揚塵警告防治解決方案

cxag 2018-06-22

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第一章項目背景

第二章環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)方案：一、目前環(huán)境監(jiān)測遇到的難題；二、面對難題的思考；三、CH-EM系列環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)（1.系統(tǒng)概述2.系統(tǒng)構(gòu)成3.系統(tǒng)主要特點4.在線空氣質(zhì)量監(jiān)測終端的組成及原理）四、系統(tǒng)平臺軟件功能（1.軟件功能概述2.繪制污染圖3.查詢、分析功能）；五、預警防治系統(tǒng)解決措施；六、部分案例展示

第三章引用標準

第一章項目背景

隨著我國城市現(xiàn)代化建設進程的加快，城市環(huán)境問題也日益凸顯，面對 “人口擁擠 ”、“交通堵塞”、“大氣污染”等多種 “城市病 ”，改善居住區(qū)環(huán)境質(zhì)量已經(jīng)成為現(xiàn)代化城市管理的重要內(nèi)容之一，其中改善和監(jiān)測大氣環(huán)境成為了主要的工作內(nèi)容之一。近年來，我國空氣質(zhì)量改善緩慢，大氣污染物的排放總量長年居高，尤其是PM2.5、PM10等顆粒物濃度超標嚴重。2016年全國338城市發(fā)生重度污染2464天次、嚴重污染784天次，以PM2.5為首要污染物的天數(shù)占重度及以上污染天數(shù)的80.3%，以PM10為首要污染物的占20.4%。面對嚴峻的空氣污染問題，國務院2012年發(fā)布的《大氣污染防治行動計劃》(稱《大氣十條》)。為了實現(xiàn)防治目標，各地政府紛紛走上了精準治霾之路，并日益引起各級政府的高度重視，甚至不惜犧牲工業(yè)發(fā)展，也要綠水青山。據(jù)環(huán)保部門提供的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，空氣主要污染物 PM2.5、PM10 主要污染源來自機動車尾氣、建筑工地和道路揚塵、鍋爐煙氣、工業(yè)有機廢氣、餐飲業(yè)油煙以及露天焚燒垃圾產(chǎn)生的煙塵，屬于復合型大氣污染。但是目前城市發(fā)展迅速，建設項目眾多，由于建筑工地、運輸車輛揚塵防護措施不到位，城市“開膛破肚” 現(xiàn)象普遍，造成大量揚塵污染越來越嚴重，也越來越引起各級政府的關注。建筑工地揚塵污染是建筑施工過程中排放的無組織顆粒物污染，既包括施工工地內(nèi)部各種施工環(huán)節(jié)造成的一次揚塵，也包括因施工運輸車輛粘帶泥土以及建筑材料逸散在工地外部道路上所造成的二次交通揚塵。長期以來，對于建設工地揚塵帶來的空氣質(zhì)量監(jiān)管方面，由于不能得到實時的監(jiān)測數(shù)據(jù)，或者收到舉報無法得到與事實相對應的直接數(shù)據(jù)，一直是令政府監(jiān)管部門十分困擾的事情。為了有效監(jiān)控建筑工地揚塵污染，接受市民的監(jiān)督和投訴，共建綠色環(huán)保建筑工地，有必要進行建設工程揚塵污染自動監(jiān)控系統(tǒng)的研究和開發(fā)。本方案提供了一種對揚塵噪聲等（空氣中可吸入顆粒物）實時監(jiān)測的解決方案。通過遠程數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)可以對工地區(qū)域揚塵進行實時有效的監(jiān)測管理。項目的全面實施，可將在建項目的建設施工納入監(jiān)管范圍，真正實現(xiàn)有效管理和標準化執(zhí)法，并通過智能預警方式提醒相關負責人進行有效安排防治，同時具備主動防治的功能。

第二章環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)方案

一、目前揚塵監(jiān)測遇到的難題

1）質(zhì)量管理人員少監(jiān)管力不從心工程監(jiān)管存在點多面廣、監(jiān)管人員數(shù)量匱乏的現(xiàn)象。目前對工程項目施工過程中質(zhì)量安全監(jiān)管的手段基本上采取深入施工現(xiàn)場進行實地抽查、抽測的方式，存在勞動強度大、危險性高、耗時耗力的缺點。2）環(huán)境惡劣監(jiān)管手段單一管理效率低下現(xiàn)場使用人工方法進行肉眼觀察檢查，質(zhì)量安全監(jiān)管存在自然環(huán)境惡劣、效率低下的問題。3）實時、多級管理難以實現(xiàn)，可追溯性差現(xiàn)有的管理手段、企業(yè)管理人員無法實時掌控工地現(xiàn)場質(zhì)量安全與揚塵污染情況。監(jiān)督管理工作復雜，結(jié)果受人為因素影響較大，常常無法客觀公正反應現(xiàn)場揚塵的實際情況，可追溯性差。4）不能有效預警并進行快速解決，實現(xiàn)防患未然

