张昊天++张轶+王瑞

摘 要：文章通过计算背景值来设定警告线，使水质在线监测系统具有预警功能，提前预警水质事件的发生。

关键词：水质监测；在线监测仪表；背景值；警告线

水质在线监测中当在线仪表发生报警的时候，往往管网水质已经出现问题，这样即便相关应急人员及时做出处理，也显得相对滞后。文章通过计算背景值来设定警告线，使水质在线监测系统具有预警功能，提前预警水质事件的发生。

1 异常值的剔除

在管网在线监测系统对管网水质监测过程中，由于水质事件、仪表故障或监测系统传输中断原因导致监测数据异常，这些非正常情况下的监测数据不能作为背景值的计算依据，应首先剔除。

由表1可以清楚的看到，经过三次筛选后，浊度和余氯标准偏差没有太大变化，异常值已经基本剔除。当样品容量n<100，异常值的判断可以采用狄克松法、格鲁布斯法和t检验法。狄克松法、格鲁布斯法和t检验法的严格程度不同：狄克松法是极差型检验，不严格，保留一些异常指标可能性较大；t检验法中的标准差和平均值是在去除可疑值后计算出来的，检验灵敏度提高了，但有可能把有些正常值判为异常指标，检验偏严格；格鲁布斯法的标准差和平均值是有包括可疑值在内的全部数据计算得出的，严格度适中，检验效果较好。由于在线监测系统是对水质连续监测，可以很容易的从在线监测系统调取大量数据，所以样品容量n通常大于100。

2 背景值的计算和警告线的设定

2.1 数据呈正态分布

（1）计算出筛选后浊度和总氯值的算术平均值n和标准偏差Sn，计算变异系数。（见表2）计算背景值范围的计算

根据表2，一倍和二倍标准偏差计算的背景值区间太小，而四倍、五倍和六倍标准偏差计算的背景值区间则太大，只有三倍标准偏差计算背景值区间最为合适。所以背景值的范围为。

（2）警告线上下线设定

根据背景值范围，以平均值加减3倍标准偏差n±3Sn分别作为警告线上下线。结果如下（见表3）。

当在线仪表检测值超过警告线时，首先应排除仪表原因（即气泡或仪表故障等原因）引起检测值异常，应尽快采取措施，保证仪表测量值准确。如仪表测量值准确，则说明管网或出厂水出现异常，在水质指标还未超过《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006的标准限值之前，就应引起注意，找出引起异常原因，则可以提前采取预防措施，避免水质进一步恶化导致水质超标，真正发挥在线仪表的预警作用。

2.2数据呈对数正态分布

（1）组分含量呈对数正态分布时，平均值为几何平均值，

标准差为几何标准差，首先计算lnXn的标准差，即 ，

然后取其反对数得到标准偏差Sn。变异系数为 。

（2）背景值的计算。背景值取值范围为 。

（3）警告线的设定。根据背景值设定警告线，所以警告线上线应设定为XnS2n，警告线下线应该设定為Xn/S2n。

2.3 数据呈偏态分布

数据呈偏态分布平均值为中位数Md，标准偏差为Sn，变异系数为CV=Sn/Md。背景值取值范围为一定样本概率下的百分位数区间。

2.4 数据低于检测限值

数据低于检测限值时，当检出率E？叟80%时，取检测下限的0.7倍参加背景值统计计算；当50%？燮E？燮80%时，取中位数表示平均值，当E？燮50%时，取检测下限表示平均值[1]。

参考文献

[1]宗栋良，常爱敏.深圳城市供水水质在线监测系统第三方运营监管实践[J].给水排水，2013，39（12）：15-16.

*通讯作者：王瑞