智易时代扬尘在线监控建设工作方案

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‍‍一、 项目背景‍‍我国高耗能、高排放、重污染、产能过剩、布局不合理、能源消耗过大和以煤为主的能源结构持续强化，城市机动车保有量的快速增长，污染排放量的大幅增加，建筑工地遍地开花，污染控制力度不够，主要的大气污染排放总量远远超过了环境容量。其中，因建筑施工等多种原因产生的扬尘污染，已经成为影响城市雾霾的主要原因之一。但是现在很多工地管理上却面临着点多面广，环境恶劣，监管人数匮乏，手段单一等多种问题，使得监管工作不能及时有效，客观公正的反映各处扬尘的实际情况，更不能及时有效，方便快捷的处理问题，可追溯性差。面对雾霾这块硬骨头，某某市深入推进生态城市建设，对市区建筑工地不同的施工时段(土石方、打桩阶段;装修阶段;结构阶段)分别进行了空气中的可吸入颗粒物(PM10)污染因子的监测并开展较大规模扬尘污染整治专项行动，以让人民呼吸清洁的空气；某省某县城管执法局结合自身实际，通过完善基础设施、健全管理机制、严格工作标准等多种举措，对城区范围内的渣土运输、道路扬尘、裸露土地以及物料堆场进行集中整治；加强施工现场扬尘管理，抓好扬尘面源污染，铁腕治理雾霾更是刻不容缓。二、项目依据《国务院办公厅关于加强环境监管执法的通知》(国办发〔2014〕56号)《环境噪声自动监测系统技术要求(暂行)》GB/T20441.4测量传感器第四部分《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国大气污染防治法》《环境空气质量标准》（GB3095-2012）《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》（HJ633-2012）三、项目概述3.1系统概述在我们生活周围，存在众多的污染源，造成大气环境恶劣，PM2.5急剧上升，主要的污染源来源于工业粉尘、燃煤、机动车尾气、扬尘等几方面，其中扬尘就占据污染源的28%，是当前大气污染的主要因素之一。扬尘也分为多个种类，主要有道路扬尘、施工扬尘、堆场扬尘等，而且根据相关介绍扬尘属于无组织污染源，防治系数较大，因此扬尘治疗是很有必要的，而精细化监控和管理扬尘就成了突破口，因此“扬尘在线监测系统”应运而生。“扬尘在线监测系统”是天津智易时代科技发展有限公司为改善空气质量自助研发的24小时户外扬尘监控的一个终端设备。本设备实现多维一体化，除了可以实现扬尘监控以外，还可以测PM2.5、PM10、TSP等环境数据以及气象数据。整套系统由颗粒物在线监测仪、数据采集和传输系统、后台数据处理系统及信息监控管理平台共四部分组成。系统集成了物联网、大数据和云计算技术，通过光散射在线监测仪、气象五参数采集设备和采集传输等设备，实现了实时、远程、自动监控颗粒物浓度；数据通过采用3G网络传输，可以在智能移动平台、桌面PC机等多终端访问；监控平台还具有多种统计和高浓度报警功能，可广泛应用在散货堆场和码头、混凝土搅拌站以及工厂企业无组织排放的实时监控。系统组成如下所示：1、感知层：污染源在线监测仪，可包括颗粒物浓度监测仪、气象五参数监测仪、噪声监测仪，对颗粒物浓度、气象参数、噪声进行连续自动在线监测；2、传输层：采用有线、无线、3G等方式传输各种监测数据；3、平台层：数据服务云平台，依托在建工地扬尘与噪声监测平台的数据，进行系统分析、提供跨区域、全时间、多层次的数据挖掘和对比，为科学治理雾霾提供数据支撑；4、应用层：面向不同环保局、建筑工地的客户端系统，实现基于Web的污染源实时数据在线监测、污染源超标报警、以及面向不同管理层的各种管理与统计分析。在线监测信息监控管理平台可支持各种终端平台通过公网访问，实现了基于Web的污染源实时数据在线监测，污染源超标报警以及面向不同管理层的各种管理与统计分析。