某縣大氣網格化管理精準決策信息系統
一、項目背景
自十八da以后，對黨政干部提出“黨政同責、一崗雙責”新要求，繼而河北省安全生產責任辦出臺“黨政同責、一崗雙責”暫行規定，各級黨委、政府都有責任履行安全生產工作職責，要把生產安全隱患扼殺在萌芽里；2014年，省環境治理工作小組辦公室印發了《關于強化政府主體責任建立網格化環境監管體系的實施意見》“屬地管理、分級負責、無縫對接、全面覆蓋、責任到人”的相關規定，全面實施省、市、縣、鄉、村五級管理，和建立縣、鄉、村三級網格的環境監管體系；2016年，在出臺的“河北省大氣污染防治條例”中也明確規定：未達到國家大氣環境質量標準的，要采取嚴格的大氣污染控制措施，按期達到規定的大氣環境質量標準。由此可見，建立健全的環境監管體系是我黨和政府*的責任之一。
據環保部介紹,根據《京津冀及周邊地區2017年大氣污染防治工作方案》,北京市,天津市,河北省石家莊、唐山、廊坊、保定、滄州、衡水、邢臺、邯鄲,山西省太原、陽泉、長治、晉城,山東省濟南、淄博、濟寧、德州、聊城、濱州、菏澤市,河南省鄭州、開封、安陽、鶴壁、新鄉、焦作、濮陽(以下簡稱“2+26”城市)被確定為京津冀大氣污染傳輸通道城市。而某縣隸邯鄲市地處河北省東南部，冀魯豫三省交界處。其環境治理的重要程度不亞于任何28個城市之一。
2017年作為“大氣十條”*階段實施的zui后一年，確保圓滿完成“大氣十條”目標任務迫在眉睫。同時也是檢驗“大氣十條”成效的收官之年。
某縣以種植經濟作物為*產業，近年來，工業化工類的第二產業也在快速增長，在經濟發展的同時，環境代價也在呈不斷上升趨勢，通過某縣的*產業和第二產業，我們得知某縣的污染物來自于秸稈焚燒、化工廢氣、建筑工地揚塵，生活區油煙等。為了響應國家“大氣十條”的號召，某縣也要承擔起凈化藍天的責任，建立大氣網格精準決策信息系統，實現大氣網格化管理更是義不容辭。
二、項目依據
《辦公廳關于加強環境監管的通知》(國辦發〔2014〕56號)
《關于印發大氣污染防治行動計劃的通知》（國發〔2013〕37號）
《關于實施《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）的通知》（環發[2012]11號）
《環境空氣質量預報預警方法技術指南（*版）》
《關于加強環境空氣質量監測能力建設的意見》（環發[2012]33號）
《環境空氣質量預報信息交換技術指南》（環辦函[2014]1471-1）
《環境空氣質量可視化預報會商技術指南》（環辦函[2014]1471-2）
《環境空氣質量數值預報模式源清單技術指南》（環辦函[2014]1471-3）
《全國環境空氣質量預報預警實施方案》（環辦函[2015]330號）
《辦公廳轉發環境保護部等部門關于推進大氣污染聯防聯控工作改善區域空氣質量指導意見的通知》（國辦發〔2010〕33號）
《中華人民共和國環境保護法》
《中華人民共和國大氣污染防治法》
《國家環境保護“十二五”計劃》
《國家環境監測能力建設“十二五”規劃》
《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）
《環境空氣質量指數（AQI）技術規定（試行）》（HJ633-2012）
三、項目概述
3.1系統概述
整套系統由感知層、平臺層和應用層三部分組成。
其中，感知層由大密度布設微型空氣監測站、TVOC監測儀、揚塵監測儀監測站等前端監測設備組成，并通往無線網絡把各個監測設備的監測數據傳送到中心平臺。
平臺層接收到來自感知層的實時數據進行分析，利用大數據分析進行數據處理和歸集整理。
在應用層，可以GIS方式直觀、形象的實時顯示各監測點位和整個區域的空氣質量狀況，以及污染物濃度水平，并提供異常報警、區域空氣質量變化趨勢等多種服務。
