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网络化大气环境在线监控平台
产
品
介
绍
V1.0
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本。同时,本公司鼓励使用者根据其使用情况,探讨本产品更优化的使用方法。
请妥善保管本说明书,以便在您日后需要时能及时查阅并获得帮助。
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网络化大气环境在线监控平台 (简版)
概述
1.1 平台建设背景
随着城村合并、各类项目逐一实施,人们居住条件不断改善的同 时,也带
来诸多环境污染隐患。居住环境问题也已经成为人们考量生 活质量的一个重要
标准。不仅关系到公众生活和城市治理,还关系到 国家形象和社会稳定。
其中因建筑工地扬尘引起的灰霾,气候等空气污染问题日益凸显, 给工业生
产、交通运输和人民群众,健康带来很大危害。建筑工地扬 尘污染已成为影响空气
质量,导致灰霾天气的主要大气污染问题之一。 大多数城市对治理通常采取建筑
停工、企业关闭、罚款等临时措施, 并没有形成一套长期预防和综合治理体系。
基于这种认识,我们在日常管理工作中突出责任落实,有目前的 人治向物治
(科技)管理方式的一种根本转变,突破传统的监测方法, 运用创新的设计理念
,使环保与云计算技术有机的结合,架构云计算 海量数据处理平台。该平台可准
确、及时、全面地反映空气质量现状 及发展趋势,为空气质量监测和执法提供
技术支撑,为环境管理、污 染源控制、环境规划等提供科学依据。
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1.2 平台的作用
(1)一个监测点无法体现区域内大气实际现状,通过多点式网络 化监测点
的布局更能了解全区域内的数据情况;
(2)系统平台中可同时实时监控各办事处、重要污染企业、建筑 工地扬尘
、规模饭店、监测点周围住宅楼宇油烟排放、污染散源(喷 漆房、干洗店、垃圾
周转站、搅拌站、非道路机械排放)、区域边界监 测点的污染源排放及达标情况,
准确掌握区域内污染源排放总量的变 化情况;
(3)网络化布点进行大数据的收集为区域内污染源成分分析提供 科学依据
;
(4)通过各监测点数据、风力风向、天气情况查找污染源及污染 源辐射区
域,从而制定科学的治理方案;
(5)通过各监测点数据趋势分析制定预测预警方案。
(6)引进竞争机制对各街道办事处的空气质量进行排名激励各区 域加强治
理督促执行。
1.3 平台建设意义
本项目的建议核心意义概述如下:
(1) 通过科学的评估指标体系和模型,指导企业建立污染 治理标准
化,提高全区企业环境保护管理基础水平, 落实企业主体责
任;
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(2) 通过科学的评估指标体系和模型,实现企业、办事处、
行业主管部门、分类分级监管工作模式建立,提高监 管人力
和物力的效益;
(3) 通过物联网和云计算技术,实时监测颗粒物浓度、有 害气体(
SO2、NO2、CO、O3)、噪声监测、风力风向、 温湿度和现场场景
,并且在监控中心软件平台上能够 对监测数据进行自动分析与
管理,支持远程取证。扬 尘在线监控系统可为治理扬尘污染、
控制颗粒物污染, 提供科学的技术支持。
(4) 为管理者提供历史监测数据分析、实时远程监测和远 程取证
的手段。
(5) 为政府制定空气质量改善行动计划提供依据,同时还 可以为
企业和市民提供自查和监督的手段。
(6) 通过分布式大气环境在线监测与预测预警平台,提升 城市环境
质量,打造宜业宜居优质新城,建设“智慧 城市”。
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第二章 平台建设方案
2.1 平台架构
平台基于 SOA 架构,利用 Service Oriented Architecture -- 面向服 务的架构
,采用业界成熟的企业级解决方案,用业界优秀的产品构建 系统底层平台,使
用成熟的 J2EE 技术做应用开发,降低项目实施的 风险。
平台利用物联网、云计算技术,通过互联网将各个监测点的数据 实时上传到
监测中心。通过分布式架构方式能根据需要将采集点分布 在不同的区域,比较全
面地掌握城市不同区域,在不同时间段、不同 气候特点(包括气温、风向、季节
)下的大气环境的实时监测数据。
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2.2 平台业务体系
2.3 基于云计算监控指挥中心
监控指挥中心,是一个高度信息化、综合性的应急指挥中心, 信息化系
统的设计应该贯彻基础设施先进、机电设备可靠、综合布 线灵活,具有高度
可扩展性和实用性的原则,能够满足可预见未来 的应用需要,并留有充足的
冗余。设计必须从总体着眼,采用开放 式体系结构,把分布式测控技术与网
络通讯技术有机的结合起来, 使整个指挥中心的各种设施都能有条不紊、高
效的运行。监控指挥 中心效果图如下 :
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为了节约成本,便于用户使用,平台建议采用基于云服务的建
设方式。(具体可结合用户实际要求定制)。优势如图:
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2.4 平台组成
2.4.1大气检测仪
2.4.1.1检测原理
标准监测仪器站点和分布式传感器站点,其中,标准监测仪器站 点采用β
射线法和微震荡天平法监测设备,β 射线法是利用 β 射线 衰减的原理,测定
