方案摘要
方案下载应用领域 | 环保 |
检测样本 | 空气 |
检测项目 | 颗粒物>飘尘, 总悬浮颗粒物(TSP), 降尘 |
参考标准 | 气象系统 |
激光雷达融合了激光技术和光学以及信息解析方面的知识,将其融入一种现代化遥感方法。激光雷达在探测波长方面有所缩短,并且波束定位性非常强,所以自身拥有较强的分辨率与灵敏度,可以精准测量盲区。通常激光雷达能在一定程度上达到对大气环境、海洋以及陆地的探测,在各个区域占据非常重要的作用。 在对大气环境中污染物进行监测时,需有效分析气象原因,探测大气中的成分。一般激光雷达可以有效检测出气溶胶与云粒子详细的分布情况,并且可以检测出大气成分、污染环境气体,有效管理污染源于城市上空的扩散情况。激光发射和回波信号以及采集、控制等都属于激光雷达系统。激光束和大气物质相互的作用,便能产生一定的回波信息,其中大气探测激光雷达实施大气探测是较为重要的一点[1]。激光雷达在探测大气环境时,主要探测的是云、雾、能见度、大气气溶胶等方面,当探测器夹杂着被测物质相关的信息,便可对其实施分析,获得相应的大气物理要素。
1.激光雷达简述
激光雷达融合了激光技术和光学以及信息解析方面的知识,将其融入一种现代化遥感方法。激光雷达在探测波长方面有所缩短,并且波束定位性非常强,所以自身拥有较强的分辨率与灵敏度,可以精准测量盲区。通常激光雷达能在一定程度上达到对大气环境、海洋以及陆地的探测,在各个区域占据非常重要的作用。
在对大气环境中污染物进行监测时,需有效分析气象原因,探测大气中的成分。一般激光雷达可以有效检测出气溶胶与云粒子详细的分布情况,并且可以检测出大气成分、污染环境气体,有效管理污染源于城市上空的扩散情况。激光发射和回波信号以及采集、控制等都属于激光雷达系统。激光束和大气物质相互的作用,便能产生一定的回波信息,其中大气探测激光雷达实施大气探测是较为重要的一点[1]。激光雷达在探测大气环境时,主要探测的是云、雾、能见度、大气气溶胶等方面,当探测器夹杂着被测物质相关的信息,便可对其实施分析,获得相应的大气物理要素。
2.激光雷达在气象中的应用
为了达到气象的需求,取得相应的区域性大气参数三维空间分布,在国际激光雷达中,逐渐建立了许多区域性面积空间,来覆盖地基激光雷达观测网。其中主要有全球大气成分探测网、独联体激光雷达观测网等。近阶段,在世界范围内,正计划建立全球大气气溶胶激光雷达观测网。主要目的便是评估全球气候变化、空气质量评估等,可以合理应对突发事件。
3.大气环境监测中激光雷达技术的运用
在以往,激光雷达属于新兴遥感探测技术,在空间分辨率、测量精度等方面都拥有很大的优点,并慢慢应用到了大气科学、环境、气候等领域。依照探测物质不一,可以对其进行分类,从而介绍如何使用激光雷达技术。当前的激光雷达技术在技术方面难度非常大,实际应用中仍然会存在以下缺点,例如:受到大气光的影响,会降低光的传输效应,导致遇到以下雨、雪、等天气都没有办法进行工作。由于波束较窄,在空中捕获困难。然而,激光雷达技术在我国占据非常重要的地位,在详细的应用过程中,组建了雷达观测站,在国内,激光雷达发展较为明显,怎样应用于大气环境监测变为重点。
3.1气溶胶与边界的探测
气溶胶、云和边界层是影响气候变化的3 个重要因素,它们的变化往往
会影响到大范围区域内的天气变化。大气气溶胶系统的作用是复杂的,悬浮于
大气中的微粒的直接相互作用可以将太阳光反射或者吸收,这些颗粒还可以间
接地改变云的性质。对于天气的变化,云层不仅仅可以起到指示的作用,还可
以对其进行调节,此外,地球气候系统的辐射能量收支也可以通过云经行调
控,所以全球气候在很大程度上会根据云参数的变化而变化。边界层高度的确