3.2建设目标首先，利用目前最为便捷实用的扬尘在线监测系统，分别对全市各地的扬尘布点（包括工业园区、施工工地、生活娱乐场所……）进行监控，然后，依托数据采集和传输等系统，利用先进的大数据和云平台技术，结合专业的空气质量模型，对监测点位的环境质量进行分析，并排除不需再进行监控的地方（如环境质量良好的生活娱乐场所等），最后，对某市各建筑工地及其他需要监控的场所每个地方布设1套散射法监测设备，对细颗粒物（PM2.5）、可吸入颗粒物（PM10）、总悬浮颗粒物（TSP）等3项污染物进行连续自动的监测。最终通过本方案可以实现对工地等区域扬尘进行实时有效的监测管理。项目的全面实施，不仅将全市范围所有的建设施工纳入监管范围，真正实现有效管理和标准化执法，又能对其他扬尘多发地进行有效监管，为铁腕治霾，蓝天保卫战打下坚实的基础。4、 数据管理平台1、实时前端数据采集与显示；2、专业GIS地理信息监控与管理，独立GIS引擎，兼容百度/谷歌地图；3、多种报表功能，简化用户人工统计，优化工作流程，支持多层次地图显示及信息管理；4、支持设备集中管理远程配置、升级；5、支持多种终端和操作系统，满足客户移动办公要求；（Windows/IOS/Android）；6、支持系统级别分布式部署，媒体转发服务器可分布式部署，负载均衡。五、平台软件主要功能5.1系统登陆输入网址，进入扬尘在线监测平台的登录界面，用户需要输入用户名和密码登录系统，如图所示：5.2电子地图位置呈现功能5.3监测因子图形展示5.4历史数据查询5.5污染排名5.6站点管理5.7设备监控5.8污染物浓度预警5.9用户管理6、 设备技术参数6.1扬尘在线监测系统ZWIN-YC06扬尘在线监测终端，是集成颗粒物在线监测仪、数据采集板及信息平台等技术为一体的开放式污染源在线监测终端，主要应用于建筑扬尘、沙石场、堆煤场、秸秆焚烧等无组织烟尘污染源排放及居民区、商业区、道路交通、施工区域等的环境空气质量的在线实时的自动监控。监控终端与数据平台可构成监测系统。终端集成了细颗粒物（PM2.5）、可吸入颗粒物（PM10）、总悬浮颗粒物（TSP）等三项监测因子；数据平台是一个互联网架构的网络化平台，终端所得数据均能通过有线或无线网络及时传递到数据平台便于管控，平台还具有对数据的报警处理、记录、查询、统计、报表输出等多种功能。粉尘传感器具有颗粒物浓度连续监测、定时采样以及粉尘浓度超标报警等多种功能。配合自校及除湿功能，测量稳定可靠，准确度高，以PM2.5监测数据为基准，与符合HJ653标准技术要求的空气质量连续自动监测设备进行比对，相关系数可达到大于等于0.85（至少连续30组数据），斜率为1±0.20，截距为（0±20）μg/m3的要求（以日均值为单位）。设备满足市政供电和太阳能供电要求，同时，配有一节12V40AH户外耐高温专用电池，（含不锈钢电池箱）支持断电后工作时间大于8h。6.2配置参数名称规格/明细设备多功能箱防雨、防尘、防雷、散热保温；供电、信号处理、GPRS传输；304不锈钢箱体，户外安装；颗粒物防风防雨采样头；可定制丝印；颗粒物传感器检测原理：光散射原理；粒径通道：PM2.5、PM10、TSP；测量范围：0~1000μg/m3；分辨率：0.1ug/m3；工作温度：-20℃~+50℃；工作相对湿度：≤95%RH（无凝露）测量误差：≤±15%最低检出限：≤5μg/m3数据采集传输控制器设备采用高强度铝型材制作，结构牢固可靠；全部结构模块化，便于搬运和安装。7寸液晶触控屏，数据采集，支持有线，无线传输，数据上传。温度传感器温度量程：-45℃~125℃；分辨率：0.1℃；准确度：±0.3℃湿度传感器温度量程：0~100RH；分辨率：0.1%RH；准确度：±2%RH风速传感器测量范围：0~70m/s；准确度：±（0.3+0.03V）m/s（V：风速）；分辨率：0.1m/s；输出信号：485风向传感器测量范围：0~360°；准确度：±3°；启动风速：≤0.5m/s；输出信号：485气压传感器测量范围：0~120KPa；响应时间：≤1s；准确度：±0.15KPa@25℃75KPa；工作环境：温度-20℃~60℃；湿度0%RH~80%RH噪声传感器测量范围：30~130dB；输出：485输出；精确度（23±5℃）：频率范围：31.5Hz到8kHz；时间响应：快速响应：T=200ms；时间响应模拟人耳的时间响应。