通过沉积着颗粒物的滤膜的 β 射线的能量衰减量, 计算出滤膜上颗粒物的质
量,再计算出该时段颗粒物的质量浓度(μ g/m3);微震荡天平法是利用微量振
荡天平直接称量滤膜上收集的环 境空气颗粒物质量,再计算出该时段颗粒物的
质量浓度(μ g/m3)。
分布式传感器站点为光散射法监测设备。光散射法是利用光束通 过含颗粒
物的采样气体时发生光散射脉冲的数量和强度,测量空气中 单位体积内不同粒
径(2.5μ m、10μ m)的颗粒物数量,再折算成质 量浓度(μ g/m3)。
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2.4.1.2产品功能
大气环境监测节点是由激光传感器、电化学传感器、数字化处理 控制单元、
网络通讯技术、安装壳体和供电系统组成而成。激光传感 器通过折射和衍射的方
法检测固体污染物;电化学传感器通过化学反 应检测空气中的毒性气体;数字化
处理控制单元进行信号解析、算法 分析和数字量化;通信模块通过成熟的公共无
线网络进行传输方式, 无视传输距离的限制,形成物联网接入方式。供电系统由
锂离子电池 和太阳能供电板组合而成,低功耗设计使节点长时间工作成为可能
。
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大气环境监测节点部署方式比较方便,安装时只需要将设备的卡
箍固定在路灯线杆上就完成安装,无线布线,无需供电;因此能够 比较全面
地掌握城市不同区域,在不同时间段、不同气候特点(包 括气温、风向、季
节)下的大气环境的实时监测数据。对于城市的 区域性的环境污染可以有针
对性的措施进行治理。
1.工作环境:-30℃~70℃
2.湿度<95%RH 无结露
3.供电方式:带后备电源的太阳能供电系统
4.后备电源工作时间: ≥300h 连续(20℃);
5.传感器寿命: 2年
6.重量:约8kg
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7.其它检测参数:温湿度、风力风向、视频。
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测量气体 量程 分辨率 精度
PM2.5 0-1000mg/m3 0.001 mg/m3 ±10%FS
PM10 0-1000mg/m3 0.001mg/m3 ±10%FS
NO2 0-1750μg/m3 1μg/m3 ±10%FS
O3 0-950μg/m3 1μg/m3 ±10%FS
CO 0-38 mg/m3 1μg/m3 ±10%FS
SO2 0-1300μg/m3 1μg/m3 ±10%FS
2.4.1.3油烟在线监测仪
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2.4.1.4便携式油烟监测仪
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2.4.1.5雾森系统
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2.4.1.6工地喷淋系统
2.4.2通讯传输
大气环境监测节点的通信主要是通过 GPRS 进行数据的无线传 输。数据在终
端设备基于 TCP/IP 协议,经过 GPRS 的数据传输,通 过移动网络传输数据,利用公
网将数据接入云端,在进行数据的处理, 最后通过 WEB 服务器将数据展现出来。
2.4.3系统功能
大气环境监测平台完全基于 B/S 结构设计,为管理人员提供完善 的操作平
台。管理人员能够根据实际需求将设备接入系统或重新调整 安装位臵,系统将自
动进行分组,实现区域管理;系统可实时、准确、 高效地监测大气环境信息等参
数,为管理人员提供可能的污染源的位
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臵,为大气环境治理提供基本的数据支持。其功能结构图如下:
系统的运行是根据大气环境质量监测数据及数据处理平台形成 的结果,
当数据达到设定报警值时,预警系统会自动启动,决定预警 级别及范围。并根
据系统设定,启动报警通过邮件,系统为各级网格 长、网格员通过手机。各级网
格长可随时随地查看责任网格内大气污 染点位情况,并对巡查中新发现的大气
污染点位现状抓拍成图片、视 频等即时上传至监控中心以及进行督查督办;各个
网格员也可通过手 机 APP 将巡查中发现的扬尘等大气污染问题的简要描述、
图像、坐 标等信息上传至管理平台,并交由相关职能部门处理。
APP 推送或者是短信等方式直接发送给行政执法人员和一线安 全人员。同
时执法人员携带便携式粉尘质量监测仪器和便携式有毒有 害气体检测报警仪,进
行现场数据取样,从而形成线上线下联动,为 实时执法提供更多实时全面的有效
的信息化支持。系统界面图如下:
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系统登录
实时监测
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大气监测实时参数
油烟监测实时参数
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工地扬尘实时参数
污染源分析
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日报表
污染散源
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app 历史曲线 GIS 站点列表
站点列表 对比分析
第三章 技术服务
3.1 平台运维服务
