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環境網格化空氣監管系統優化提升江蘇省居民區工業區城市空氣環境監測絕棒方案分析
按照國家和江蘇省對大氣監測工作要求，根據《大氣 PM2.5網格化監測點位布設技術指南（試行）》《大氣 PM2.5網格化監測技術要求和檢測方法技術指南（試行）》等相關技術要求，為進一步完善江蘇省大氣環境監測監控網絡，提高重點污染區域精準監管效能，科學應對國家 PM2.5考核，改善環境空氣質量。2019年 3月 7日，江蘇省政府印發江蘇省生態環境監測監控系統三年建設規劃，謀劃實施江蘇省大氣 PM2.5網格化監測系統建設工作， 江蘇省政府與簽署部省合作框架協議，大氣 PM2.5網格化監測系統應運而生。 本系統是省級層面以“千里眼計劃”為核心，針對重點區域、圍繞重點行業開展“精準監測”，充分發揮污染防治攻堅“大腦”作用，實施精準管控，避免“一刀切”，為 “精準治氣”提供重要技術支撐。
針對城市敏感區域、工業園區、涉氣企業、交通等重點區域開展加密網格化監測，構建覆蓋面廣、重點突出、密度合理、空氣質量監測和大氣污染監控相結合的大氣環境自動監測網格，形成可以監控污染總貢獻占 80%的熱點網格的監控設施，網格覆蓋區域占江蘇省總面積的 15%，從而進一步完善江蘇省大氣環境監測監控網絡體系，提升重點污染區域監管效能，促進實現環境空氣質量和大氣污染的精準管控、有效溯源、快速處置、科學治污目標。
省級財政投資 1.98 億元，開展“江蘇省大氣 PM2.5網格化監測系統”建設工作，共計建設 91 個常規 6 參數小型空氣監測站、793 個 6 參數微型空氣監測站、3 447 個 2 參數微型空氣監測站，配套建設數據處理及應用平臺。（湖南圣凱安環保科技趙133.。。。。。。75.....32...9.。。。97）
江蘇省城市居民區工業園區學校公園空氣網格空氣質量監測站點分布圖
一．項目背景
面對環境污染問題，傳統監測設備不但要消耗大量的資源，而且面對局部污染它也無法監測到位，難以達到環境精細化管理的需求，無法滿足目前環境監管提出的新需求。為了打破傳統監測點位不足、面源污染管控難等污染治理難題。
湖南圣凱安環保科技有限公司推出了大氣污染防治一體化網格化監測系統，通關安裝覆蓋監測區域內各個污染源的微型監測站，實現監測與監管協調聯動，24小時對環境污染進行全面監管。
二．方案建設
1. 設計依據
《環境空氣質量自動監測系統技術規范》HJ/T193-2005
《環境空氣質量自動監測系統技術規范》HJ/T193-2013
《環境空氣質量標準》 GB 3095-2012
《環境空氣質量指數（AQI）技術規定》 HJ633-2012
《環境空氣質量監測點位布設技術規范》 HJ664-2013
《環境空氣質量監測規范》試行
《環境空氣質量評價技術規范》（試行）HJ663-2013
《大氣污染防治行動計劃》（國發﹝2013﹞37 號）
《關于印發<2014 年全國環境監測工作要點>的通知》（環辦﹝2014﹞2 號）
《京津冀及周邊地區 2017 年大氣污染防治工作方案》
《環境空氣顆粒物（PM2.5）手工監測方法（重量法）技術規范》HJ 656-2013
《環境空氣質量評價技術規范》（試行）HJ663-2013
《XX 市大氣污染專項整治工作行動方案》
《安徽省大氣污染防治條例》
《十三五環境監測質量管理工作方案》 （粵環辦函〔2016〕364 號）
《京津冀及周邊地區 2017 年大氣污染防治工作方案》
《建筑施工場界噪聲限值》GB12523-90
《社會生活環境噪聲排放標準》GB22337-2008
《工業企業設計衛生標準》TJ36-79
《建筑物防雷技術規范》GB50057-1994
《大氣 PM2.5 網格化監測點位布設技術指南（試行）（征求意見稿）》
《大氣 PM2.5 網格化監測系統安裝和驗收技術指南（試行）（征求意見稿）》
《大氣 PM2.5 網格化監測系統質保質控與運行技術指南（試行）（征求意見稿）》
《大氣 PM2.5 網格化監測技術要求和檢測方法技術指南（試行）（征求意見稿）》
2. 設計原則
● 數據傳輸準確性：傳感器數據傳輸的準確性是實施實時精細化管理的基礎，不同監測對象間存在較大的環境差異性。大氣網格化監測技術必須保證在不同應用場景下，監測結果具有可靠性和準確性；