定与云、气溶胶特性变化规律同等重要,是大气边界层的重要参数,所以对于
空气污染物的传输模式、扩散以及污染物预报模式而言,确定边界层并准确掌
握其变化规律是首要任务。
当前激光雷达方面的科学知识与技术在不断的前进,激光雷达在进行探测中,空间区域、物质种类以及时间等方面都拥有非常大的潜能,激光雷达也正迈向更精准的发展方向。此技术在今后发展中,会得到更为广泛的使用。使用各种激光雷达可以长时间的监测各种资料,研究气候变化情况,在气候、天气方面展示出特有的作用,为气候与大气环境做出一定的贡献。
1.系统配置原则
在许多大气环境中,气候是主要的因素,云与气溶胶是较为重要的,然而不能确定影响因子,气溶胶通过吸收与散射太阳辐射、地球的长波辐射后,对于大气系统产生较为严重的影响。云层对于大气辐射平衡影响非常大,针对系统自本来讲,云不但是指示器,还是调节器,云在气候变化中起到决定性作用,依照边界层的参数设计可以得知,如能准确确定高度与准确度,在实施途中具体了解传输方式与污染物的系数。进行确定各项指标时,运用激光雷达达到云雨气溶胶的处理,其中涵盖了共振荧光、偏振等。为了达到不同区域间的探测,需合理处理消光系数、后向散射系数等方面的处理,解析存在的特点,并具体对其实施分析。
根据气象特征进行研究分析,针对不同仪表特性,进行分析论证,结合监测对象实际情况,范围广、环境情况复杂、随机性强等特点,进行综合论证,监测设备需具备下述特性:
(1)大功率:监测距离远,降低设备维护,节约后期投入成本;
(2)小型一体化:设备体积小,降低设备的占地及施工投入;
(3)认证:需有第三方产品性能及人眼安全认证;
(4)精度高:测量结果准备可靠,并配有校准设备。
2.系统方案优选
大气四维监测系统,是以时间维度为主轴在某一区域内(地表至高空20KM范围内)大气气溶胶演变监测、数据采集和研究系统。优选方案配置如下:
2.1选用AIR-WATCHER大气激光雷达:该款激光雷达为专利产品,属于一体化、大功率气溶胶激光雷达设备,进行气象参数的实时监测。具备高频高能一体化、小体积(230×230×960mm)、单脉冲毫焦级、户外使用无需额外装配大型站房等多种优势。
2.2选用ARIANNA三波段大气积分浊度仪(与雷达连用):自主知识产权,根据比尔-朗伯特定律测量空气中颗粒物的含量,该仪器在单个二极管中集成了三种波长的光作为点光源,具有功耗低、寿命长、温漂小等特点;而检测器使用了最高灵敏度的单光子探测器,可以对气溶胶颗粒物的散射特性进行最高灵敏度的连续实时监测;对大气激光雷达进行实时校准,提高整个系统的可靠性。
2.3高清雾霾拍照系统(与雷达联用):用于工作环境天气状况的图片采集、工作环境天气状况历史数据的记录。满足天气状况的清晰记录和采集,焦距可调。
2.4系统设备维护(含激光器)及数据服务:自主软件产品,保证系统设备的正常运行。为系统运行提供数据服务及数据的本地展示、数据生成报告等后台服务。
3.方案特性
3.1功能特点
3.1.1探测大气气溶胶(飘尘)垂直分布和时空演变特征。
3.1.2探测云垂直分布、时空演变特征。
3.1.3进行云层3D扫描,探测云底高随时间变化。
3.1.4探测大气边界层的结构和时空演变特征。
3.1.5探测颗粒物质量浓度(如PM10)的时空演变特征。
3.1.6大气水平能见度及斜视程能见度。
3.1.7实现非球形粒子与球形粒子的区分探测,识别沙尘、烟尘等非球形粒子(扬沙、沙尘暴监测)。
3.1.8城市边界大气剖面扫描,探测污染输送动态监测,区别局地污染与外部输送。
3.1.9区域污染物快速溯源,进行污染排查和应急监测。
3.1.10区域污染物精准定位,可视化展示污染物水平分布状况。
3.1.11系统配备大气积分浊度仪,实时校准激光雷达测量数据。
