水质监测系统的远程质控方法及装置

摘要

本发明涉及一种水质监测系统的远程质控方法，所述远程质控方法包括：水质监测系统将监测数据、检测信号、校正信息和报警码信息经第一传输模块传输至信息管理模块，信息管理模块根据监测数据、检测信号和校正信息进行数据校验；质控管理模块将标样核查结果与留样核查结果经第二传输模块传输至信息管理模块；报警码信息显示无故障、数据校验显示数据未修正、留样核查结果判断监测数据可信、标样核查结果佐证监测数据可信，则所述信息管理模块判定水样监测数据有效。本发明还提供一种水质监测系统的远程质控装置。本发明具有独立监管、不受干扰、准确可靠等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及水质监测系统的控制设备，特别涉及一种水质监测系统的远程 质控方法及装置。

背景技术

水质监测系统能够间断或连续地对水样进行现场的采集和分析，对水质质 量进行客观评价，为环保部门对污染源的控制、环境的整治等指明方向。水质 监测系统的应用过程中，水质监测站点主要委托第三方运维公司进行运营维护， 如果第三方运维的模式存在运维不到位、人为干预的问题，导致监测数据失真， 数据有效性无法得到保证，环保部门对此缺乏有效的监管手段。

环保部门为对监测数据有效性进行判断，需定期到现场进行质控样考核和 实际水样比对工作，此种监管手段存在不少突出的问题：

1.监测站点偏远时，工作人员去到现场核查，浪费时间与人力；

2.无法判断非考核期间的日常监测数据是否存在弄虚作假问题；

3.当水样超标时，无法及时判断是水样浓度超标还是分析仪故障导致的；

4.一般通过配制标准液体供分析设备测试，通过比较测试结果与标准液体 的信息判断监测数据的准确性，若判断监测数据准确，则认为此时的监测数据 均可靠；该种判断方式属于间接验证监测数据的可靠性，对核查前的监测数据 是否确实准确可靠缺乏充足的直接证据。

发明内容

为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种独立监管、不受 干扰、准确可靠、判断证据充足的水质监测系统的远程质控方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种水质监测系统的远程质控方法，所述远程质控方法包括：

水质监测系统将监测数据、检测信号、校正信息和报警码信息经第一传输 模块传输至信息管理模块，信息管理模块根据监测数据、检测信号和校正信息 进行数据校验；

质控管理模块将标样核查结果与留样核查结果经第二传输模块传输至信息 管理模块；

报警码信息显示无故障、数据校验显示数据未修正、留样核查结果判断监 测数据可信、标样核查结果佐证监测数据可信，则所述信息管理模块判定水样 监测数据有效。

根据上述的远程质控方法，优选地，所述校正信息包括至少二种校正样的 浓度信息和校正样对应的检测信号。

根据上述的远程质控方法，可选地，所述至少二种校正样由水质监测系统 提供。

根据上述的远程质控方法，优选地，数据校验包括以下步骤：

(A1)信息管理模块根据校正信息获得校正系数a与校正系数b；

(A2)信息管理模块根据关系式：监测数据＝a×检测信号+b，判断监测数 据是否被修正，若等式成立，则监测数据未被修正，反之，则监测数据被修正。

根据上述的远程质控方法，优选地，标样核查包括以下步骤：

(B1)质控管理模块发布标样核查指令，所述标样核查指令经第三传输模 块传输至质控模块，质控模块输出标样至水质监测系统分析，所述标样的标准 信息由所述质控管理模块管理；

