浙江省《农村生活污水处理设施运行监测（监控）技术导则(征求意见稿)》

8 数据采集存储与传输单元

8.1 数据采集

8.1.1 数据格式

1 采集数据的存储格式应为常用的格式，如TXT文件、CSV文件或者数据等格式，如果使用加密文件的专用格式，应公开其格式并提供读取数据的方法和软件。

2 在采集水质监测数据时，应包括该数据的采集时间、该数据对应的样品采集时间和该数据的数据标记信息（如电源故障、设备维护、仪器故障、正常等），并向监控中心发送上述三类数据。

8.1.2 模拟量输入

1 电流输入：4mA~20mA，电气隔离，输入阻抗小于或等于250Ω。

2 电压输入：0V~10V，电气隔离，输入阻抗大于10MΩ。

3 模拟量输入通道数应为8路及以上，A/D转换分辨率应至少为12bit及以上。

8.1.3 数字量输入：应为8路以上，光电隔离，隔离电压大于2000V。

8.1.4 数据传输之间采用开放的通讯协议和标准数据传输方式。

8.2数据存储

8.2.1数据存储容量应满足系统要求，当所有的数据输入端口全部使用时保存不少于12个月（按每分钟记录一组数据计算）的历史数据（包括监测数据、操作日志和报警等信息），存储的数据可以在需要时方便地提取，并可以在通用的计算机中读出。

8.2.2 应采用开放型的数据库，具有足够的数据库容量，良好的可扩充性和快速的检索。系统软件应具有原始数据的保护功能，防止人为修改原始数据。

8.2.3 所有历史数据可转换为TXT或者CSV文件格式保存，并能满足监控中心对数据备份、数据共享和数据传递等指令响应。

8.2.3 应能定期自动备份数据库，备份数据与主数据库分开存放，并需要加密保护。

8.3 数据传输

8.3.1 数据传输应支持两种以上通讯协议模式，模式A应符合HJ/T212-2017，模式B应符合附录B基于MQTT的农村生活污水在线监测通信协议）。

8.3.2 应具有多种远程通讯方式，例如：定时通讯方式、实时通讯方式、直接通讯方式等。

8.3.3 数据传输设备在线率应为90%以上，正常情况下，掉线后应在5分钟之内重新上线。单台传输设备每日掉线次数在5次以内。数据传输稳定，报文传输稳定性在99%以上；远程数据传输应采用具有校验功能的通讯协议，能够及时纠正传输错误的数据包。

8.3.4 能够支持有线通讯（ADSL/ISDN/光纤宽带等）和无线通讯（GSM/CDMA/GPRS、3G、4G、5G等）。

8.3.5 应该支持同时向4个监控中心独立传输数据，禁止数据中转。

9 系统管理单元

9.1 监控中心

9.1.1 应具备安全管理功能，应能够设置系统密码，并根据不同的操作人员分配不同的权限，操作人员需登录账号和密码后，才能进入控制界面，对所有操作均自动记录、保存。

