縣級站環境監測LIMS系統應用的實踐與探索

瞿薇

（江蘇省靖江市環境監測站，江蘇 靖江214500）

1 引言

實驗室信息管理系統（LIMS系統）由計算機硬件和應用軟件組成，是一個信息存儲、交換和統計分析的網絡化平臺。靖江市環境監測站在建章立制、質量管理等主干規范化建設任務完成后，針對手工統計輔以孤島式計算機應用效率低的問題，積極探索，利用計算機網絡和信息技術，結合該站質量體系運行情況，于2007年年底開發了適合該站使用的LIMS系統，至今，系統運行成熟，協同工作數據共享的信息化應用系統已成為處理全靖江市環境監測工作必不可少的工具。

本文以靖江市環境監測站推進使用LIMS系統的實踐為例，重點探討開發LIMS系統的過程及運行效果。

2 規劃階段

2.1 開發設想

隨著《環境保護法》的貫徹執行，有關環境保護和環境監測的法律、法規標準技術規范和管理制度不斷完善，對環境監測工作也提出了更高要求，由于縣級環境監測站人員少，工作任務重，為了更好地完成主管部門的各項工作要求，適應形勢變化的需求，創造性地開展環境監測工作，靖江市環境監測站提出了開發適合縣級站使用的LIMS系統這一設想，將網絡技術融合到實驗室的管理與控制中，以此來提高工作效率，增強技術力量，提高業務管理水平，同時可以使該地區環境監測信息整合，更有利于監測成果的分析應用。

2.2 可行性研究

該項目的開發可在 WindowsXP、Windows 2000、Windows 2003等操作系統下運行，采用B／S結構和C／S混合模式，網絡通信協議為TCP／IP和UDP，系統的更新、維護，數據庫的管理可在環保局內部局域網上實現。系統結構見圖1。

圖1 系統結構

3 開發階段

經過可行性研究，在信息化進程路線確立后，接下來面臨系統開發及需求分析，這是信息化進程中最實在和最艱難的環節。如果分析不完整或不透徹，就會給開發者傳遞錯誤信息，造成系統開發的整體失敗。靖江站在開發業務管理系統時，既重視需求的可操作性，也充分考慮到需求的發展性，并將兩者充分協調。

3.1 定位分析

從廣義的角度看，理想的環境監測管理系統，應涵蓋ISO／IEC17025實驗室管理全要素，同時還包括全部監測業務及行政管理等內容。然而，廣義的環境監測管理內容是復雜和繁多的，如果將環境監測相關的所有業務流程和行政流程組合成一個完整的工作流，達到運行環境一致和數據共享，這將面臨一個十分難解決的技術問題。同時縣級站經費少，人員的計算機操作水平參差不齊，過分求大求全，可能會使開發周期長，成本高，項目難以實施。針對這些問題，靖江站定位只開發能滿足質量管理體系，提高工作效率和規范水平的基于數據、報告、質控管理的小型LIMS系統。

3.2 開發理念

設計思想。開發一個適用周期長的LIMS系統，使之能適應業務內容、管理體系、工作流程等因素的經常變化，并確保這種適應性調整用戶能夠控制，即該系統投入運行后，用戶不需要編寫任何程序，只需要進行簡單的設置和鼠標的點擊。

并行開發。由于LIMS系統存在專業性強、內容復雜、細節繁多等內在問題，再加上還要考慮到系統的適用周期、可繼承性、可擴展性等實用性問題，加之開發前很難提供一個能滿足開發者與使用者進行充分交流的平臺，很多有效的需求信息得不到充分歸納和提煉，系統研發不可能一步到位，因此，需要有一種合適的開發路線，在技術條件允許的前提下，根據監測業務管理的需求，合理考慮各種變化因素，以邏輯模塊化程序結構設計系統的整體框架，采用開發和測試并行的手段，通過不斷的測試、修改與完善，使復雜需求逐漸清晰，系統日趨完善。

3.3 明確目標

LIMS系統要初步實現監測類別管理、基礎信息、樣品管理、數據處理、監測儀器信息、標準方法、質量控制、報告管理、統計查詢等監測工作核心流程。在初步目標實現、系統運行成熟后再進行其他如儀器信號自動采集、數據達標與否判斷、綜合分析等模塊開發。

3.4 功能實現

靖江市環境監測LIMS系統包括以下主要功能。

（1）系統維護。系統維護主要包括系統初始化、用戶設置、權限設置、數據備份及恢復等功能。其中用戶設置和權限設置可以對各部門建立角色權限，所有操作權限都可以指定到人，從而有效保護了重要數據的安全。

（2）基礎數據信息管理。基礎數據信息管理對儀器設備、樣品、人員、分析項目、分析方法、相關參數等一些基礎數據、輸入模板進行統一設置。系統除默認提供的幾類標準流程外，還給用戶自由定義工作任務流程的功能，用戶可以隨時修改自己的流程，審批人可以隨時查詢該業務的當前狀態，并保存各流程步驟的歷史數據資料以備追朔，使環境監測站各個部門能在網絡上實現每一項業務的跟蹤管理。

（3）樣品管理。樣品管理包括樣品的性狀、編號、保管、處置、傳遞等信息。由采樣人員進入采樣錄入管理界面輸入樣品相關信息，根據系統流程進行信息傳遞。

（4）數據管理。數據管理包括數據的輸入、審核、傳輸等，實驗室分析人員從項目分析管理界面得知監測項目，在分析工作完成后進入權限界面輸入分析結果，分析結果做到一次輸入，全程有效且具有可追溯性。

（5）報告管理。報告管理包括監測報告的審核、修改、簽發、打印等，報告為系統自動生成，可對報告模式進行選擇，按需打印。

（6）查詢統計。查詢統計主要是對監測成果進行分類查詢、匯總、數據導出等。程序可對預錄好的基礎數據及用戶錄入的相關資料進行無限次調用、查詢、自動計算、統計和打印，并配有表格編輯器，用戶可以對系統界面中的任何表格進行格式的編輯。

4 成功應用

根據LIMS系統的設計定位，通過并行開發的手段，靖江市環境監測站完成了一個具有實用性好、適用周期長的適合縣級監測站使用的小型LIMS系統，該系統包含了監測任務、基礎信息、監測采樣、實驗分析、質量管理、監測報告的靈活處理及管理、統計分析等一級功能模塊，涵蓋了包括流程自定義、標準庫自定義、污染源資料管理、權限管理等二級功能模塊。系統于2008年投入使用，經過磨合和完善，目前運行穩定、效果良好，從根本上改變了監測業務管理的手工模式，實現了業務系統初步開發目標。經過幾年的成熟運行、各類監測數據的積累、基本資料的豐富，該系統的優點得到充分體現。按照ISO／IEC17025認可的質量體系準則要求，任務下達、樣品編碼、樣品流轉、實驗分析數據、報告編制、審核和簽發等都在業務系統中進行，通過權限設制對流程進行監控，有效地對在流程和數據中可能出現的異常情況進行控制，通過信息平臺監測站各室能實現協同工作，相關人員可根據權限查閱或輸出監測報告、報表，可以按日常工作要求定制統計報表，也可以根據業務發展需要對統計內容、統計報表格式、統計方法等進行靈活安排來實現新統計報表的制定。數據庫資源的充分利用使監測工作更加得心應手，工作效率得到顯著提高。

［1］ 沈亦欽，馬 微，陳 倩，等.Lims系統在環境監測中的建設和應用［J］.環境監測管理與技術，2009，21（2）：12～13.

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