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大 氣 環 境 在 線 監 測 系 統 項 目


系統概述

(1)研發背景

2018年5月18日至19日,全國生態環境保護大會在北京召開,強調要把解決突出生態環境問題作為民生優先領域。堅決打贏藍天保衛戰是重中之重,要以空氣質量明顯改善為剛性要求,強化聯防聯控,基本消除重污染天氣,還老百姓藍天白云、繁星閃爍。因此加快研發智慧環境監測系統,建設高密度網格化環境監測體系,成為首當其沖的任務。

(2)系統簡介

大氣環境在線監測系統選用我公司自主研發的監測系統,整套系統由感知層、平臺應用層2部分組成,其中,感知層由大密度布設的大型小型監測站組成,監測站監測的數據通過無線網絡傳送到平臺層,進行數據處理和自動修正。在平臺層,可實時顯示各監測點位和整個區域的空氣質量狀況,以及污染物濃度水平,并提供異常報警、區域空氣質量變化趨勢等多種服務業務。

感知層集成多類環境檢測傳感器,實時監測多種氣象參數(溫度、濕度、風速、風向、PM2.5、PM10、CO、NO2、SO2、O3)。產品使用太陽能鋰電池進行能源儲備,保證數據采集全天候進行。產品采集到現場數據通過無線3G/4G網絡將監測數據傳輸至監測平臺。多臺產品分布于某片區域,組成一個有效的監測網絡,并把數據通過監控平臺展現給管理方,方便管理方制定環保決策。



系統介紹

(1)依據和標準

1、全國人民代表大會常務委員會修訂《中華人民共和國大氣污染防治法》;

2、環境保護部《關于印發〈先進的環境監測預警體系建設綱要(2010-2020)〉的通知》;

3、中共中央國務院《關于全面加強生態環境保護堅決打好污染防治攻堅戰的意見》;

4、國務院《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》;

5、環境保護部《大氣 PM2.5網格化監測點位布設技術指南(試行)(征求意見稿)》;

6、環境保護部《環境空氣質量監測點位布設技術規范(試行)》;

7、衛生部行業標準 WS/T206-2001《公共場所空氣中可吸入顆粒物(PM10)測定方法-光散射法》。

(2)系統功能

通過智慧環保網格化監測與決策支持系統,可以實現精確測量,精準分析,精準查詢。包括:

科學布點,全面監測:結合經濟、人口、交通、工業等行業發展情況,智能化、科學合理地規劃新建空氣質量監測站。布點方案節省項目投資,避免過度布點資源浪費,又可實現科學精準數據采集;

數據互聯共享:系統可同時向區、市、省、國家環保業務部門和多級、多個環境監控中心轉發原始數據,提供與其他政府部門、市、省、國家級環境質量監測系統、環境質量聯網系統等各類監測系統標準接口,實現不同監測系統之間數據交換、互聯共享。

污染源分析:采用大數據技術,利用專業的空氣質量模型系統,動態的分析污染的形成、傳輸、擴散的情況,定量分析污染的成因和變化。

預警預報:遇到設備異?;虍斍氨O測超標,自動向相關聯系人發送報警信息,精確給出具體的超標數值、超標時間、超標排放量、超標排放介質量,為強化監理工作提供翔實可靠的依據,利用最權威的數值預報和統計預報模型,按照空氣質量變化的規律和趨勢,科學合理的分析和預測推演未來10天的空氣質量變化,判斷環境空氣污染造成的影響氛圍;

污染評價與質量日報:依據數據有效性規定、AQI評價技術規范、數據倒掛修約規定等進行數據審核、審核處理,做出各子站的空氣質量數據評價,利用監測結果向公眾發布環境空氣質量日報、預報和定期的質量報告,加強公眾的監督作用。

決策支持:采用大數據技術,科學確定不同類型污染源的年、季、月污染物對污染程度的貢獻率;對不同地區、不同時段、不同氣象條件下采取的減排調控政策、措施的實施效果進行定量分析評估,并指導行業、企業根據評估結果和既定的減排目標,以最小的減排代價達到最優的治污效果,提高減排調控措施的可持久性。

采用網格化數據傳輸,定點監控,全局分析,實現不同區域,不同功能點位,不同時間段的環境空氣質量狀況統計與對比,發現污染源變化規律,定位污染最嚴重區域和時間段,為環境執法和決策提供及時有效保障。

(3)產品優勢

1.在較小的體積內實現了多種因子測量,且使用抱桿方式安裝,市區內可使用路燈燈桿進行安裝,對安裝場地要求少。

2.滿足野外作業需求,具有防風、防雨、防塵等功能,滿足IP65 防護等級。

3.可自由設定采集時間間隔,并可 1 分鐘-24 小時采集間隔任意設定。

4.電源具有防反接、抗脈沖群、防雷、防靜電等保護措施。

5.顯示方式可選配LED 顯示屏顯示,方便客戶現場分析數據。

6.系統采用模塊化設計,方便功能擴展、屏蔽或接入其他傳感器。

7.采用GPRS通信技術傳輸方式,可將數據信息傳輸至指定的氣象服務器,實現數據的遠程控制和傳輸。

8.集成GPRS通信技術,實時監測大氣環境數據,實時傳輸數據,實時監控設備 運行狀態(GPRS輸出)