3.1.12能见度观测,适用于沙尘、雾和霾的长期观测。
3.1.13气溶胶散射系数的测量,应用于大气辐射平衡和气候变化的研究。
3.1.14生物燃料燃烧的烟雾观测。
3.1.15精细颗粒物(PM2.5、PM10)的实时监测。
3.1.16森林和灌木火灾的监测。
3.1.17机场、高速公路和道路能见度的测量。
3.1.18高清雾霾图片采集系统用于工作环境天气状况的图片采集。
3.1.19高清雾霾图片采集系统用于工作环境天气状况历史数据的记录。
3.2性能指标
3.2.1设备必须经过校准,且确保在使用过程中数据准确,尤其是能见度、PM2.5以及PM10。
3.2.2激光雷达主机为一体机设计,雷达主机无需外置工控机即可独立工作,激光雷达整机至少包括发射单元,接收单元,数据采集单元,GPS定位模块。
3.2.3时间分辨率:≤1分钟。
3.2.4空间分辨率:≤15m 7.5m 4.5m 可调。
3.2.5探测盲区:≤100m。
3.2.6探测高度:白天≥5km,夜间≥20km。
3.2.7雷达系统须具备无线和有线的数据传输模式及工控机实时记录。
3.2.8雷达系统须满足户外应用,配备恒温装置,无需另配户外机柜即可满足设备正常运行。
3.2.9可以随时监测激光器频率、能量、雷达内部环境温湿度气压状态参数。
3.2.10发射系统:固态激光器。
3.2.11发射波长: 532nm。
3.2.12激光频率: ≥2.5KHz。
3.2.13单脉冲能量:≥100uJ。
3.2.14接收单元须采用卡塞格林望远镜结构,包含探测器并减小近端干扰和降低盲区。
3.2.15接收望远镜须具有防杂散光干扰功能。
3.2.16接收望远镜中,望远镜直径不小于160mm。
3.2.17探测器为单光子探测器。
3.2.18采集卡:多通道采集卡。
3.2.19原始数据便于存储分析与二次开发。
3.2.20系统能够全自动的运行采集并存储原始数据,能够远程控制,全天24小时无人值守观测。
3.2.21扫描方式:颗粒物激光雷达整体旋转扫描,无线缠绕。
3.2.22扫描装置最低承载:≥40Kg。
3.2.23水平扫描范围:0°~360°。
3.2.24垂直扫描范围:0°~180°。
3.2.25角度分辨率:≤0.2°。
3.2.26扫描速度:1~30°/s,软件可以调节。
3.2.27可实现水平扫描、锥形扫描、切面扫描、垂直探测切换功能。
3.2.28颗粒物激光雷达主机温控:具备冷循环控制系统,可加热与制冷。
3.2.29电源供应:220VAC。功耗:≤150W(包括控制计算机、扫描装置、雷达主机、温控系统)。
3.2.30仪器工作温度范围:-30℃-50℃;工作湿度范围: 0%RH~100%RH。
3.2.31整机尺寸(长*宽*高): 230*230*970mm。
3.2.32整机重量:55KG。
3.2.33防护等级:IP65
3.2.34具备校准输入接口,可对消光系数、能见度、PM2.5、PM10进行校准。
3.2.35通过软件可进行工作方式选择:垂直探测、切面扫描、锥形扫描、水平扫描。
3.2.36雷达系统硬件可通过雷达软件实现远程控制与数据传输,如通过软件远程直接控制激光雷达系统的启停等。
3.2.37通过软件对激光器进行自动预热。
3.2.38软件界面上可显现雷达所处环境温度和湿度。
3.2.39软件可直接监控激光器工作状态,工作状态包括:通信状态、控制模式、工作电流、工作温度、工作频率。
3.2.40软件可直接监控数据采集单元工作状态,工作状态包括:通信状态、采样频率。
3.2.41软件可直接监控扫描模块工作状态,工作状态包括:通信状态、水平角度、垂直角度、旋转速度。
