[发明专利]一种支持动态编译的水质分析计算服务系统

说明书

技术领域

本发明属于信息化技术在水环境和水质监测领域的应用，涉及一种水质分析计算服务系统构建技术，特别是指通过结合Web技术和动态编译技术构建网络服务系统，提供针对水质原始数据的二次加工分析服务，包括数据预处理、水质评价、水质预测、水质预警等。该系统能为水环境监测、水质安全保障工作提供有效的支撑和服务。

背景技术

近年来，突发性水质污染事故频频发生，不断地恶化着我国的水环境，威胁人民群众用水安全，给社会经济带来了巨大的损失，使得水资源紧张的矛盾愈加突出。面对复杂多变的水环境现状，根据实际情况对水质进行分析、评价和预警，灵活应对各种突发性污染事故，有效处理水质污染事故，保障人民用水安全，最大限度减少各方面的损失具有重要的现实意义。

因此，有必要进一步加强我国水质监测系统和水环境监测系统的建设，以提高对水污染事故的预防和应急处理能力。建立水质预警系统是目前国际上公认和通用的避免、降低突发性污染事件的影响，保障源水水质和供水安全的可行方法。水质预警系统是在水质监测的基础上，对水源水和饮用水水质进行评价、预测和分析，判断是否有警情，报告相应的警度，以便通过各种措施来排除警患，减少污染造成的损失。

自上世纪 90 年代以来，以水质在线自动分析仪器为核心，运用现代传感器技术、自动控制技术、计算机技术及通讯网络所组成的综合性水质监测预警系统得到了广泛的应用，目前在水质自动监测、水质评价、水质预测方面均取得了较大的发展：（1）在监测技术方面，水质监测指标已经从单纯的物理和化学单项指标发展到利用微生物甚至生物等多项指标；（2）在水质评价方面，已可利用各种水质安全评价指标体系来对整体水质状况进行评价；（3）在水质预测方面，有通过建立河流水质预测预报模型、湖泊营养物质参数预报模型、供水系统预测模型等实现水质预报和仿真模拟的报道；（4）在实际应用方面，美国、德国、日本等发达国家和我国部分流域都开发了用于突发事故预警的综合性水质监测预警信息化系统，有效保障了城市和流域的水环境安全。

然而，现有大多数水质监测系统或水环境监测系统采用固定的阈值报警模式，即当水质原始数据超过国家规定水质标准或自定义标准时，系统进行报警。并且，报警阈值或报警算法一般内嵌于水质分析设备（系统）内部。采用这一种单一的报警模式和固定的内嵌算法，已无法适应目前日益复杂的水环境污染现状。

总的来说，由于水环境的复杂性、污染物的多样性和突发事件的随机性，现有大多水质监测系统/水环境监测系统根据警限（报警阈值）进行报警的现状，难以满足进行水环境/水质智能检测和自动检测的需要。鉴于我国目前水环境的严峻状况，建立先进的、自动化的、开放式的、基于网络技术和信息处理技术的水质分析服务系统，以取代传统的、单一的水质指标超标报警，已成为我国目前水环境安全领域急需进行深入研究和解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有水环境监测系统和水质监测系统的不足，提供一种支持动态编译的水质分析计算服务系统，利用该系统可为各类水质监测设备和水质监测系统提供自定义水质分析算法编译服务和水质分析计算远程网络服务，以提高现有水质监测设备和水质监测系统的自动化水平和智能化水平。

如图1所示，本发明所采取的技术方案是：系统采用B/S(浏览器/服务器)三层网络结构构建，包括数据服务层、应用服务层和用户层。其中：

（1）数据服务层负责多源水质数据、水质分析算法、中间数据和结果数据的存储和共享，包括：

a.水质数据库：主要用于存储、共享水质历史数据和实时监测数据，并包括水质监测站信息、水文信息、气象信息等相关数据，为水质分析工作服务。

b.计算任务库：用于存储水质分析计算任务，包括任务名称、任务类型、任务状态、任务执行周期、任务创建时间、下次运行时间、上次运行时间、对应算法ID、对应监测点（数据源）等内容；水质分析计算任务是指针对某种特定分析目的，利用水质数据，根据水质分析算法或水质分析模型，对水质进行评价、预测、预警并获得知识性结果的过程。

c.水质分析算法库：以代码文本和动态链接库两种形式存储水质分析算法，其中代码文本为用户自定义的、待编译的水质分析算法代码，为文本格式；动态链接库为已编译完成的水质分析算法文件，可由其它部分调用执行；动态链接库中，其中一部分为系统内嵌的水质指标报警、水质评价、水质预测和水质预警算法，另一部分为根据用户自定义算法生成的水质分析算法。