(B2)质控管理模块发布数据采集指令，水质监测系统经第三传输模块将 标样监测数据传回质控管理模块；

(B3)质控管理模块根据标样监测数据与标样标准信息的差异判断标样核 查结果：

若差异超出阈值范围，表明监测数据不可信；

若差异处于阈值范围内，表明监测数据可信。

根据上述的远程质控方法，优选地，质控管理模块发布标样核查指令的同 时，将标样标识信息经第二传输模块传送至信息管理模块。

根据上述的远程质控方法，优选地，留样核查包括以下步骤：

(C1)质控管理模块发布留样核查指令，所述留样核查指令经第三传输模 块传输至水质监测系统，系统留样；

(C2)质控管理模块发布数据采集指令，水质监测系统经第三传输模块将 留样样品监测数据传回质控管理模块；

(C3)核查留样样品，获得留样样品核查数据；

(C4)质控管理模块根据留样样品监测数据与留样样品核查数据的差异判 断留样核查结果：

若差异超出阈值范围，表明监测数据不可信；

若差异处于阈值范围内，表明监测数据可信。

根据上述的远程质控方法，可选地，质控管理模块采用定周期或定时或数 据异常或随机的方式发布标样核查指令和/或留样核查指令。

本发明还提供一种水质监测系统的远程质控装置，所述远程质控装置包括：

质控管理模块，所述质控管理模块用于发布指令，并经第三传输模块将所 述指令传送至质控模块或水质监测系统，所述指令包括标样核查指令、留样核 查指令和数据采集指令；质控管理模块经第二数据传输模块将标样核查结果和 留样核查结果传输至信息管理模块；

质控模块，所述质控模块输出水样、标样至水质监测系统；

水质监测系统将监测数据、检测信号、报警码信息和校正信息经第一传输 模块传送至信息管理模块，将标样核查数据和留样样品监测数据经第三传输模 块传回质控管理模块。

根据上述的远程质控装置，优选地，所述信息管理模块、质控管理模块和 质控模块只对环保部门开放。

根据上述的远程质控装置，优选地，所述标样由质控模块根据标样核查指 令配制。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1、本发明采用报警码、数据校验、标样核查及留样核查四者相结合的方式， 为监测数据有效性判断提供直接证据和间接证据，解决数据有效性判断中缺乏 证据的问题，为判断监测数据是否弄虚作假提供直接证据。

2、本发明的质控管理模块发布指令的模式采取常规周期发布、定时发布、 随机发布、数据异常发布等方式，使核查工作自动化、常态化、灵活化，解决 核查工作费时费力及异常数据无法快速响应等问题。

3、质控管理模块由环保部门管理，水质监测系统无法识别测量的是水样还 是由质控模块提供的标样，使核查工作更具真实性。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解 的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的 保护范围构成限制。图中：

图1是本发明实施例1的水质监测系统的远程质控方法的流程示意图。

具体实施方式

图1和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何 实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。 本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。 本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合形成本发明的多个变型。 故，本发明并不局限于下述可实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1

图1示意性地给出了本实施例的水质监测系统的远程质控方法的流程示意 图，如图1所示，所述远程质控方法包括：

水质监测系统将监测数据、检测信号、校正信息和报警码信息经第一传输 模块传输至信息管理模块，信息管理模块根据监测数据、检测信号和校正信息 进行数据校验；

质控管理模块将标样核查结果与留样核查结果经第二传输模块传输至信息 管理模块；

报警码信息显示无故障、数据校验显示数据未修正、留样核查结果判断监 测数据可信、标样核查结果佐证监测数据可信，则所述信息管理模块判定水样 监测数据有效。

水质监测的数据一般根据以下表达式获得：监测数据＝a×检测信号+b，而 当前的水质监测系统一般采用第三方运维的模式，只要运维方通过修改校正系 数a与校正系数b，就可以使得无论监测系统输出何种检测信号，通过修正校正 系数，均可使得环保部门看到“正常”的监测数据。为了防止该类弄虚作假的 情况发生，故，将监测数据协同过程参数(如检测信号)一起传回信息管理模 块，所述信息管理模块根据监测数据、检测信号和校正信息进行数据校验。

作为优选，所述校正信息包括至少二种校正样的浓度信息和校正样对应的 检测信号。

进一步地，数据校验包括以下步骤：

(A1)信息管理模块根据校正信息获得校正系数a与校正系数b；

(A2)信息管理模块根据关系式：监测数据＝a×检测信号+b，判断监测数 据是否被修正，若等式成立，则监测数据未被修正，反之，则监测数据被修正。

为了对监测数据的有效性判断提供进一步的证据，故，对监测系统进行标 样核查，所述标样核查包括以下步骤：

(B1)质控管理模块发布标样核查指令，所述标样核查指令经第三传输模 块传输至质控模块，质控模块输出标样至水质监测系统分析，所述标样的标准 信息由所述质控管理模块管理；