3.2.42软件可直接获取激光雷达地理位置信息,包括经纬度、方位角等信息。
3.2.43支持软件脱机运行,导入、管理原始数据,进行伪彩图、廓线图和曲线图的查看。
3.2.44支持地图图形缩放以及视角转换。
3.2.45支持手动在地图添加和清除地理要素标注。
3.2.46回波信号、信噪比:支持回波信号、信噪比变化曲线图。支持数据查询。
3.2.47消光系数:以伪彩图的方式呈现。支持数据查询。能够结合GIS地理信息进行三维展示。
3.2.48光学厚度:查看特定时间点的光学厚度的变化曲线图。
3.2.49边界层:实时自动绘制边界层高度。支持边界层信息的数据查询。
3.2.50云信息:在消光系数伪彩图中标识云底、云高、云峰等信息。支持数据查询。
3.2.51能见度:显示能见度的曲线图信息。支持数据查询。
3.2.52支持污染物的污染物自动判别,以伪彩图的形式实现。
3.2.53反演颗粒物质量浓度时空分布图。
3.2.54大气积分浊度仪可输出消光系数、能见度、PM2.5、PM10给其他设备。
3.2.55大气积分浊度仪检测范围:0-20,000 Mm-1。
3.2.56大气积分浊度仪散射角范围:10°-170°或后向散射角90°-170°。
3.2.57大气积分浊度仪波长:小于470nm(蓝),520-550nm(绿),大于620nm(红)。
3.2.58大气积分浊度仪最低检出限: 0.2 Mm-1 (60秒平均值)。
3.2.59大气积分浊度仪校准气体可选:CO2、SF6、FM200、R-12、R-22、R134或自定义。
3.2.60大气积分浊度仪自动校准间隔:3、6、12、24小时,或用于自定义时间。
3.2.61大气积分浊度仪自动校准类型:零点检查、标点检查、零点和标点检查、零点调整。
3.2.62大气积分浊度仪标准接口:1x 网络接口: 10M、100M。
3.2.63大气积分浊度仪存储参数:日期时间、σsp(625、525、463)、空气温度、外壳温度、大气湿度、压力、检测器暗计数数值、工作状态。
3.2.64大气积分浊度仪最大存储容量:10年的5分钟平均值或5年的1分钟平均值。
3.2.65大气积分浊度仪电源:220V-240V, 50/60 Hz。
3.2.66高清雾霾图像采集系统可满足天气状况的清晰记录和采集。
3.2.67高清雾霾图像采集系统焦距可调。
3.2.68高清雾霾图像采集系统分辨率1920×1024。
系统能够独立实现切面扫描和立体扫描基于时间呈现在Google earth上,作为人机交互平台,将最终分析数据实时呈现给相关单位。并利用三波段大气积分浊度仪实时在线给整个系统进行数值校准。数据生成报告:包含月报、季度报和年报。
4.方案优势描述
针对招标书要求,方案中相对招标要求提供的设备性能优化情况:
4.1仪器工作温度范围:-30℃-50℃;工作湿度范围: 0%RH~100%RH。
4.2整机尺寸(长*宽*高): 230*230*970mm。
4.3整机重量:55KG。
4.4空间分辨率≤15m、7.5m、4.5m可调。
4.5供电方式220V 或 24V 30AH电池。
4.6人眼安全认证:3B。
4.7工作模式:连续或间断(用户可配时间)。
三.供货范围
3.1投标方提供完成改造内容所需的所有装置、配件,设备选型能够达到改造的预期目标。
3.2 投标方按附表所列出的规格和数量供货。对于属于整套设备运行和施工所必需的部件,即使本协议未列出和/或数目不足,投标方仍须在执行合同时补足。
3.3 投标方提供所有安装和检修所需专用工具和消耗性材料等,并提供详细供货清单。
3.4 投标方提供的设备是完整的全新的、先进的、成熟的、完整的和安全可靠的设备,并配有必要的安装部件。
3.5供货范围如下:
序号 | 设备名称 | 型号 | 数量 | 备注 |
1 | 大气气溶胶激光雷达 | AIR-WATCHER T2 | 1套 | |
2 | 三波段大气积分浊度仪 | ARIANNA | 1套 | 与雷达联用 |
3 | 拍照系统 | 高清雾霾拍照系统 | 1套 | 与雷达联用 |
4 | 系统软件 | Shdroid | 1套 | 配套 |
5 | 安装辅材 | Shdroid | 1套 | 配套 |
注:供货范围不限于上表,以满足大气四维监测系统安全稳定运行为宜。
1售后服务承诺
1.1质保期12个月,在质保期内产品出现质量问题,由我方负责。
1.2售后范围:系统设备维护(含激光器)及数据服务(一年)。
1.3投标方承诺24小时售后服务,做到二十四小时内必须做出答复,尽可能在二十四小时赶到现场,最迟不得超过四十八小时。
1.4设备中易损件的更换,如激光器、易损镜片。
1.5数据的本地展示。
1.6数据生成报告:包含月报、季报和年报。
2现场技术服务及培训
2.1现场服务人员的目的是使所供设备安全、正常投运。我方要派合格的、能独立解决问题的现场服务人员。我方提供的包括服务人天数的现场服务表应能满足工程需要。如果由于我方的原因,下表中的人天数不能满足工程需要,我方有权追加人天数,且发生的费用由我方承担。
2.2我方服务人员的一切费用己包含在合同总价中,它包括诸如服务人员的工资及各种补助、交通费、通讯费、食宿费、医疗费、各种保险费、各种税费,等等。
2.3现场服务人员的工作时间应与现场要求相运行的要求。招标方不再因我方现场服务人员的加班和节假日而另付费用。
2.4未经招标方同意,我方不得随意更换现场服务人员。同时,我方须及时更换招标方认为不合格的我方现场服务人员。
2.5投标方现场服务人员应具有下列资质:
2.5.1遵守中华人民共和国法律,遵守现场的各项规章和制度。
2.5.2有较强的责任感和事业心,按时到位。
2.5.3了解合同设备的设计,熟悉其结构,有相同或相近机组的现场工作经验,能够正确地进行现场指导。
2.5.4身体健康,适应现场工作的条件。
2.6我方现场服务人员负责全权处理现场出现的一切技术和商务问题。如现场发生质量问题,我方现场人员要在招标方规定的时间内处理解决。
2.7我方对其现场服务人员的一切行为负全部责任;
2.8我方现场服务人员的正常来去和更换应事先与招标方协商。
2.9培训
2.9.1为使合同设备能正常安装、调试、运行、维护及检修,我方提供相应的技术培训。培训内容和时间与工程进度相一致。
2.9.2培训计划和内容
序号 | 培训内容 | 计划人日数 | 培训教师构成 | 地点 | 备注 | |
职称 | 人数 | |||||
1 | 相关产品操作说明 | 0.5 | 工程师 | 1 | 现场 | |
2 | 设备检修维护 | 0.5 | 工程师 | 1 | 现场 | |
3 | 软件使用说明 | 1 | 工程师 | 1 | 现场 |
2.9.3培训的时间、人数、地点等具体内容由买卖双方商定。
2.9.4投标方为招标方培训人员提供设备、场地、资料等培训条件,并提供食宿和交通方便。
1组织措施
1.1施工组织
北京是卓科技有限公司:
施工负责人:
负责项目改造全过程的实施;负责监督解决施工中出现的安全、技术问题;负责协调厂方和兄弟单位的工作单位。严格执行需方的有关规章制度,保质、保量、安全地完成汽包水位改造项目,达到改造预期目标。
1.2 施工器具
角磨机、冲击钻(Φ14钻头)、麻绳(Φ18以上,20米)、电源盘、万用表、螺丝刀、电源线、pvc管及弯头转接头固定卡箍、防火胶泥、玻璃胶、开孔器、剥线钳、手电钻、钉子、绝缘胶布、固定钢丝绳及绳扣、防水接头(配套φ14开孔器)、角磨机及切片等。