全縣按行政區劃共劃分20個網格區域，在各個網格內建立自動化監測設施，對沒有部署空氣質量監控站點的網格，安裝部署空氣質量自動連續監測設備或儀器，保證每個網格內至少具備1到2個空氣質量監控站點。
根據功能規劃和產業布局，對污染較為嚴重區域重點監控，通過加強對重污染區域的監測，全面獲取空氣質量污染物濃度、污染源等信息，為改善產業布局、提高空氣質量的實施措施提供數據支撐。
不同類型重點污染源（包括工業企業、建筑揚塵、沙石場、堆煤場、秸稈焚燒等無組織煙塵污染源排放）要求安裝對應的監測設備，例如CEMS、揚塵、VOC在線監測裝置。
所有的監測設備或儀器全部劃歸統一管理，充分利用在線監測系統平臺，實現“統一平臺，統一標準，統一監管”。明確工作任務和獎懲措施，每日、月、旬發布各級網格空氣質量指數AQI和排名，對排名落后的各級網格負責人進行約談和問責，敦促其落實好屬地管理責任。
通過在全縣區域內構建網格化監測，建立動態高分辨率大氣污染源排放清單，清單空間精細到縣、鄉，時間精細到季、月，根據污染源變化情況實時更新，并向社會公布；科學確定各市、縣的年、季、月污染物排放控制指標，各地在總量控制的前提下，將排放權作為生產、建設、經營的前置條件，進行量化分解；對不同地區、不同時段、不同氣象條件下采取的減排調控政策、措施的實施效果進行定量分析評估，并指導行業、企業根據評估結果和既定的減排目標，以zui小的減排代價達到*的治污效果，提高減排調控措施的可持久性。
3.2建設目標
首先，利用目前應用廣泛、效果*的環保網格化監控方法，對全區實行網格化監測，在不同區域、不同類型的污染源區域部署相對應的空氣質量監測設備或儀器，既能了解全區污染情況，又能對局部污染進行監控，實現全區范圍內宏觀到微觀的全面監控，然后，利用的大數據和云平臺技術，結合專業的空氣質量模型，將采集的數據按照空氣質量變化的規律和趨勢進行科學預測，對造成空氣污染的主要污染源進行準確溯源，為從源頭上治污提供科學依據，zui后，在此基礎上，科學、合理的制定不同區域、不同類型企業量化減排指標，并結合氣象條件的變化，對減排方案進行動態調整，在治污的同時兼顧經濟的發展，實現環境保護和經濟發展并駕齊驅，提高方案的可行性。
zui終通過本方案可以實現大氣污染防治的“精確監測、精準預測、精密溯源、精妙控制”，破解減排企業一刀切的困局，為本地經濟可持續發展尋求出路，提供量化決策支持，從容應對重大事件環境保障，幫助地方政府改善環境空氣質量，提升環境質量排名。
在城市空氣污染治理中可以注意到三大突出的矛盾：一是大氣污染監控的緊迫性與技術手段和管理模式的滯后性矛盾突出；二是揚塵污染源點多、面廣、線長與管理單位人手緊張的矛盾突出；三是揚塵污染源監控的環節多、難點多與多部門聯合協同成本高、整治效果反復的矛盾突出。
針對以上源于現實中的問題，我們借鑒于的城市管理模式——網格化管理，從而將城市大氣污染監測乃至整個環保工程進行網格化管理，也可以稱之為“互聯網＋環保”的形式。
網格化精準監測系統由不同大氣因子微型站、小型空氣監測自動站和監控軟件平臺等設備構成，可對城市道路交通、重點區域、重點企業等領域各類污染排放因子進行實時監控管理，精確定位污染源排放點位及污染物排放因子。
網格化管理圍繞燃煤污染、揚塵及面源污染、工業污染、機動車污染等重點排放源，按照“分級負責、無縫對接、全面覆蓋、責任到人”的原則，對全市空氣質量形成網格化監測，具體內容如下：
四、設備布設及設備參數
4.1行政區劃網格監測
根據某縣7個鎮，13個鄉共布設20個微型空氣站，監測PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3及氣象五參數，用以對街鎮空氣質量的排名、考評，同時每日、旬、月發布各個區域空氣質量排名（并以短信方式發送給相關負責人），對空氣質量排名落后的網格環保負責人進行約談或問責，敦促其落實好屬地監管責任。
點位布設情況：