9.采用32位高速處理核心芯片

10.采用全球定位系統,實時跟蹤設備(GPRS輸出)


技術參數

監測參數

PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3、溫度、濕度、風力、風向

上傳頻率

3分鐘/次

電源

 DC12V(太陽能蓄電池供電) 

工作環境

T(-30-70)℃、RH<95%、無結露。

通訊方式

無線。

電池

鉛酸蓄電池或鋰電池。

工作時間

無外接電源連續工作 300h(20℃)。

儲存環境

-30℃-60℃、RH<95%。

數據傳輸

采用實時傳輸方式,具備斷網補傳功能(本機最多可記錄最近十五天數據)

傳感器壽命

2年

l設備傳輸協議

1.采用國標212協議進行傳輸;

2.通過傳輸網絡與現場機進行通訊(包括發起、數據交換、應答等)。

3.污染物在線監測系統構成方式:

1)現場機集自動監測、存儲和通訊傳輸功能為一體,可直接通過傳輸網絡與上位機相互作用,如圖 1 所示。


檢測參數

監測因子

原理

量程

檢出限

精度

SO2

電化學法

0-1000μg/m3

1μg/m3

±10%FS

NO2

電化學法

0-1000μg/m3

1μg/m3

±10%FS

CO

電化學法

0-5000μg/m3

1μg/m3

±10%FS

O3

電化學法

0-1000μg/m3

1μg/m3

±10%FS

PM2.5

激光散射法

0-1000μg/m3

1μg/m3

±10%FS

PM10

激光散射法

0-1000μg/m3

1μg/m3

±10%FS

溫度

/

-40℃-70℃

1℃

±1℃

濕度

/

10-95%RH

1%RH

±2%RH

風速

/

0-30m/s

0.1m/s

±0.3m/s

風向

/

00-360°

±1°

可吸入顆粒物 PM10監測

PM2.5顆粒物分析

1、分析方法:傳感器采用光散射法原理,

用于連續監測環境空氣中的顆粒物(PM10)

1、分析方法:傳感器采用光散射法原理

用于連續監測環境空氣中的 PM2.

2、量程:0~1000μg/m3

2、量程:0~1000μg/m3

3、分辨率:1μg/m3

3、分辨率:1μg/m

4、精度:±10%FS

4、精度:±10%FS

5、傳感器輸出頻率:1次/秒

5、傳感器輸出頻率:1次/秒

6、相對誤差:≦5%FS

6、相對誤差:≦5%FS

7、傳感器壽命:2年

7、傳感器壽命:2年



NO2監測

SO2監測

1、分析方法:傳感器采用電化學法傳感器,

1、分析方法:傳感器采用電化學法傳感器,

用于連續監測環境空氣中的 NO2;

用于連續監測環境空氣中的 SO2;

2、量程:0~1000μg/m3;

2、量程:0~1000μg/m3;

3、分辨率:1μg/m3;

3、分辨率:1μg/m3;

4、精度:±10%FS;

4、精度:±10%FS;

5、傳感器輸出頻率:1次/秒;

5、傳感器輸出頻率:1次/秒;

6、相對誤差:≦5%FS;

6、相對誤差:≦5%FS;

7、傳感器壽命:2年;

7、傳感器壽命:2年;

O3監測

CO監測

1、分析方法:傳感器采用電化學法傳感器,

1、分析方法:傳感器采用電化學法傳感器,

用于連續監測環境空氣中的 O3;

用于連續監測環境空氣中的 CO;

2、量程:0~1000μg/m3;

2、量程:0~5000ug/m3;

3、分辨率:1μg/m3;

3、分辨率:1μg/m3;

4、精度:±10%FS;

4、精度:±10%FS;

5、傳感器輸出頻率:1次/秒;

5、傳感器輸出頻率:1次/秒;

6、相對誤差:≦5%FS;

6、相對誤差:≦5%FS;

7、傳感器壽命:2年;

7、傳感器壽命:2年;

濕度傳感器

溫度傳感器

1、量程:10~95%RH;

1、量程:-40~70℃;

2、分辨率:1%RH;

2、分辨率:1℃;

3、精度:±2%RH;

3、測量精度:±1℃;

4、重復性:±0.3%RH;

4、重復性:±0.2%RH;

5、響應時間:<5S。

5、響應時間:6-20S。

6、傳感器壽命:2年

6、傳感器壽命:2年

風速傳感器

風向傳感器

1、量程:0-30m/s;

