1、適用范圍或應用領域
省/市/區區域,工業園區,考核站周邊
2、技術簡介
以街道、社區為網格區域范圍,進行全面、精準“網格化布點”,綜合固定監測和移動監測技術,形成精細的覆蓋整個區域的感知物聯網絡,實時監控多種污染物的濃度水平和分布規律,通過環保云平臺和大數據計算挖掘,確定區域空氣污染的主要成因和來源,并為預測預警、溯源及靶向治理等環保決策提供精準的數據支持。實現科學精準治理,以事件為管理內容,以網格單位為責任人,變被動監督為主動監管,建設橫向覆蓋市級各相關職能部門,縱向聯通市、縣、鄉、村的全方位環保監管體系。
3、工藝路線及參數或技術原理
網格化環境監測終端系統由感知層、數據傳輸層、應用服務層三部分組成。
(1)感知層智能監測設備:
現場端各類智能監測感知設備,對環境要素進行全面智能感知,前端設備包含主要設備、輔助設備。主要設備指各類檢測儀器(PM2.5、PM10、空氣溫濕度、風速風向、氣壓、)和數據采集主控設備,負責檢測各類數據和上傳數據;輔助設備主要包括安裝儀器設備所需要的安裝固定裝置等。
(2)數據傳輸網絡:
數據傳輸可選用有線或2G/3G/4G/GPRS無線傳輸方式,也可以兩種兼用,無線傳輸的特點方便靈活。并可安全存儲數據、設備工作狀態等信息。
(3)應用服務層:
包括應用展示層、應用實例層、應用支撐層、基礎數據層四部分。
應用展示層:
通過不同方式(APP移動端、web端、LED大屏)向用戶展示平臺界面;
應用實例層:
主要是對網格化監測區域各項參數進行監測預警及分析、對污染物的擴散曲線趨勢進行推算等功能。
應用支撐層:
以云計算、大數據等技術手段,整合和分析海量跨地域、跨行業的環境信息,實現海量數據存儲,實時處理和深度挖掘與分析。
基礎數據層:
存儲區域及設備數據、實時監測數據、歷史數據等信息,解決信息資源管理分散,基礎數據存儲零亂,標準化差、應用服務適用性單一,難以共享等問題。
4、技術特點
靈活點位布設 根據不同周邊環境、污染源分布差異情況,采用不同環境監測傳感器組合設備,可對不同情況有針對性的靈活布設點位進行監測。
統一的管理平臺 整個網格化環境監測系統同時提供了設備管理、用戶管理、存儲管理、網絡管理等基礎設備管控功能。通過優化系統架構,提高系統的整體效能,使平臺對各網格氣象監測布點的管理更靈活、更人性化。
開放的體系架構 各網格化環境監測站點設都由網格化環境監測系統管理平臺軟件進行管理,該平臺通過Web Service提供基礎服務,方便與監督平臺或天氣預報系統平臺對接。
子系統的統一集成 可對網格化環境監測布點子系統統一的監測、控制和管理,各個子系統按照統一的中間件標準數據采集主控設備通過云管理平臺進行數據展示、統計對比與分析。實現將分散的、相互獨立的子系統用相同的軟件環境進行集中管理,并可以查看各微型氣象站的運行狀況信息。
數字化與智能化 系統可以在衛星定位基礎上實現遠距離無線數據傳輸,而且可通過與地理環境區域化的劃分實現靈活、精細、高密的網格化環境監測。以網絡化傳輸、數字化處理為基礎,以各類功能與應用的整合與集成為核心,實現數字化與智能化更廣泛的擴展與延伸。
5、技術優勢
第一,技術方法。
國控點一般監測PM2.5、PM10、SO、NOx、O3、CO六項指標,監測全面,但不能對單一的指標進行分析。而微型儀器采用進口激光器、300納米精度,獨有粒子計數算法和標定工藝,分析小區域內污染源,追溯主要污染物及提出對應治理措施。
第二,成本投入差別大。
對網格化監測系統有些了解的人都清楚,網格化監測最大的特點在于微觀站成本投入低,設備維修維護便利,適合大范圍、高密度布點。通過網格化布點,可以采集到全面、精細的污染數據,經過對海量數據進行深度分析,實時掌握污染趨勢動態,實現污染溯源。這是原有的一個城市僅有幾個大氣監測標準站所無法媲美的。
第三,后續維護方法。