户外立杆支架2.8米立杆，三段独立分装户外显示屏户外P10单红（尺寸100*50cm）视频监控海康威视球机 硬盘录像机1T硬盘平台基础软件系统数据监测基本功能（实时监测、查询等，非平台）支持本地数据存储1年以上；可用SD卡热插拔；可直接拷贝监测的数据；可通过本地设置设备编号，中心服务器的地址和端口号；可支持网络同步校时；具备系统守护功能，当系统发生错误或数据异常时可自动修复或者重启。6.3原理介绍设备使用激光散射法测量扬尘浓度。用精密流量控制的真空泵吸入大气中的测试气体送至传感器测量组件。传感器测量组件是以GustavMie粒子光散射理论为基础，结合微光电探测技术而制作的一套完整的空气颗粒分布浓度测量系统。系统巧妙设计光敏感区作为粒子散射发生的场所，当粒子经过聚焦激光所形成的光敏感区后，粒子散射的光被探测窗口上的微光电探测器收集，微光电探测器把接收的光强度信号快速、准确的转化为等量电压信号，信号的密集度对应于粒子的单位浓度值，扬尘浓度值进行系数转换后通过数据接口实时输出。6.4产品特点（1）设备外壳采用304不锈钢箱体，经盐雾试验后，无腐蚀现象；（2）设备配备液晶触摸显示屏，可本地查看数据，支持实时展示和历史查询功能；（3）传输方式：采用无线通讯，具有断线自动重连功能；（4）监测时效：连续监测每小时有效监测时间不低于45min，设备本地数据存储容量不小于一周；（5）设备全部结构模块化设计，便于搬运和安装；（6）设备采用泵吸式采样方式，使得进入气路监测的气流均一而稳定。ZwinsofT天津智易时代科技发展有限公司 Tianjin Zwinsoft Technology Co.， Ltd. 扬尘在线监控建设工作方案 一、项目背景 我国高耗能、高排放、重污染、产能过剩、布局不合理、能源消耗过大和以 煤为主的能源结构持续强化，城市机动车保有量的快速增长，污染排放量的大幅 增加，建筑工地遍地开花，污染控制力度不够，主要的大气污染排放总量远远超 过了环境容量。其中，因建筑施工等多种原因产生的扬尘污染，已经成为影响城 市雾霾的主要原因之一。 但是现在很多工地管理上却面临着点多面广，环境恶劣，监管人数匮乏，手 段单一等多种问题，使得监管工作不能及时有效，客观公正的反映各处扬尘的实 际情况，更不能及时有效，方便快捷的处理问题，可追溯性差。 面对雾霾这块硬骨头，某某市深入推进生态城市建设，对市区建筑工地不同 的施工时段(土石方、打桩阶段；装修阶段；结构阶段)分别进行了空气中的可吸入 颗粒物(PM10)污染因子的监测并开展较大规模扬尘污染整治专项行动，以让人民 呼吸清洁的空气；某省某县城管执法局结合自身实际，通过完善基础设施、健全 管理机制、严格工作标准等多种举措，对城区范围内的渣土运输、道路扬尘、裸 露土地以及物料堆场进行集中整治；加强施工现场扬尘管理，抓好扬尘面源污染，铁腕治理雾霾更是刻不容缓。 二、项目依据 《国务院办公厅关于加强环境监管执法的通知》(国办发(2014)56号) 《环境噪声自动监测系统技术要求(暂行)》GB/T20441.4测量传感器第四部 分 《中华人民共和国环境保护法》 《中华人民共和国大气污染防治法》 《环境空气质量标准》(GB3095-2012) 《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》(HJ633-2012) 三、项目概述 3.1系统概述 在我们生活周围，存在众多的污染源，造成大气环境恶劣， PM2.5急剧上升，主要的污染源来源于工业粉尘、燃煤、机动车尾气、扬尘等几方面，其中扬尘就 占据污染源的28%，是当前大气污染的主要因素之一。 扬尘也分为多个种类，主要有道路扬尘、施工扬尘、堆场扬尘等，而且根据 相关介绍扬尘属于无组织污染源，防治系数较大，因此扬尘治疗是很有必要的，而精细化监控和管理扬尘就成了突破口，因此“扬尘在线监测系统”应运而生。 “扬尘在线监测系统”是天津智易时代科技发展有限公司为改善空气质量自 助研发的24小时户外扬尘监控的一个终端设备。本设备实现多维 一 体化，除了 可以实现扬尘监控以外，还可以测 PM2.5、PM10、TSP等环境数据以及气象数据。 整套系统由颗粒物在线监测仪、数据采集和传输系统、后台数据处理系统及 信息监控管理平台共四部分组成。系统集成了物联网、大数据和云计算技术，通 过光散射在线监测仪、气象五参数采集设备和采集传输等设备，实现了实时、远 程、自动监控颗粒物浓度；数据通过采用 3G网络传输，可以在智能移动平台、桌面PC 机等多终端访问；监控平台还具有多种统计和高浓度报警功能，可广泛 应用在散货堆场和码头、混凝土搅拌站以及工厂企业无组织排放的实时监控。 系统组成如下所示： 1、感知层：：污染源在线监测仪，可包括颗粒物浓度监测仪、气象五参数监 测仪、噪声监测仪，对颗粒物浓度、、气象参数、噪声进行连续自动在线监测； 2、传输层：采用有线、无线、3G等方式传输各种监测数据； 3、平台层：数据服务云平台，依托在建工地扬尘与噪声监测平台的数据，进行系统分析、提供跨区域、全时间、多层次的数据挖掘和对比，为科学治理雾 霾提供数据支撑； 4、应用层：面向不同环保局、建筑工地的客户端系统，实现基于 Web 的污 染源实时数据在线监测、污染源超标报警、以及面向不同管理层的各种管理与统 计分析。 在线监测信息监控管理平台可支持各种终端平台通过公网访问，实现了基于 Web 的污染源实时数据在线监测，污染源超标报警以及面向不同管理层的各种管 理与统计分析。 3.2建设目标 首先，利用目前最为便捷实用的扬尘在线监测系统，分别对全市各地的扬尘 布点(包括工业园区、施工工地、生活娱乐场所……)进行监控，然后，依托数 据采集和传输等系统，利用先进的大数据和云平台技术，结合专业的空气质量模 型，对监测点位的环境质 量 进行分析，并排除不需再进行监控的地方(如环境质 量良好的生活娱乐场所等)，最后，对某市各建筑工地及其他需要监控的场所每 个地方布设1套散射法监测设备，对细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、总悬浮颗粒物 (TSP)等3项污染物进行连续自动的监测。 最终通过本方案可以实现对工地等区域扬尘进行实时有效的监测管理。项目 的全面实施，不仅将全市范围所有的建设施工纳入监管范围，真正实现有效管理 和标准化执法，又能对其他扬尘多发地进行有效监管，为铁腕治霾，蓝天保卫战 打下坚实的基础。 四、数据管理平台 1、实时前端数据采集与显示； 2、专业 GIS 地理信息监控与管理，独立 GIS引擎，兼容百度/谷歌地图； 3、多种报表功能，简化用户人工统计，优化工作流程，支持多层次地图显 示及信息管理； 4、支持设备集中管理远程配置、升级； 5、支持多种终端和操作系统，满足客户移动办公要求；(Windows/IOS/Android)； 6、支持系统级别分布式部署，媒体转发服务器可分布式部署，负载均衡。 五、平台软件主要功能 5.1系统登陆 输入网址，进入扬尘在线监测平台的登录界面，用户需要输入用户名和密码 登录系统，如图所示： 5.2电子地图位置呈现功能 5.3监测因子图形展示 5.4历史数据查询 5.5污染排名 5.6站点管理 5.7设备监控 5.8污染物浓度预警 5.9用户管理 六、设备技术参数 6.1扬尘在线监测系统 ZWIN -YC06 扬尘在线监测终端，是集成颗粒物在线监测仪、数据采集板及信 息平台等技术为一体的开放式污染源在线监测终端，主要应用于建筑扬尘、沙石 场、堆煤场、秸秆焚烧等无组织烟尘污染源排放及居民区、商业区、道路交通、施工区域等的环境空气质量的在线实时的自动监控。 监控终端与数据平台可构成监测系统。