二、面對難題的思考

1、構(gòu)建地理信息系統(tǒng)的項目揚塵質(zhì)量監(jiān)測、預警、預報平臺，多項目聯(lián)防聯(lián)控，更好配合各級政府落實降塵目標，實為迫在眉睫。2、系統(tǒng)能夠?qū)崟r實現(xiàn)監(jiān)測并主動啟動防治措施實為行之有效的解決方法。綜合以上難題，隨著中國互聯(lián)網(wǎng)、電子、光學等技術的突飛猛進，我們公司運用最新環(huán)保理論研究成果、信息技術和傳感器技術，創(chuàng)建顆粒物在線監(jiān)測系統(tǒng)，采取實時監(jiān)測+快速預警+主動防治模式開啟項目監(jiān)測、預警、防治新思路,并研發(fā)生產(chǎn)用于園區(qū)、施工現(xiàn)場的 CH-EMS1000 固定式監(jiān)測系統(tǒng)、用于小區(qū)、公園等公共區(qū)域的CH-EMS2000 小型固定式監(jiān)測系統(tǒng)和用于機動載體的CH-EMS3000 移動式監(jiān)測系統(tǒng)，并未多家企事業(yè)單位提供了解決方案。如下圖：

三、CH-EMS 系列環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

1、系統(tǒng)概述

城市空氣污染氣象條件監(jiān)測分析系統(tǒng)由多臺在線環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測終端、大數(shù)據(jù)云平臺服務軟件以及用戶終端 APP 三部分組成。該系統(tǒng)主要設備可在居民區(qū)、公路邊、大型商圈、工業(yè)園區(qū)等位置成網(wǎng)狀鋪設。通過對大氣污染物以及環(huán)境氣象條件的實時監(jiān)測，同時結(jié)合大數(shù)據(jù)與云計算等最新技術，大氣污染過程的模擬分析，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)污染物轉(zhuǎn)移預測，進一步實現(xiàn)環(huán)境空氣質(zhì)量的總體形勢預報。

圖 1：系統(tǒng)應用框圖

圖 2：系統(tǒng)應用拓撲圖

2、系統(tǒng)構(gòu)成

智能實時在線監(jiān)測預警調(diào)度系統(tǒng)由感知層、傳輸層、智能支撐層、應用管理層組成。感知層是由固定微站和移動微站組成，主要負責采集定點和移動載體線路上的污染物數(shù)據(jù)。傳輸層由各運營商無線或有線網(wǎng)絡組成，它是信息傳輸通道，負責把數(shù)據(jù)準確無誤的傳輸給云平臺。智能支撐層是由高速計算機、海量存儲器、地理信息等組成，它主要負責數(shù)據(jù)的計算、存儲和挖掘。應用管理層是智能網(wǎng)格化實時在線監(jiān)測預警調(diào)度平臺軟件和核心算法組成

圖 3：系統(tǒng)組成拓撲圖

圖 4：系統(tǒng)組成實景圖

3、系統(tǒng)主要特點

1) 功能完善：單臺空氣質(zhì)量監(jiān)測終即可實現(xiàn)對環(huán)境空氣中的常規(guī)有害氣體的監(jiān)測，主要包括 SO2、NO2、CO、O3、PM2.5、PM10、氣象五參數(shù)；（氣象五參數(shù)、通訊）