| 區域類別 | 產品名稱 | 安裝點位 | 數量 | 備注 |
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某縣鄉鎮點位 |
微型空氣站 | a鎮、b鎮、c鎮、d鎮、e鎮、f鎮、h鎮、
| 7 | 監測PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3及氣象五參數 |
| i鄉、g鄉、k鄉、l鄉、m鄉、n鄉、o鄉、p鄉、q鄉、r鄉、s鄉、t鄉、u鄉 | 13 |
4.2揚塵在線監測系統布設
在某縣建筑工地布設揚塵自動在線監測設備，每個工地布設1套光散射法揚塵監測設備，共20套光散射法揚塵監測設備，對PM10、噪音等建筑污染源的排放進行*監測。
4.3鄉鎮敏感區域監測
某縣敏感區域污染源（包括沙廠 煤廠 名鼎化工廠等）根據排放量排名選取*五家布設5套VOC（PID）在線監測設備，對敏感區域進行全面監測。
五、數據中心
5.1主服務器及備份服務器
主服務器及備份服務器均采用目前*的服務器產品供應商，配置能滿足未來十年內軟件不斷升級的要求，利用目前的數據架構，來滿足客戶需要，主要體現在：1可擴展性：成長的提供可擴展的網絡架構和數據中心處理能力。 2快速：能夠支持任何通信應用程序或服務，提供高帶寬，降低處理延遲。3可靠性：滿足數據中心集中化后的高可靠性要求。4安全：對數據中心的各類應用和網絡平臺本身提供安全保障。5簡單：降低管理維護復雜性，降低成本。
5.2機房建設
機房裝飾：抗靜電地板鋪設、微孔天花和機房墻板裝修、天棚及地面防塵處理、防火門窗等；
供配電系統：供電系統、配電系統、照明、應急照明、UPS電源；
空調新風系統：機房精密空調、新風換氣系統；
消防報警系統：消防報警、手提式滅火器；
防雷接地系統：電源防雷擊抗浪涌保護、等電位連接、靜電泄放、接地系統；
安防系統：門禁、視頻。
機房動力環境監控系統：機房環境監控系統；
總體要求：布局合理、色彩明快、視野寬闊、具備防火、防潮、防塵、隔熱、抗靜電、抗腐蝕、易清潔、美觀耐用等性能特點，并且
材質輕盈、結構堅固、不易變形、拆裝方便，便于地板下、吊頂內管線的連接、維修、機房裝飾。
5.3多功能會議室
多功能會議室以其功能的多樣性(如: 會議廳，視頻會議廳，報告廳， 學術討論廳，培訓廳等)，特別適合我國國情需要，并在這幾年的時間得到迅速普及應用。在初期的建設投入上可能要高于單一功能的投資建設，并且從技術的角度上來看，對系統在設計和施工上都有一定的技術復雜度，尤其對用戶方的使用也有一定的技術要求。
整個系統要高效率的完成會議討論、培訓或教學任務，就要結合各個系統，充分發揮各個系統的功能，實現現代化的會議、教學、培訓、學術討論。
5.4 多媒體顯示系統:
多媒體顯示系統由高亮度、高分辨率的液晶投影機和電動屏幕構成;完成對各種圖文信息的大屏幕顯示
5.5 A/V系統:
A/V系統由1臺計算機、1臺攝xiang機、DVD、MD機、實物展臺、調音臺、話筒、功放、音箱、數字硬碟錄像機、1臺投影機、1臺液晶電視等A/V設備構成。能完成對各種圖文信息的播放功能;實現多功能廳的現場擴音、播音，配合大屏幕投影系統，提供優良的視聽效果。并且通過數字硬碟錄像機，能夠將整個過程記錄在硬盤錄像機中。
5.6 房間環境控制系統:
房間環境系統由房間的燈光(包括白熾燈、日光燈)、窗簾等設備構成，可根據客戶環境亮度要求自定義模式。
5.7智能型多媒體控制系統:
能夠控制DVD、錄像機、MD 進行播放、停止、暫停等功能;
能夠控制投影機，進行開/關機、輸入切換等功能，
能夠控制音量，進行音量大小的調節功能;
能夠控制攝xiang頭的放大縮小;
能夠控制A/V矩陣切換器、VGA矩陣切換器，實現音視頻、VGA信號切換控制功能;
能夠控制房間的燈光和窗簾，適應當前的需要.