9.1.2 局域网入口应加装硬件防火墙，并在操作系统中配置软件防火墙。

9.1.3 应配置相应的后备电源系统，保证系统断电后仍能维持正常运行，完成异常事件的存储。

9.1.4 应能对有效数据进行统计和分析，自动生成各种报表（日报、周报、月报、年报、超标报表等）和分析图表。

9.1.5 应能将基站控制平台上报的仪器故障报警信息汇总，形成仪器故障信息报表。

9.1.6 提供远程控制和维护手段，以便操作人员对系统进行远程控制和维护。

9.1.7 应能修改基站控制平台的参数设定，包括监测数据间隔、自动分析仪分析周期、采用模式及监测参数报警值上下限等。

9.1.8 应能发送指令使基站控制平台实时上传监测数据、故障信息等。

9.1.9 应能存储基站控制平台传输上来的监测数据标识，进行数据有效性判断。

9.1.10 应能存储基站控制平台实时上传监测数据、故障信息等，能存储管理至少5年的数据。

9.2 基站控制平台

9.2.1应具备安全管理功能，应能够设置系统密码，并根据不同的操作人员分配不同的权限，操作人员登录账号和密码后，才能进入控制界面，对所有的操作均自动记录、保存。

9.2.2 应能够定时或实时上传数据至监控中心。

9.2.3 能实时监视自动分析仪工作状况，当其出现故障时，重启该仪器，重启失败时应立即报告故障信息。

9.2.4 应具有运行状态记录功能，分类将系统和自动分析仪的运行情况进行记录。

9.2.5 应具有超标报警功能。

9.2.6 应能存储该数据标识信息（如电源故障、校准、设备维护、仪器故障、正常等），并向监控中心发送上述类型的数据。

10 系统辅助单元

10.1 监测基站内应设有专用配电箱和稳压电源，应能提供足够的电力负荷，设计应符合相关标准要求。

10.2 应采取防雷措施以避免造成系统仪器或线路损坏。防雷设计应考虑基站建筑物防雷和基站内部设备系统防雷。基站建筑物防雷和基站内部设备系统防雷应符合相关标准要求。

