的质控，相

8、比其他点位仪器，故障率降低，且数据有效率也更高。3 讨论3.1 智能化质控现阶段的成果上海市环境监测中心组织通过对质控人员、数据审核人员、仪器运维人员的业务培训，使得相关操作人员了解软件操作流程，并测试相关功能，且进一步完善现场校准系统。方案实施后，数据有效率得到显著提高，大大减少了相关工作量，提高了工作效率。3.2 智能化绩效审核绩效审核（准确度审核）作为qa/qc体系中一项重要的质保审核内容，除了质量监督还有评估子站绩效的作用，国内目前成功开展的绩效审核的粤港珠江三角洲区域空气质量监测网络，也是采取对方3个子站予以实施。原因是需要大量地投入人力与物力，而智能化的绩效审核可以一劳永逸，将绩效

9、审核工作交于专业it公司开发针对的软件，中心提供业务方面技术支持，将绩效审核工作简化且优化。在具体实施方案里，计划将所有站点安装相关门禁系统和视频监控系统，结合运维电子表格对仪器维护人员做出相关运维绩效报告，比较运维成果，年终给予综合评价决定奖惩。4 结语通过本文的分析，智能化质控技术满足了aqi空气质量数据业务的实时性、丰富性、专业性要求，对相关系统的进一步发展有着良好的借鉴意义，也使得上海的大气自动监测qa/qc体系更具创造性，且越发完善。参考文献1 吴迓名.新空气质量标准实施后空气质量自动监测质保审核的建立探讨j.环境监控与预警，2013，（6）.2 包权.上海市环境空气质量自动监测数据审核体系的构架与应用j.环境科学与管理，2010，（12）.3 epa.guidance on technical audits and related assessments for environmenta