5.8 LED戶外顯示系統
LED顯示屏自出現一來一直是以節能、環保而被重視，LED本就是節能的代名詞。 LED電子屏媒體分為圖文顯示媒體和視頻顯示媒體，均由LED矩陣塊組成。LED電子屏媒體顯示畫面色彩鮮艷，立體感強，靜如油畫，動如電影，廣泛應用于金融、稅務、工商、郵電、體育、廣告、廠礦企業、交通運輸、教育系統、車站 、機場、商場、醫院、賓館、銀行、證券市場、工業企業管理和其它公共場所。
為了使公眾更好的了解實時環境信息，實時規劃好戶外出行及活動，在人員較密集的地區及重要的交通道路設立LED戶外顯示屏五塊，再為公眾提供方便的同時讓公眾更加關注環保，全員參與，共同提升環境質量。
六、設備技術參數
6.1微型空氣站設備參數
NO2、CO、SO2、O3監測設備參數
|
參數 氣體傳感器名稱 | 一氧化碳 | 二氧化氮 | 二氧化硫 | 臭氧 |
| 檢測氣體 | CO | NO2 | SO2 | O3 |
| 產品型號 | 7NE/CO-200 | 7NE/NO2-1 | 7NE/SO2-1 | 7NE/O3-1 |
| 檢測量程 | 0-200ppm | 0-1ppm | 0-1ppm | 0-1ppm |
| 電源輸入 | 5.0VDC | 5.0VDC | 5.0VDC | 5.0VDC |
| 信號輸出 | 0-5TTL | 0-5TTL | 0-5TTL | 0-5TTL |
| 采樣精度 | ±2%FS | |||
| 重復性 | ±1%FS | |||
| 工作溫度 | -20~70℃ | |||
| 存貯溫度 | -40~70℃ | |||
| 工作電流 | ≤50mA | |||
| 響應時間 | ＜30s | |||
| 工作溫度 | 10~95%RH(非凝結） | |||
PM2.5、PM10監測設備參數
| 測定原理 | 光散射原理（光學粒徑切割，無需物理粒徑切割器） |
| 監測粒徑 | PM2.5, PM10 |
| 采樣流量 | 1L/min |
| 濃度范圍 | 0-40 mg/m3 |
| 監測精度 | 1 ug/m3 |
| 重現性 | ≤±2% |
| 準確性 | ≤±10% |
| 采樣周期 | 1分鐘（1-999秒可設,） |
| 工作溫度 | -5-50℃ |
| 存儲溫度 | -20-50℃ |
| 氣體采樣流量 | 0-5L/min（電子調節） |
| 粉塵采樣流量 | 0-20L/min |
| 采樣方式 | 泵吸式 |
6.2激光散射法揚塵監測設備參數
| 名稱 | 規格/明細 | |
| 設備 | 多功能箱 | 防雨、防塵、防雷、散熱保溫； 供電、信號處理、GPRS傳輸； 高碳鋼底材噴涂（防銹），戶外安裝； 顆粒物防風防雨采樣頭； 可定制絲??； |
| 顆粒物 監測儀 | 檢測原理：光散射原理； 粒徑通道：PM2.5、PM10、TSP； 檢測范圍：0～40mg/m3； 分辨率：0.1ug/m3； | |
| 大氣溫濕度監測儀 | 量程：-45～125℃；分辨率：0.1℃；準確度：±0.3℃； | |
| 量程：0～100RH；分辨率：0.1%RH；準確度：±2%RH； | ||
| 系統平臺 | 基礎軟件系統 | 數據監測基本功能（實時監測、查詢等，非平臺）支持本地數據存儲1年以上；可用SD卡熱插拔；可直接拷貝監測的數據；可通過本地設置設備編號，中心服務器的地址和端口號；可支持網絡同步校時； 具備系統守護功能，當系統發生錯誤或數據異常時可自動修復或者重啟。 |
| （激光散射法）工作溫度 | 0-60℃ |
| 工作電源 | AC220V±10%，50Hz±1Hz |
| 信號輸出 | RS232/RS485接口可選 4-20mA，0-5V可選 |
| 具有2個數字接口 | 分別用于本地數采儀，VPN實時傳輸、智能維護和質控系統接口 |
6.3 VOC監測設備參數
| 基 本 參 數 | 工作原理 | PID 光離子化 |
| 傳感器 | 智能數字傳感器 | |
| 采樣方式 | 泵吸式，采樣泵內置 | |
| 工作電源 | 10～28VDC, 24V 時zui大工作電流 210mA | |
| 功率 | ＜5W | |
| 量程 | 0-300ppm | |
| 分辨率 | 1ppb | |
| 檢測精度 | ±3%F.S. | |
| 響應時間 | ＜15s | |
| 輸出信號 | 4～20mA 、三級可編程報警繼電器 30VDC、2A RS485 通訊（支持 MODBUS） | |