11 系统运行环境

11.1一般要求

11.1.1系统运行环境应保持良好的通风，防止腐蚀性气体积聚。温度、湿度、大气压应符合相关标准要求。

11.1.2 系统应具有防盗设施、防雷设施，防雷等级不应低于3级。

11.1.3 系统不应位于通讯盲区。

11.1.4 监测系统中，浮标应设置警示设施及标志。

11.1.5 应具有稳定可靠的供电设施，并应具有限流限压保护等防护措施。

11.1.6 应根据仪器仪表的安装要求，采取抗腐、防冻、抗氧化、抗紫外线等措施。

11.2 监测站房

11.2.1 新建监测站房面积应符合在线监测系统安装、维护、检修及正常运行的要求，站房面积不小于2㎡。

11.2.2 监测站房的设置应避免对企业安全生产和环境造成影响。

12 运行维护与管理

12.1 运行维护

12.1.1应明确水质在线监测系统维护的责任单位、责任人、职责及资源保障。

12.1.2运行维护应由经过培训的技术人员实施。

12.1.3水质在线监测系统应根据水质自动分析仪的要求定期核查，核查内容应包括数据检查和现场巡查。

12.1.4数据检查频率不宜小于每天1次；现场检查频率不宜小于每月1次。

12.1.5现场巡查应做好记录，发现故障应及时报告，现场巡查应包括但不限于以下内容：

1 水质在线监测仪及附属设备运行状态是否正常；

2 水质在线监测仪的运行环境是否符合要求；

3 线路、管路是否有破损、泄漏等现象；

4 有监测站房的，站房内电路系统、通信系统是否正常；

5 数据传输是否正常。

12.1.6 水质自动分析仪的维护应符合相关规定和要求。

12.1.7 水质自动分析仪及配套设施应进行预防性维护，维护内容应符合以下规定：

1应保持自动分析仪稳固，环境温湿度符合要求；

2 应保持仪器管理畅通，进出水流量正常；

3 应按照自动分析仪说明书要求进行维护、更换易耗品和试剂；

4 有监测站房的，应保持监测站房内清洁，并保证辅助设备正常运行；

5 废弃物收集处置应符合相关规定和要求。

12.2质量控制和质量保证

12.2.1 在线监测系统应设定质量控制管理人员，须经过专业培训方可上岗。

12.2.2 应按本导则进行在线监测系统的安装、验收、运行与维护。

12.2.3 水质自动分析仪的定期质量控制应包括但不限于以下方式：

1 采用有证标准物质进行校验；有证标准物质无法获得时，可采用自行配置的标准样品进行校验；

2 实际水样比对试验按标准方法进行检测时，应采用检定合格或校准后的设备；

3 当校验结果超过限值时，应分析原因，并对上次校验合格到本次校验不合格期间的数据进行确认；

4 质量控制频次参照相关国家标准执行。

12.2.4技术档案要求

技术档案的内容应包括：

1 仪器的生产厂家、系统的安装单位和竣工验收记录；

2检测仪器校准、零点和量程漂移、重复性实验、实际水样比对和质控样试验的例行记录；

3监测（监控）仪器的运行调试报告、例行检查、维护保养记录；

4监测（监控）仪器的检定或校验记录；

5仪器设备的检修、易耗品的定期更换记录；

6各种仪器的操作、使用、维护规范。

12.2.5 日常校验

1 每季应进行现场校验。

2 每季对每个监测站所有自动分析仪至少进行1次实际水样比对检验。

12.2.6 数据的有效性判别

1 当流量为零时，所得的水质监测值为无效数据，应予以剔除。

2 水质监测值为负值无任何意义，应视为无效数据，予以剔除。

3在自动分析仪校零、校标和质控样试验期间的数据不参加统计，但对该时段数据应作标记以作为监测仪器检查和校准的依据，并予以保留。

4 自动分析仪、数据采集传输仪及监控中心接收到的数据误差大于1%时，监控中心接收到的数据为无效数据。

5 监测值如出现急剧升高、急剧下降或连续不变时，该数据进行统计时不能随意剔除，需要通过现场检查、质控等手段来识别，再做处理。

6 具备自动校准功能的自动分析仪在校零和校标期间，发现仪器零点漂移或量程漂移超出规定范围，应把上次零点漂移和量程漂移合格到本次零点漂移和量程漂移不合格期间的监测数据视为无效数据，按缺失数据处理。

7 把上次比对试验或校验合格到此次比对试验或校验不合格期间的在线监测数据作为无效数据，按缺失数据处理。

12.2.7 缺失数据的处理

1 缺失水质自动分析仪监测值

缺失化学需氧量、氨氮、总磷监测值以缺失时间段上推至缺失时间段相同长度的前一段时间监测值的算术均值替代，缺失pH值以缺失时间段上推至与缺失时间段相同长度的前一时间段pH值中位值替代。如前一段时间段有数据缺失，再一次往前类推。

2 缺失流量值

缺失瞬时流量值以缺失时间段上推至缺失时间段相同长度的前一时间段瞬时流量值算数均值替代，累计流量值以推算出的算术均值乘以缺失时间段的排水时间获得。如前一段时间数据缺失，在依次往前类推。

1 附录A（农村生活污水在线监测系统构成图）

附录B（基于MQTT的农村生活污水在线监测通信协议）

1 MQTT通讯协议

1.1 协议版本

目前发布的稳定版本：3.1.1

1.2 QOS等级

MQTT协议的QOS等级选择0或者1。

备注：QOS2一般用于军事、安全领域，通信质量好但是网络开销巨大。

QOS等级0

“至多一次”，消息发布完全依赖底层 TCP/IP 网络。会发生消息丢失或重复。

QOS等级1

“至少一次”，确保消息到达，但消息重复可能会发生。

1.3 消息发布/订阅模式

1.现场机和上位机约定好消息主题（Topic）用于分别订阅和发布。

2.根据QOS等级保证消息的到达。

1.4 约定主题（Topic）(可扩展)

附表B1 约定主题

实际使用中可将终端和主题利用MQTT通配符进行统一配置。

1.4.1 现场机信息上传主题(UP)

通常可在现场机数采开机时，将现场机的数采仪、监测设备（传感器）等信息上传至上位机，上位机可根据上传信息和事前注册信息对下位机设备情况进行检查。

消息内容采用JSON格式存储，具体参照附表B2和附表B3。

附表B2 现场机信息上传主题

1.4.2 指令交互主题（CTRL）

消息内容采用JSON格式存储，具体参照附表B4。

1.4.3 监测数据主题（DATA）

消息内容采用JSON格式存储，具体参照附表B5。