(B2)质控管理模块发布数据采集指令，水质监测系统经第三传输模块将 标样监测数据传回质控管理模块；

(B3)质控管理模块根据标样监测数据与标样标准信息的差异判断标样核 查结果：

若差异超出阈值范围，表明监测数据不可信；

若差异处于阈值范围内，表明监测数据可信。

作为优选，质控管理模块发布标样核查指令的同时，将标样标识信息经第 二传输模块传送至信息管理模块，信息管理模块由所述标样标识信息获知水质 监测系统传回的监测数据是水样的监测数据或标样的监测数据。

为进一步提供监测数据的有效性判断的证据，故，对监测系统进行留样核 查，所述留样核查包括以下步骤：

(C1)质控管理模块发布留样核查指令，所述留样核查指令经第三传输模 块传输至水质监测系统，系统留样；

(C2)质控管理模块发布数据采集指令，水质监测系统经第三传输模块将 留样样品监测数据传回质控管理模块；

(C3)核查留样样品，获得留样样品核查数据；

(C4)质控管理模块根据留样样品监测数据与留样样品核查数据的差异判 断留样核查结果：

若差异超出阈值范围，表明监测数据不可信；

若差异处于阈值范围内，表明监测数据可信。

对留样样品进行再一次核查，可以通过另设水质分析仪对留样样品进行分 析或通过实验室手工检测的方式获得留样样品核查数据。质控管理模块设有输 入窗口，将所述留样样品核查数据输入质控管理模块中，进行留样样品核查结 果判断。

为实现质控的自动化、灵活化，故：

进一步地，质控管理模块可以自动发布指令或手动发布指令；自动发布指 令可以采取常规周期发布或定时发布或数据异常情况下发布指令；手动发布指 令可以随机发布，以满足应急监测、随机抽检等需求。

本实施例还提供一种水质监测系统的远程质控装置，所述远程质控装置包 括：

质控管理模块，所述质控管理模块用于发布指令，并经第三传输模块将所 述指令传送至质控模块或水质监测系统，所述指令包括标样核查指令、留样核 查指令和数据采集指令；质控管理模块经第二数据传输模块将标样核查结果和 留样核查结果传输至信息管理模块；

质控模块，所述质控模块输出水样、标样或纯水至水质监测系统；

水质监测系统将监测数据、检测信号、校正信息和报警码信息经第一传输 模块传送至信息管理模块，将标样核查数据和留样核查数据经第三传输模块传 回质控管理模块。

进一步地，所述质控模块提供固定浓度标样或系列浓度标样供水质监测系 统分析；所述固定浓度标样或系列浓度标样储存在质控模块内。

为提高质控样的灵活性和多样性，故：

进一步地，所述标样由质控模块根据纯水、固定浓度标样自动配制。

为保证监测数据有效性判断的真实性与可靠性，故：

进一步地，所述质控管理模块、质控模块只对环保部门开放，所述固定浓 度标样、系列浓度标样、纯水均由环保部门提供，水质监测系统的用户及运维 方对标样的标准信息完全不知情。

实施例2

本发明实施例1的水质监测系统的远程质控方法及装置的应用例。在该应 用例中，水质监测系统为水质分析仪，第一传输模块、第二传输模块和第三传 输模块均为网络传输模块，实现水质监测系统的远程控制。信息管理模块为信 息管理平台，质控管理模块为质控管理平台，质控模块为质控装置，所述信息 管理平台、质控管理平台和质控装置均由环保部门监管，水质监测系统的用户 及运维方无法获知任何信息。在该应用里中，至少二种校正样为至少二种标准 溶液，由水质分析仪提供。质控装置提供固定浓度的标样、系列浓度的标样(如 提供低标、中标、高标3种不同浓度的标样)或由质控管理平台控制随机配制 不同浓度的标样，无论何种浓度的标样，所述标样的标准信息均由质控管理平 台管理。质控装置与水质分析仪的连接管路上设置三通阀，所述三通阀的常开 端连接水样，常闭端连接质控样，所述三通阀的通断由质控管理平台控制。