● 數據傳輸穩定性：環境網格化微型監測系統實時連續監測，監測數據應實時匯集至數據處理中心進行處理；
● 高空間分辨率：由于污染物變化遷移的動態性，高的分辨率才可以捕捉到更多的空氣質量信息。在污染源監測的過程中，由于每種類型的污染源監測重點存在一定差異。，因此可以實施種類劃分，保證大氣網格化監測技術應用的針對性和有效性。
3. 設計目標
● 通過將目標區域劃分成若干監測網絡，分別對其進行布點監測，實時采集這些區域內的大氣環境數據，并對其進行統一管理和監控。
● 通過在數據中心對采集的原始數據進行分析， 產生分析結果數據， 最終以服務的方式為演示終端軟件、 移動端APP或者第三方氣象、 環境應用提供數據支撐。
● 為全面客觀反映區域的空氣質量狀況， 了解區域內大氣污染水平分布強度，建立能夠覆蓋 大部分城區的區域站掃描監測系統， 分析區域內不同規劃區域及化工園區的大氣污染物的濃度水平和傳輸規律，研判大氣污染發生發展趨勢，為污染減排及監控提供數據支撐。
4. 系統架構
大氣網格化微型空氣監測系統分為監測單元、數據傳輸單元、數據處理分析單元以及數據應用單元四大板塊。
● 監測單元包含多臺微型空氣監測站、水質多參數監測站、氣象監測站、揚塵噪音監測儀等，具體設備類型由用戶需求及作業環境決定，一般分為微型六參數監測站、微型顆粒物監測站或微型TVOC監測站等。
● 數據傳輸單元負責把前端采集到的數據通過無線、有線或衛星通信的模式發送到平臺服務器，進行數據的在線分析。
● 數據處理分析單元應包括數據接收模塊、數據存儲模塊、數據運算模塊及數據分析和管理模塊。
● 數據應用單元據系統的配置將實時數據推送到監控大屏、云服務中心、微信公眾平臺、手機app等，且自動生成的報表可以為后期的建設和改進提供有利的數據。
三．產品介紹
1. 微型空氣監測站是什么？
微型空氣站是一種集數據采集、存儲、傳輸和管理于一體的無人值守的環境監測系統。空氣質量環境監測系統采用單元網格布點管理的方式，按照“網定格、格定責、責定人”的理念，建立“橫向到邊、縱向到底”的區域網格化監控平臺，應用、整合多項智慧環保技術，在全面掌握、分析污染源排放、氣象因素的基礎之上，采用因地制宜的靈活設點方法進行部署
實時統計各廠區、監測點的監測設備數據，并根據各監測點的環境條件及其污染情況，來分析與推測區域內整體的排放情況。實現對熱點排放區域整體監控，污染物擴散趨勢推算，排放源解析等功能，同時結合物聯網、智能采集系統、地理信息系統、動態圖表系統等*技術，整合、共享、開發，建立全面化、精細化、信息化、智能化的區域環境在線監測平臺，實現對控制污染源無組織排放，減少大氣污染等綜合管理，為制定節能減排方案提供可靠的數據信息和科學的輔助管理決策。
2. 產品概述
湖南圣凱安環保科技環境監測站系統可實現區域空氣質量、水質、氣象等的在線自動監測，能全天候、連續、自動、準確的收集、處理各類環境監測數據。
監測終端靈敏度高，體積小、重量輕、價格低；可根據客戶需求對監測因子進行自由擴展及組合；安裝簡易快捷，安裝條件要求低，運行幾乎免維護；多要素同步實時獲取；全自動工作能力，無人值守亦可做到不間斷精準檢測；探測數據時間分辨率高；實時更新繪制監測網絡。
配套圣凱安云平臺，用戶可以通過Web網頁登錄監控平臺系統，查看監測系統的實時信息；同時，為方便用戶使用，設計開發了安卓系統的移動軟件平臺，可以讓用戶隨時隨地的、多渠道的監控環境。此外，用戶也可以在客戶端手動遠程控制執行設備，根據預測控制算法的處理結果控制現場的調節設備。
3. 功能優勢
● 品質好，價格低，適合，批量化推廣；
● 國外傳感器，性能穩定、分辨率高；
● 氣體、氣象、大氣、揚塵、噪音、水質一體化集成產品，監測參數全面；
● 模塊化產品設計，方便后期維護更換；
● 氣體6項指標任選、還有氣體象五參數、噪音等參數可靈活訂制；
● 創雙風扇內外循環設計，增加氣流流動，大幅增加性能穩定性；
● 雙層保護箱設計，安全有保障；
● 配置金屬鈦金一體化LED顯示屏，展現各監測指數；
● 支持多種無線傳輸方式；
● 三線數據修正，確定數據精準、可靠；
● 配件齊全，太能陽供電，固定支架等*。
4. 產品主要組成
● 微型空氣監測站
● 揚塵噪音監測儀
● 水質多參數監測站
● 氣象監測系統
5. 產品參數
檢測參數 | 量程 | 精度 | 分辨率 | 技術原理 |
一氧化碳(CO) | 0-4000ppb | ≤±5FS | 1ppb | 電化學 |