1.3 前期准备
提前到达施工现场,对场地、电源等现场必备的设施进行查验。
1.4 施工方案
1.4.1确定安装位置,预留固定方式。
1.4.2确定电源参数及施工方式。
1.4.3确定线路管线走向及固定方案。
1.4.4确定雷达旋转角度及系统工作模式。
1.5 施工质量
尽心组织施工,严格按甲方要求进行安装,接受甲方对施工质量的检查指导。提倡文明施工,及时清理现场,保持现场通道畅通。
2安全措施
2.1现场用电必须规范,不得乱接乱拉电源线,使用甲方所指定的电源。注意安全用电,严格执行安全用电管理规定,夜间作业要有足够的照明,临时电源接线规范,且电源线高挂布置。
2.2工作中严格执行工作票制度,严禁无票工作。如身体不适精神状态状态差等原因不许其进行工作。
2.3不具备安全工作条件的,必须做好安全可靠的措施后方可开展工作,严禁酒后上班。
2.4严格执行仪器设备操作规程。仪器设备应绑扎牢固,杜绝高空坠落等不安全事故的发生。
2.5开工前现场负责人应对工作人员交代安全事项,并做好危险点分析。
2.6工作中严禁上下投掷任何工具及物品,如工作需要必须重叠作业时应搭设坚密牢固的防护隔板,避免落物伤人。
2.7工作时,必须严格按照批准的工作区域工作,严禁到非工作区域进行任何工作。
3技术措施
3.1施工前准备工作
☆查阅设备图纸,有关的技术资料、设备缺陷记录,掌握设备状况。
☆调查分析原始资料,获得有关的数据资料,正确合理地组织施工。
☆准备好系统改造工程所需设备、工具、仪器以及安装材料。
3.2施工质量标准
☆施工中必须认真填写现场施工记录。
☆专用图纸,记录表格,工艺卡及验收单准备齐全。
☆管道的安装严格按照施工图纸要求进行。管道各方向位置及尺寸符合要求。☆工程中严格按照相关技术要求执行。
☆安装工作如有间断,应及时封闭工作区域。
3.3施工步骤
3.3.1确定设备的安装位置。
3.3.2确定显示器的安装位置及设备供电电源。
3.3.3确定系统的工作模式及激光雷达的监测范围。
3.3.4设备固定。
3.3.5外部安装线管。
3.3.6安装电缆线。
3.3.7系统调试。
3.4人员配置
为确保系统可靠稳定运行,配置有现场施工工程师、软件工程师等多位技术人员。
序号 | 姓名 | 年龄 | 学位/职称 | 专业 | 备注 |
1 | |||||
2 | |||||
3 | |||||
4 | |||||
5 |
1提供资料和服务范围
1.1提供图纸、文件资料。
1.2所提供的技术文件和图纸及设备目录总清单。
1.3产品出厂说明书(应能满足的安装、组装、拆卸、调试、试运要求)、使用说明书(应包括设备运行、维护内容)。
2数据工作模式及产品数据分析
2.1水平扫描范围满足0°-360°;垂直扫描-90°---90°;锥形扫描,旋转速度不低于6°/s。
2.2扫描一周(360°)采集数据量不小于180条,每条数据不少于10000个脉冲,工作一周时间不超过30分钟。
2.3在水平360°扫描,并且转角步长≤2°(观测数据记录≥180条 /360°)条件下,获取清晰有效扫描(等于360°扫描),形成扫描图45min/张。
3系统运维
确保系统可靠稳定运行,我公司承诺如下:
3.1质保期12个月,在质保期内产品出现质量问题,由我方负责。
3.2系统运维:整机设备免费维护(含激光器)及数据分析服务(一年)。
3.3我方承诺24小时服务,做到二十四小时内必须做出答复,尽可能在二十四小时赶到现场,最迟不超过四十八小时。
3.5数据的本地展示。
3.6数据生成报告:包含月报、季报和年报。
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