1、量程:0-360度;

2、分辨率:0.1m/s;

2、分辨率:1度;

3、精度:±0.3m/s;

3、精度:±1度;

4、啟動風速:≦0.3M/S;

4、啟動風速:≦0.5M/S;

5、輸入電壓:5V、12V、24V供電范圍可選

5、輸入電壓:5V、12V、24V供電范圍可選

6、輸出信號:標配:5V供電,5V脈沖信

6、輸出信號:標配:5V供電,5V脈沖信

號輸出,其他均為非標型號;

號輸出,其他均為非標型號;

7、傳感器壽命:2年

7、傳感器壽命:2年


平臺介紹

大氣監測站點群實時監測空氣質量,檢測處理后的各項數據利用GPRS、3G、4G等傳輸方式實時傳送至監測平臺,并安全存儲監測數據、設備工作狀態等信息,可通過APP端、PC、公眾號方式提供監測點位GIS地圖在線顯示、環境數據動態云圖展示、污染物濃度預警、日報通知等基本功能,對空氣污染超標、異常等情況,系統將會實時通過短信等方式直接通報給相關人員,幫助定位污染原因、實時處理監管,做好空氣質量治理,最終達到智能化的預警效果。除了基本功能外,具備大數據分析能力,通過對大氣污染擴散模型的分析研究,在分布式計算和分布式存儲的技術框架下建立起大氣數據分析和聯合監測環境,預警服務成為一個有感知、有思考、有經驗、會決策的智慧化環保系統。




平臺功能介紹:

1. 實時監測

結合 GIS 地圖實時顯示轄區范圍內各設備的位置,可單獨選擇某個監測點的狀態,實時顯示PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3、溫度、濕度、風力、風向等數據,同時顯示設備的運行狀態(該站點是否在線、是否有報警等信息)。

2. 站點數據實時狀態查看

可通過點擊監測點位圖標后自動顯示空氣質量指數AQI、站點地理位置、首要污染物、發布時間、各項監測因子實時數據等信息,空氣質量指數AQI數值與表示顏色搭配顯示,直觀展示站點當前污染情況,監測因子可以按照不同需求進行定制,顯示時間段分為實時狀態值、最近一小時值、最近24小時值等。




3. 數據圖表展示

數據展示支持折線圖、柱狀圖、表格等多種形式,展示的內容包括空氣質量指數和各項監測因子濃度的分鐘值、小時值,方便查看時間段內空氣質量變化趨勢和污染物濃度變化情況,同時可以進行監測點位之間的各項參數的對比分析,可以自主設定展示的時間區間,導出打印時支持選用JPG圖片、PDF、 EXCEL、WORD文檔多種格式。




4. 環境質量數據排名

針對相關環境管理部門定制需求,采用AQI(空氣質量指數)進行統計,提供日排名、小時排名數據,可以查詢當天排名信息和歷史數據,除了空氣質量指數AQI外,還可列出PM10、PM2.5、CO等監測因子小時值、日均值、首要污染物、空氣質量類別等信息。

5. 站點管理

可以實現監測點位信息的增、改、查、刪等基本操作,點位信息包括監測點位名稱、地址、經緯度、站點ID、所在區域名稱等內容,實現點位信息的動態管理。




6. 權限管理

支持不同權限的用戶登錄,不同權限的用戶登錄后,對系統的可操作內容不同。




7. 歷史數據查詢

系統將提供單項指標或多指標數據的查詢方式,通過歷史數據查詢可以及時掌握設備狀態,可以加強對該區域環境指標的監督和監管。

8. 報警管理

一旦數據超標、設備斷電或發生異常,地圖動態閃爍報警,將企業的相關信息發送到執法人員手機,為更好的進行管理和執法提供幫助。

9. 報表統計

選擇某個監測站點,可生成日報表、月報表、季報表、年報表,同時支持報表導出及打印功能。




10.支持移動終端應用

支持Android、IOS平臺,支持發布各個監測站點的PM2.5、PM10、SO2、 NO2、O3、CO溫度、濕度、風力、風向等參數的小時、日均、月均濃度值,提供查看轄區內各站點空氣質量排名功能,并繪制過去24小時的濃度曲線圖。發布城市、區域的環境質量AQI、首要污染物、環境質量指數類別、環境質量指數說明等信息。按照《HJ633-2012環境質量指數(AQI)技術規定》,根據環境質量AQI 進行顏色標識,實現GIS地理信息顯示。




應用環境


1、城市網格化監管

2、城市空氣質量監控       

3、廢氣企業監控         

4、化工園區空氣質量監測

5、城鄉結合部監管

6、景區大氣質量監控      




安裝實例

01

(貴州市政大氣環境監測項目(燈桿安裝)


02

(深圳某智能家居單位展廳室外環境監測項目)


03

秦皇島環保氣象監測站項目


04

四川巴中佛頭山大氣環境




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