该应用例的水质监测系统的远程质控方法如下：

信息管理平台发布水样监测指令并经网络传输模块传输至水质分析仪，水 质分析仪输出水质监测数据、水质检测信号、校正信息和报警码信息；信息管 理平台根据校正信息获得校正系数a与校正系数b，再根据关系式：监测数据＝a ×检测信号+b，进行数据校验，若水质监测数据＝a×水质检测信号+b，则表明 监测数据可信，若不相等，则表明监测数据不可信；校正系数a和校正系数b 通过以下方式获得：水质分析仪内含二种不同浓度的校正样，水质分析仪对校 正样进行分析，第一种校正样的浓度与检测信号分别为C₁和A₁，第二种校正样 的浓度与检测信号分别为C₂和A₂，根据关系式：C＝a×A+b，计算获得校正系数 a＝(C₂-C₁)/(A₂-A₁)，校正系数b＝(A₂C₁-A₁C₂)/(A₂-A₁)；

质控管理平台发布标样核查指令并经网络传输模块传输至质控装置，质控 装置根据所述标样核查指令配制并输出标样至水质分析仪；一段时间后(如15 分钟、30分钟等，保证标样分析完毕即可)，质控管理平台发布数据采集指令， 水质分析仪将标样监测数据传回质控管理平台；质控管理平台根据标样监测数 据与标样标准信息的差异进行标样核查结果判断，判断方法如下：将“(标样监 测数据-标样标准数据)/标样标准数据”的计算结果与设定的允许误差对比，若 计算结果小于或等于设定的允许误差，则标样核查通过，表明监测数据可信； 若计算结果大于设定的允许误差，则标样核查失败，表明监测数据不可信；

质控管理平台发布留样核查指令并经网络传输模块传输至水质分析仪，分 析仪留样；一段时间后(如15分钟、30分钟等，保证水样分析完毕即可)，质 控管理平台发布数据采集指令，水质分析仪将水样监测数据传回质控管理平台； 通过实验室手工检测获得留样样品核查数据，在质控管理平台的输入窗口手动 输入留样样品核查数据；根据留样样品监测数据与留样样品核查数据的差异判 断留样核查结果，具体判断方式同标样核查结果判断，在此不再赘述。

报警码信息显示水质分析仪无故障、数据校验判断监测数据可信、留样核 查判断监测数据可信、标样核查佐证监测数据可信，则所述质控管理平台判定 水样监测数据有效；若有其中一项不符合，则判定水样监测数据无效。水质监 测数据有效性判断结果的示例如下表1所示：

表1

当报警码信息显示分析仪无故障、校验判断监测数据未修正、留样核查判 断监测数据可信时，若标样核查通过，则间接证明在一下次标样核查前的监测 数据有效；若标样核查失败，则证明在一下次标样核查前的监测数据无效。

在本实施例中，水质分析仪可以设置周期自动启动，也可以根据信息管理 平台的水样监测指令或质控管理平台的标样核查指令启动，当水样监测指令与 标样核查指令的启动时间冲突时，水质分析仪优先对标样进行分析。当标样核 查指令下达时水质分析仪繁忙，则等待分析仪空闲后启动；若水样监测指令下 达时水质分析仪繁忙，则取消当次水样监测。

实施例3

本实施例提供一种水质监测系统的质控装置，与实施例2不同的是，所述 水质监测系统为多参数水质分析仪，可对多种水质参数进行分析。

上述实施方式不应理解为对本发明保护范围的限制。本发明的关键是：通 过报警码信息、校验结果、留样核查结果和标样核查结果相结合的方式判断监 测数据的有效性。在不脱离本发明精神的情况下，对本发明作出的任何形式的 改变均应落入本发明的保护范围之内。