终端集成了细颗粒物(PM2.5)、可 吸入颗粒物(PM10)、总悬浮颗粒物(TSP)等 三 项监测因子；数据平台是一个 互联网架构的网络化平台，终端所得数据均能通过有线或无线网络及时传递到数 据平台便于管控，平台还具有对数据的报警处理、记录、查询、统计、报表输出 等多种功能。 粉尘传感器具有颗粒物浓度连续监测、定时采样以及粉尘浓度超标报警等多 种功能。配合自校及除湿功能，测量稳定可靠，准确度高，以 PM2.5监测数据为 基准，与符合 HJ653标准技术要求的空气质量连续自动监测设备进行比对，相关 系数可达到大于等于0.85(至少连续30组数据)，斜率为1±0.20，截距为(0 ±20)ug/m3的要求(以日均值为单位)。设备满足市政供电和太阳能供电要 求，同时，配有 一 节12V40AH 户外耐高温专用电池， (含不锈钢电池箱)支持断 电后工作时间大于 8h。 6.2配置参数 名称 规格/明细 多功能箱 防雨、防尘、防雷、散热保温； 供电、信号处理、GPRS 传输； 304不锈钢箱体，户外安装； 颗粒物防风防雨采样头；可定制丝印； 颗粒物传感器 检测原理：光散射原理； 粒径通道： PM2.5、PM10、TSP； 测量范围：0~1000 ug/m3； 分辨率：0.1ug/m3； 工作温度：-20℃~+50℃； 工作相对湿度：≤95%RH(无凝露) 测量误差：s±15% 最低检出限： s5u g/m3 数据采集传输控制 器 设备采用高强度铝型材制作，结构牢固可靠；全部结构 模块化，便于搬运和安装。7寸液晶触控屏，数据采集， 支持有线，无线传输，数据上传。 温度传感器 温度量程：-45℃~125℃； 分辨率：0.1℃； 准确度：±0.3℃ 湿度传感器 温度量程：0~100RH； 分辨率：0.1%RH； 准确度：±2%RH 风速传感器 测量范围：0~70m/s； 准确度：±(0.3+0.03V) m/s (V：风速)； 分辨率：0.1m/s； 输出信号：485 风向传感器 测量范围：0~360°； 准确度：±3°； 启动风速：≤0.5m/s； 输出信号：485 气压传感器 测量范围：0~120KPa； 响应时间：≤1s； 准确度：±0.15KPa@25℃75KPa； 工作环境：温度-20℃~60℃；湿度 0%RH~80%RH 噪声传感器 测量范围：30~130dB； 输出：485输出； 精确度(23±5℃)： 频率范围：31.5Hz 到 8kHz； 时间响应：快速响应： T=200ms； 时间响应模拟人耳的时间响应。 户外立杆支架 2.8米立杆，三段独立分装 户外显示屏 户外P10单红(尺寸100*50cm) 视频监控 海康威视球机硬盘录像机1T硬盘 平台 基础软件系统 数据监测基本功能(实时监测、查询等，非平台)支持本地数据存储1年以上；可用 SD卡热插拔；可直接拷贝 监测的数据；可通过本地设置设备编号，中心服务器的 地址和端口号；可支持网络同步校时； 具备系统守护功能，当系统发生错误或数据异常时可自 动修复或者重启。 6.3原理介绍 设备使用激光散射法测量扬尘浓度。用精密流量控制的真空泵吸入大气中的 测试气体送至传感器测量组件。传感器测量组件是以 GustavMie 粒子光散射理论 为基础，结合微光电探测技术而制作的一套完整的空气颗粒分布浓度测量系统。 系统巧妙设计光敏感区作为粒子散射发生的场所，当粒子经过聚焦激光所形 成的光敏感区后，粒子散射的光被探测窗口上的微光电探测器收集，微光电探测 器把接收的光强度信号快速、准确的转化为等量电压信号，信号的密集度对应于 粒子的单位浓度值，扬尘浓度值进行系数转换后通过数据接口实时输出。 6.4产品特点 (1)设备外壳采用304不锈钢箱体，经盐雾试验后，无腐蚀现象； (2)设备配备液晶触摸显示屏，，可本地查看数据，支持实时展示和历史查询功 能； (3)传输方式：采用无线通讯，具有断线自动重连功能； (4)监测时效：连续监测每小时有效监测时间不低于45min， 设备本地数据存 储容量不小于 一 周； (5)设备全部结构模块化设计，便于搬运和安装； (6)设备采用泵吸式采样方式，使得进入气路监测的气流均一而稳定。