| 防護等級 | IP65 | |
| 電器接口 | 3/4″ NPT M | |
| 安裝方式 | 2″立管/壁掛安裝 | |
| 用戶操作 | 三鍵式磁棒外部調節、設置 | |
| 標定 | 兩點標定 | |
| 環 境 參 數 | 環境溫度 | -20℃～+55℃(變送器) |
| -40℃～+55℃(傳感器) | ||
| 環境濕度 | 0～95% RH (無冷凝) | |
| 環境壓力 | 86～106KPa | |
| 顯示 | 顯示方式 | 128×64 點陣液晶LCD，支持圖文顯示 |
| 顯示語言 | 多國語言可選，含中文菜單 | |
| 顯示單位 | ppm與mg/m3可轉換 | |
| 外形 | 外形尺寸 | 257×201×107mm (HWD) |
| 外殼材質 | 不銹鋼 | |
| 外殼顏色 | 金屬原色 | |
| 重量 | 3.5 kg | |
| 證書 | 防爆認證 | 具有ATEX 、UL/CSA 、IECEx認證，防爆等級Ex d[ia] IIC T4 |
| 工作電源范圍 | 10～28VDC |
| 信號輸出 | RS232/RS485接口可選 4-20mA，0-5V可選 |
| 顯示 | 128×64 點陣液晶 |
| 采樣方式 | 泵吸式 |
七、軟件系統
結合經濟、交通、人口、工業等行業發展情況，智能化、科學合理地規劃新建空氣質量監測站，建設智慧環保網格化監測與決策支持系統，可以實現精確測量，精準預測，精密溯源、精妙控制。軟件系統平臺的主要功能包括：
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污染實時顯示與實時排名：通過GIS平臺可以直觀，形象的觀察所有監測點位的實時數據，全面掌握全區的空氣質量情況，做到心中有數。以圖形等統計方式顯示條件范圍內站點的監測數據排名情況，并從大到小依次排列。
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污染預警：遇到設備異常或當前監測超標，自動向相關發送報警信息，精確給出具體的超標數值、超標時間、超標排放量、超標排放介質量，為強化監理工作提供翔實可靠的依據。
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監測點位詳細數據查詢：依據數據有效性規定、AQI評價技術規范、數據倒掛修約規定等進行數據審核、審核處理，做出各子站的空氣質量數據，包括PM2.5，PM10，SO2，NO2，CO，O3，溫度，氣壓等指標，以推動環境空氣質量工作的進展。
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點位周邊實時污染排名：主要顯示點位周邊相關聯點位的實時排名情況，并根據指標不同設置各個檢測指標的標準線
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AQI日，周，月數據統計排名：以日，周，月為統計周期以列表方式對各個站點的平均檢測值進行統計，并根據污染情況不同以顏色進行渲染，更直觀顯示當前AQI排名情況，查詢條件更加靈活，并可以設置自動排序功能。
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監測點位日，周，月同期分析：可以實時對比某一個時間點某個監測點的監測值與其他監測點相同時間點的同比及環比數據分析，也可以顯示同一監測點位1到24小時的均值情況。
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離線數據統計：統計一段時間內監測點位的離線情況，包括離線次數，離線時長及zui長離線時間等。
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數據修約：此功能可對程序中未揀出的有誤數據進行人工修正，點擊數據修約選項即可進行修正，當值被設定為無效時，數據被揀出，不參與統計運算。（因系統計算規則因素，只可提供分鐘值與小時值的修約功能，目前只開放分鐘值修約）
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統計對比：根據大數據統計站點的數據趨勢，然后根據各個站點的同期數據進行對比分析，得出污染物形成擴散的相關情況，查詢條件包括污染物類型（PM10，PM2.5，SO2，NO2，CO，O3，VOC），數據類型（小時，天，周，月，年），可以以圖表方式體現。