2) 低成本：單臺終端的成本不到環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站的 10%；

3) 監(jiān)測覆蓋面積廣

4) 高精度：氣體部分檢測精度達到 ppb 級；

5) 實時報告：通過 GPRS 等網(wǎng)絡和軟件平臺，實現(xiàn)用戶終端實時數(shù)據(jù)顯示；

6) 準確定位：準確可靠定位數(shù)據(jù)來源；

7) 運維簡易：該終端結(jié)構(gòu)設計合理，可靠性高，安裝維護方便；

4、在線空氣質(zhì)量監(jiān)測終端的組成及原理

1）終端組成

該終端由氣體監(jiān)測、氣象條件監(jiān)測、粉塵監(jiān)測、數(shù)據(jù)通信等部分組成。

? 氣體部分可實時在線監(jiān)測空氣中的 SO2、NO2、CO、O3 濃度；

? 氣象部分可監(jiān)測環(huán)境中的風速、風向、溫度、濕度等參數(shù)的變化；

? 粉塵部分用于監(jiān)測環(huán)境當中的可吸入顆粒物 PM2.5/PM10 等實時濃度；

? 數(shù)據(jù)通信部分由通信模塊 DTU、GSM、及 INTERNET 網(wǎng)絡組成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和服務器之間的實時通訊。

圖 5：在線環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測儀結(jié)構(gòu)組成圖

2）終端工作原理

i. 氣體監(jiān)測部分：采用高靈敏度電化學傳感器原理，結(jié)合單片機技術和網(wǎng)絡通訊技術，可以連續(xù)監(jiān)測大氣中的 SO2、NO2、O3、CO、H2S、NH3、HF 氣體，按需要顯示需要的測量數(shù)據(jù)，同時保存數(shù)據(jù)結(jié)果或通過 RS485 串行接口送至信息中心。

ii. 粉塵監(jiān)測部分：采用激光光源，內(nèi)裝光學標準散板,確保儀器高穩(wěn)定性。并通過計算機軟件實現(xiàn)儀器零點自動調(diào)節(jié)，提高了儀器測量精度，方便了用戶使用。iii控制器部分：我司生產(chǎn)具有集成度高，數(shù)據(jù)處理速度快，運行穩(wěn)定等特點。如下圖所示:

系統(tǒng)通信部分：采用基于 GPRS、DTU 數(shù)據(jù)采集模塊，使用無線的方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇諝赓|(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)的工控機。

i.v 氣象監(jiān)測部分（選配）：采用脈沖原理對風速、風向進行測量，大氣壓力、溫度濕度采用進口數(shù)字型高精密傳感器進行測量。

v大數(shù)據(jù)云平臺服務軟件：實現(xiàn)實時有效的對監(jiān)測點周邊可能存在的空氣污源、以及地理位置特殊等條件下的環(huán)境空氣質(zhì)量進行監(jiān)測。

vi 采用云服務器包括：主系統(tǒng)服務器、數(shù)據(jù)服務器、運行控制服務器、用戶服務器、備份服務器等組成的云平臺，保障了快速和智能的環(huán)境數(shù)據(jù)處理能力。如下圖:

圖 6：數(shù)據(jù)鏈路圖（衛(wèi)星）

五、系統(tǒng)平臺軟件功能

1、軟件功能概述

a) 污染源分析、溯源：采用大數(shù)據(jù)技術，利用專業(yè)的空氣質(zhì)量模型系統(tǒng)，動態(tài)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，并對污染源進行追溯；b) 預警預報：遇到當前監(jiān)測超標，自動向相關聯(lián)系人發(fā)送報警信息，精確給出具體的超標數(shù)值、超標時間、超標排放量、超標排放介質(zhì)量，為強化監(jiān)理工作提供翔實可靠的依據(jù)；c) 污染評價與質(zhì)量日報：依據(jù)數(shù)據(jù)有效性規(guī)定、AQI 評價技術規(guī)范進行數(shù)據(jù)審核、審核處理，做出各站的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)評價，利用監(jiān)測結(jié)果向公眾發(fā)布環(huán)境空氣質(zhì)量日報、預報和定期的質(zhì)量報告。

d)決策支持：采用大數(shù)據(jù)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(qū)、不同時段、不同氣象條件下采取的減排調(diào)控政策、措施的實施效果進行定量分析評估，并指導行業(yè)、企業(yè)根據(jù)評估結(jié)果和既定的減排目標，以最小的減排代價達到最優(yōu)的治污效果，提高減排調(diào)控措施的可持久性。

2、繪制污染圖

本平臺軟件能夠?qū)崟r顯示整個區(qū)域的揚塵狀況，并根據(jù)國家環(huán)保標準著色，對整個區(qū)域的污染狀況一目了然（如圖 7）。結(jié)合移動站點可以實時繪制出污染圖（如圖 8）。此圖為某市 2017 年 9月 29 日 100 個移動站點和 19 個固定點繪制出的云圖。圖 9 為 2017 年 9 月 28 日試驗車輛繪制出的污染圖。