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3.2 数据分析
通过物联网和云计算技术,实时监测扬尘浓度、噪声值和现场场景, 并且在监控中心
软件平台上能够对监测数据报表,进行自动分析与管 理,支持远程取证。扬尘在线监控
系统可为治理扬尘污染、控制颗粒 物污染,提供科学的数据分析支持。
3.3 预测预警
合实时监测数据,预测大气环境,并第一时间作出预警,提醒 相关部门第一
时间响应,从而降低大气污染物影响。结合气象数据, 预测并实时监控污染扩散
的范围和方向,为环境应急工作的开展提供技术支撑。
3.4 治理方案建议
分析污染来源,及污染物扩散趋势,结合首要污染物,对企业排 污起到最大程
度的监管作用,从而为环境执法和决策提供直接可靠的 依据,促进区域大气环境质量
改善,为实现大气颗粒物控制目标。
第四章 平台特色
1. 价格低廉 大气环境监测设备只有国际通用的几分之一,即可满足大气有
毒有害气体浓度监测、固体污染物浓度检测、数据传输功能,并 且能够和一线
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执法人员便携式粉尘监测仪器和便携式有毒有害气 体检测报警仪形成互补,实现
全面实时监控。
2. 安装方便 大气环境监测设备只需要将设备固定在电线杆上即可完成安
装,采用卡箍的固定方式,在安装时只需要将螺丝固定紧即可! 无需布线、无
需供电。
3. 云计算数据处理技术 架构云计算海量数据处理平台,采用先进的云计算技术
,具有
实时性、数据存储量大、计算和模拟方便快捷、高性价比等特点。
4. 实时性
测定速度快,自动化程度高。测试方法决定了测试的实时性。
5. 预测预警 平台通监测数据评估指标体系,对监测数据:扬尘指数、颗粒
物数值、风力风向等气象条件进行自动分析与管理,及时预测预 警,指导企业
科学化施工。
6. 采集数据的准确性 采集的数据经过精确的校准,有很高的灵敏度,并能和环
保部
执法人员的检测仪进行互动,数据真实有效。
7. 实时推送通知 通过对系统设臵域阀值,超过该值就第一时间发现粉尘超标的
不当行为,实时的通过邮件、视频抓拍、App 推送,或短信等形 式通知行政法
人员。
8. 加强部门联动,提升监管力度 平台结合区域网络化管理,按照属地管理的原
则,按照专业成立 监督检查组,加强部门联动,强化执法力度。
第五章 市场应用
应用范围 应用描述 典型用户
生产现场 工矿企业生产现场污染的测定,排气口有毒有害气体
和固定污物的监测 工矿企业
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环保领域 环保监测中心对大气飘尘、大气粉尘的检测,污染源
调查等 环保监测中心
建筑领域 建筑或爆破的地方的粉尘检测;建筑工地、施工现场
粉尘暴露监测
建筑工地、施工现
场
化工领域 生产或使用化工原料,或生产过程中产生化工原料产
生有毒有害气体的领域 化工厂企业
第六章 示范工程
二七区监测点位布局图
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辖 区 ( 办 事 处 ) 空 气 质 量 排 名 情 况 通 报 ( 举 例 )
1 0 月 2 0 日 空 气 质 量 日 报
排 名 站 点 名 称 时 间 PM2.5 P M 1 0 S O 2 N O 2 O 3 C O A Q I 首 要
污染 物 1 金光路办事处 2015-10-20 91 1 8 2 37 95 54 1.743 1 20 P M2.5
2 博学路办事处 2015-10-20 96 1 5 5 30 98 78 1.632 1 26 P M2.5
3 圃 田 乡 2015-10-20 106 1 6 7 39 1 1 2 80 1.633 1 38 P M2.5
4 龙源办事处 2015-10-20 106 2 0 4 34 1 1 4 96 1.981 1 38 P M2.5
5 祭城路办事处 2015-10-20 107 1 6 6 39 98 74 1.678 1 40 P M2.5
6 如意湖办事处 2015-10-20 108 1 6 8 34 98 67 1.647 1 41 P M2.5
7 白沙办事处 2015-10-20 108 2 0 7 39 1 1 6 95 1.878 1 41 P M2.5
8 杨桥办事处 2015-10-20 111 2 1 1 30 1 0 4 39 1.432 1 45 P M2.5
9 龙子湖办事处 2015-10-20 111 2 2 9 37 1 1 0 48 1.655 1 45 P M2.5
10 豫兴办事处 2015-10-20 111 2 2 9 37 1 1 0 48 1.655 1 45 P M2.5
11 龙湖办事处 2015-10-20 112 2 1 4 34 1 0 6 36 1.901 1 46 P M2.5
12 商都路办事处 2015-10-20 119 2 2 0 36 1 0 2 76 1.907 1 55 P M2.5
10 月 20 日天气:晴,东风 1 级 ,全天气温 13℃~24℃,相对湿度 48%,气压 988.00hPa, 为轻度污染天气。受冷气压影响华北江淮区域污染严重,20 日 7:00 风力加强后情况稍有好 转,污染源多为大气容量饱和后流通不畅导致。本周昼夜温差加大夜间雾霾严重,待风力风向转 换后才会有所好转。请加强监测点周围 PM2.5 污染源排放,近期处于秸秆焚烧期需重点监控。 22 日预测:轻度污染AQI 值 115-135。
(1) 空气质量点污染物浓度变化情况
(2) 全区空气质量日/周/月报
(3) 空气质量监测点周边空气质量等级情况
(4) 空气质量综合指数、监测点全天 24 小时数据。