二氧化硫(SO2) | 0-5000ppb | ≤±5FS | 1ppb | 電化學 |
二氧化氮(NO2) | 0-4000ppb | ≤±5FS | 1ppb | 電化學 |
臭氧(O3) | 0-2000ppb | ≤±5FS | 1ppb | 電化學 |
揮發性有機物 （TVOC） | 0-40ppm | ≤±5FS | 0.001ppm | PID |
PM2.5 | 0-990ug/m3 | ≤±10FS | 1 ug/m3 | 光散射 |
PM10 | 0-99.5ug/m3 | ≤±10FS | 1 ug/m3 | 光散射 |
溫度 | -40℃～+125℃ | ±0.3℃ | 0.05℃ | |
濕度 | 0-99.5%RH | ±3%RH | 0.05RH | |
風速 | 0-60m/s | ±2m/s | 0.1m/s | |
風向 | 0-360° | ±3°FS | 1° | |
氣壓 | 10-1200mbar | ±2FS | 0.12mbar | |
工作環境 | 溫度范圍：-30~+50℃ 濕度范圍：15~85%RH 壓力范圍：80~120kpa | |||
工作電流（DC) | <25mA | |||
通信方式 | UART(TTL232) | |||
數據周期 | 1min，建議 48h 后的數據才作為穩態數據 | |||
預熱時間 | ≥6h，使用或長時間掉電：≥24h | |||
儲存條件 | 3~20℃可保存 6 個月（需保存在密封罐中） | |||
注：如想了解更多產品參數信息，請咨詢我司工作人員！
四．智慧云平臺
1. 設計原則
在綜合考慮該系統的應用環境之后，湖南圣凱安環保科技技術開發人員在設計云端平臺和選擇嵌入式操作系統時主要遵循以下幾個原則：
● 操作實時性，確保用戶在進行每一項操作時，系統都能在規定的時間內完成儲存、分析等步驟；
● 可擴展性，系統留了足夠的空間，可針對用戶的實際需求及產品本身的特點去裁剪、定制內核功能，使之更適用于檢測項目、
● 可移植性，良好的可移植性可保證操作系統在不大改的情況下在不同的硬件平臺上運行。
嚴控成本。在滿足可靠應用的條件下，降低開發成本，使系統更具競爭力。
2. 拓撲結構
3. 通訊方式
系統通過網絡，實時接收監控設備所上報的監測數據信息，同時系統亦可對監測設備下發控制指令，在監控過程中，監控系統一旦發現監測點的污染物濃度達到報警值時，就會迅速發出警報。
用戶可通過智慧云平臺實時了解各個區域的大氣監測數據，并隨時調取現場攝像頭及錄像進行查看，在留存證據的同時大幅度提高工作效率。此外，云平臺擁有豐富的數據接口，便于連接上下級的管理系統，做到數據一次采用，多用途使用。
4. 功能優勢
● 關鍵數據動態展示：對各塘口實時工藝進行展示，包括設備運行狀態、環境數據、監管參數等。以量化數據直觀、精準展現水質改善程度，保障治理防護工作開展，以及日常巡護監管到位；
● 監測參數Web監控：管理人員可以在任何平臺通過瀏覽器登陸系統，查看監測現場，直接操作現場設備；
● 業務決策高效率：基于云計算服務和大數據平臺技術支撐，面向多樣性海量數據進行整合處理與關聯分析，更大化數據信息價值，提高業務決策效率；
● 數據信息可視化：監控大屏直觀管理各級設備、數據監測、報警響應、可視化視頻影像等多方面監管信息，以及具體業務服務開展執行；
● 遠程監控操作：管理人員可以在任何平臺通過瀏覽器登陸系統，查看監測現場，直接操作現場設備；
● 統一管理用戶：不同的操作權限實現了不同級別操作人員對數據訪問范圍和數據讀寫性的嚴格控制，建立統一用戶管理平臺，實現所有用戶的身份管理。
五．應用領域
1） 政府部門監管大氣需要：城鎮居民區、重點工業企業等固定污染源區域環境監測； 道路交通，餐飲、農業生產等無組織開放空間環境監測；重點污染源邊界輸送監測；建筑樓宇等室內環境監測；網格化精細污染源排查；道路線源排放監察；無組織源 (未知源) 排放監察取證；高架源 (已知源) 排放情況監察取證。
2） 社區用戶改善大氣環境需要：居民社區、工業企業大氣環境了解監測專用用戶定制化、專業化大氣環境信息需求。
六。客戶安裝案例現場
遼寧客戶工業園安裝如圖；
圖一
圖二客戶工業園區
圖三客戶訂購產品圖
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