國控點的成本及后期運營費用較高,很難進行大面積、精密化布點, 并且‘說不清污染來源’的問題仍然存在。而微型儀器恰好彌補了這樣的缺點,在污染發生時,能分析污染物來源、時間及污染物成分,而且維護方式簡單,運營費用較國控點低。
第四,宏觀應用。
可以根據整個區域的空間布局、污染源分布情況,布設監測站點形成網格,對整個區域的空氣污染進行實時動態監測,實時監控區域的空氣質量整體狀況和變化趨勢。
第五,微觀應用。
對本地區的某些污染源較為嚴重的區域,比如對主要固定污染源、工業園區、道路交通、城鄉“小散亂”污染重發區等排放源進行重點監控,科學評估區域內有組織、無組織排放源的污染狀況及其對環境空氣質量的變化。
6、設備組成
由微型空氣自動監測站及數據處理及應用平臺組成。 微型空氣自動監測站主要技術參數:
數據處理及應用平臺主要功能組成包括:
7、技術要求
1、設備使用條件
工作溫度:-20℃~+50℃。 工作相對濕度:小于等于95%RH(無凝露)。 采取市政供電。設備內需含備用電池,支持斷電后工作時間需大于8小時。
2、外觀和結構
設備應具有產品銘牌,銘牌上應標有儀器名稱、型號、標示碼(二維碼)、生產單位、出廠編號、制造日期等信息。 設備表面應完好無損,無明顯缺陷,各零部件連接可靠,各操作鍵、按鈕靈活有效。 為便于運輸、攜帶、安裝和動態調整位置,設備需要采用小型化、一體化設計,重量小于10千克(包括傳感器、機箱、蓄電池、電源適配器等)。
3、安全要求
接地保護 設備采用市電供電時應連接地線,具有防雷保護設施。 絕緣電阻 使用交流電源時,設備的電源相、中聯線對地的絕緣電阻應不小于20MΩ。 絕緣強度 使用交流電源時,設備電源相、中聯線對地的絕緣強度,應能承受交流電壓1.5kV、50Hz泄露電流5mA,歷時1min實驗,無飛弧和擊穿現象。 防電磁干擾功能 設備具有抗電磁干擾功能,提供有資質檢測機構出具的電磁干擾檢測報告。 防護等級 在滿足性能要求的前提下,設備護等級應滿足GB4208-2008 IP44的規定。 防鹽霧腐蝕 經鹽霧試驗后,設備外殼應無腐蝕現象。
4、數據傳輸要求
通信要求采用消息“訂閱/發布”機制的物聯網傳輸協議。
具備數據加密、數據校驗等功能。
支持設備狀態信息自動上傳,如斷電、設備移動、通訊異常、傳感器異常、溫濕度異常等信息(需現場提供相關數據平臺演示)。
支持設備數據存儲功能,至少可以儲存3個月以上監測數據。
8、工程案例
江蘇省大氣PM2.5網格化監測項目。
以生態環境部“千里眼計劃”為指導,在全省率先省級覆蓋,與2019年底建成江蘇省大氣PM2.5網格化監測系統。在全省1993個3公里×3公里網格點上設置4331個空氣自動監測站點,實現了對工業、揚塵、機動車及國控站周邊“散亂污”等,占全省80%污染貢獻源的監測全覆蓋,具備及時發現區域大氣污染問題、分析污染來源的能力,發揮了靶向支撐精準治氣的“千里眼”作用。
江蘇省重點區域VOCs監測監控系統。
在江蘇省大氣PM2.5網格化監測系統基礎上,進一步針對涉VOCs的熱點網格開展環境空氣揮發性有機物實現監測全覆蓋,針對大型加油站、涂裝企業、交通干道、大型港口(碼頭)等重點區域、重點行業及國控城市空氣站周邊開展加密監測監控,建立了江蘇省重點區域VOCs監測監控系統。系統建立了有效的VOCs監測監控溯源與預警體系,構建覆蓋面廣、重點突出、密度合理的VOCs監測監控網絡,解決VOCs多組分監測點位布設嚴重不足的問題,增強及時發現VOCs污染高值區、識別特征組分、分析污染成因、有效追溯污染來源的能力。實現了重點區域、重點行業、重點時段VOCs精準監測監控,有力提升我省臭氧和PM2.5污染協同治理系統化、科學化和精細化水平,有效遏制因臭氧濃度超標導致的污染天數增加趨勢,促進我省空氣質量持續改善,為“十三五”約束性目標順利完成提供堅強保障。
項目共計建設了43套VOCs小型自動監測站、1809臺(含防爆級65臺)光離子化微型站(PID)、212臺多參數微型站、8臺移動走航觀測車、600套視頻監控,以及監測數據處理與應用子系。