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站點參數管理：用于維護站點所監測的指標，并對檢測指標設定報警上下限信息等。如果達到設置報警參數時，可以通過短信、郵件推送進行預警通知。
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污染物動態云圖：由于區域間空氣質量狀況的差別，系統基于各個區域內監測數值實時以污染物濃度云圖形式渲染這種差別，云圖取每小時點位數值，顏色采用空氣質量指數AQI表示顏色，實現由“點”到“面”全面展示大范圍內空氣質量狀況。
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數據分析報告：根據本地區的污染狀況，可根據使用者要求，利用大數據，對某一段時間進行污染源初步的溯源分析，判定污染源的可能來源，為決策者提供依據。
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決策支持：采用大數據技術，科學確定不同類型污染源的年、季、月污染物對污染程度的貢獻率；對不同地區、不同時段、不同氣象條件下采取的減排調控政策、措施的實施效果進行定量分析評估，并指導行業、企業根據評估結果和既定的減排目標，以zui小的減排代價達到*的治污效果，提高減排調控措施的可持久性。
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數據共享：本套網格化平臺可以對某縣所有監測數據進行歸集整理，后期可以上報給市，方便市掌握我們區環境防治的*手資料，同時對我區的環境防治工作提出指導。以提升我區空氣質量的現狀。同時，我們系統可以預留市級平臺的接口，為市里的平臺建設提供基礎，同時也可拓展其它區縣。在我區內部，我們預備提供數據共享接口，把相關數據共享給其它部門，如工商、*、衛生等，以達到共同參與，改善環境治理的效果。
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軟件平臺在線演示
本項目已有成熟系統，可支持現場演示。包括在線數據傳輸、數據管理等。
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支持多種傳輸協議
在支持HJ212-2005傳輸協議的基礎上，無需后期開發可直接對接不同種類的監測設備。
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單點登錄統一入口
各個檢測系統集成在同一個平臺，根據不同權限展示不同點位的不同監測內容，可以幫助管理人員分級管理，對數據的保護起到一定作用
八、運維及售后
8.1運維服務
1.必須保證一年的運維服務，運維日期自設備安裝調試完成之日算起，并提交完整的系統運維方案，說明系統運維的目標與運維工作流程，運維服務內容，運維保障等內容
2 .運維部門與人員設置。在項目安裝調試完成之后成立專門的運維服務部門，配置運維專員及車輛，當子站出現故障，能達到一小時之內響應，4小時內趕到現場對故障進行處理，恢復正常運行，若儀器無法正常運行，運營服務部門能在24小時內提供并更換相應的備機，保障各站點正常運行，對于重大事故，且嚴重影響到系統運行或無法運行，雙方協商組織有關和運維技術人員到達現場實地考察，互相研究協商后確定解決方案。
3.數據解析方案。運維期間運維部門會根據某縣內的大氣污染現狀，定期提供預警提示和數據分析，對轄區內大氣污染環境進行綜合診斷和數據解析，協助完成區域污染減排和環境質量提升，同時也為決策層提供合理的建議，并對治理效果進行評估。
8.2售后服務
8.2.1技術培訓服務
自設備安裝調試完成會為相關人員提供免費的技術培訓，包括產品的相關知識，數據分析，運行維護等。
8.2.2產品服務
本項目所采購的設備硬件原廠免費質保期不低于2年，質保日期從驗收合格之日起計算，質保期內所有設備免費維護，升級。更換及軟件升級，并提供每個點位每年不少于6次的巡檢，質保期后軟件系統提供*升級。
8.2.3應急響應服務
自設備安裝調試完成后即提供24*7小時無中斷服務，當設備發生故障時，響應時間確保在三十分鐘以內，并在三小時內提供服務，力爭24小時內解決問題，如24小時內無法解決問題，免費提供備用機。
