扬尘噪声监测系统

一、项目背景

近年来，我国空气质量改善缓慢，大气污染物的排放总量长年居高，尤其是PM2.5、PM10等颗粒物浓度**标严重。面对严峻的空气污染问题，**2012年发布的《大气污染防治行动计划》(称《大气十条》)。为了实现防治目标，各地**纷纷走上了精准治霾之路，并日益引起各级**的高度重视，甚至不惜牺牲工业发展，也要绿水青山。

据**提供的监测数据显示，空气主要污染物PM2.5、PM10主要污染源来自机动车尾气、建筑工地和道路扬尘、锅炉烟气、工业**废气、餐饮业油烟以及露天焚烧垃圾产生的烟尘，属于复合型大气污染。但是目前城市发展迅速，建设项目众多，由于建筑工地、运输车辆扬尘防护措施不到位，城市“开膛破肚”现象普遍，造成大量扬尘污染越来越严重，也越来越引起各级**的关注。

为了有效监控建筑工地扬尘污染，接受市民的监督和投诉，共建绿色环保建筑工地，有必要进行建设工程扬尘污染自动监控系统的研究和开发。本方案提供了一种对扬尘噪声等（空气中可吸入颗粒物）实时监测的解决方案。通过远程数据监测系统可以对工地区域扬尘进行实时有效的监测管理。项目的全面实施，可将在建项目的建设施工纳入监管范围，真正实现有效管理和标准化执法，并通过智能预警方式提醒相关负责人进行有效安排防治，同时具备主动防治的功能。

二、环境监测系统方案

（一）、目前扬尘监测遇到的难题 

1）质量管理人员少监管力不从心；

2）环境恶劣监管手段单一管理效率低下；

3）实时、多级管理难以实现，可追溯性差；

4）不能有效预警并进行快速解决，实现防患未然。

（二）、面对难题的思考

1、构建地理信息系统的项目扬尘质量监测、预警、预报平台，多项目联防联控，更好配合各级**落实降尘目标，实为迫在眉睫。

2、系统能够实时实现监测并主动启动防治措施实为行之有效的解决方法。

综合以上难题，我司运用较新环保理论研究成果、信息技术和传感器技术，创建颗粒物在线监测系统，采取实时监测+快速预警+主动防治模式开启项目监测、预警、防治新思路,并研发生产用于园区、施工现场的CH-EMS1000固定式监测系统、用于小区、公园等公共区域的CH-EMS2000小型固定式监测系统和用于机动载体的CH-EMS3000移动式监测系统，并为多家企事业单位提供了解决方案。如下图示

        

                  



（三）、CH-EMS系列环境监测系统

   1、系统概述

    城市空气污染气象条件监测分析系统由多台在线环境质量监测终端、大数据云平台服务软件以及用户终端APP三部分组成。该系统主要设备可在居民区、公路边、大型商圈、工业园区等位置成网状铺设。通过对大气污染物以及环境气象条件的实时监测，同时结合大数据与云计算等较新技术，大气污染过程的模拟分析，实现区域内污染物转移预测，进一步实现环境空气质量的总体形势预报。



图 1：系统应用框图



图2：系统应用拓扑图

   2、 系统构成

智能实时在线监测预警调度系统由感知层、传输层、智能支撑层、应用管理层组成。

感知层是由固定微站和移动微站组成，主要负责采集**和移动载体线路上的污染物数据。

传输层由各运营商无线或有线网络组成，它是信息传输通道，负责把数据准确无误的传输给云平台。

智能支撑层是由高速计算机、海量存储器、地理信息等组成，它主要负责数据的计算、存储和挖掘。

应用管理层是智能网格化实时在线监测预警调度平台软件和核心算法组成。



图3：系统组成拓扑图

 

图4：系统组成实景图

3、系统主要特点                

1) 功能完善：单台空气质量监测终即可实现对环境空气中的常规有害气体的监测，主要包括SO2、NO2、CO、O3、PM2.5、PM10、气象五参数；

2) 低成本：单台终端的成本不到环境空气质量自动监测站的10%；

3) 监测覆盖面积广；

4) 高精度：气体部分检测精度达到ppb级；

5) 实时报告：通过GPRS等网络和软件平台，实现用户终端实时数据显示；

6) 准确定位：准确可靠定位数据来源；

7) 运维简易：该终端结构设计合理，可靠性高，安装维护方便；

4、在线空气质量监测终端的组成及原理

1）终端组成

   该终端由气体监测、气象条件监测、粉尘监测、数据通信等部分组成。

?  气体部分可实时在线监测空气中的SO2、NO2、CO、O3浓度；

?  气象部分可监测环境中的风速、风向、温度、湿度等参数的变化；

?  粉尘部分用于监测环境当中的可吸入颗粒物PM2.5/PM10等实时浓度；

?  数据通信部分由通信模块DTU、GSM、及INTERNET网络组成，实现数据和服务器之间的实时通讯。



图5：在线环境质量监测仪结构组成图

2）     终端工作原理

a）气体监测部分：采用高灵敏度电化学传感器原理，结合单片机技术和网络通讯技术，可以连续监测大气中的SO2、NO2、O3、CO、H2S、NH3、HF气体，按需要显示需要的测量数据，同时保存数据结果或通过RS485串行接口送至信息中心。

b）粉尘监测部分：采用激光光源，内装光学标准散板,确保仪器高稳定性。并通过计算机软件实现仪器零点自动调节，提高了仪器测量精度，方便了用户使用。

c）控制器部分：我司生产具有集成度高，数据处理速度快，运行稳定等特点。如下图所示：



d)系统通信部分：采用基于GPRS、DTU数据采集模块，使用无线的方式将数据传输到空气质量在线监测系统的工控机。

e)气象监测部分（选配）：采用脉冲原理对风速、风向进行测量，大气压力、温度湿度采用进口数字型高精密传感器进行测量。

f)大数据云平台服务软件：实现实时有效的对监测点周边可能存在的空气污源、以及地理位置特殊等条件下的环境空气质量进行监测。

g)采用云服务器包括：主系统服务器、数据服务器、运行控制服务器、用户服务器、备份服务器等组成的云平台，**了快速和智能的环境数据处理能力。如下图



图6：数据链路图（卫星）

（四）、系统平台软件功能

1、 软件功能概述

a)   污染源分析、溯源：采用大数据技术，利用专业的空气质量模型系统，动态的分析污染的形成、传输、扩散的情况，定量分析污染的成因和变化，并对污染源进行追溯；

b)   预警预报：遇到当前监测**标，自动向相关联系人发送报警信息，精确给出具体的**标数值、**标时间、**标排放量、**标排放介质量，为强化监理工作提供翔实可靠的依据；

c)   污染评价与质量日报：依据数据有效性规定、AQI评价技术规范进行数据审核、审核处理，做出各站的空气质量数据评价，利用监测结果向公众发布环境空气质量日报、预报和定期的质量报告。

d)   决策支持：采取的减排调控政策、措施的实施效果进行定量分析评估，并指导行业、企业根据评估结果和既定的减排目标，以较小的减排代价达到较优的治污效果，提高减排调控措施的可持久性。

   2、绘制污染图

  本平台软件能够实时显示整个区域的扬尘状况，并根据国家环保标准着色，对整个区域的污染状况一目了然。

   结合移动站点可以实时绘制出污染图。此图为某市2017年9月29日100个移动站点和19个固**绘制出的云图。



 图7：2017年9月28日试验车辆绘制出的污染图

   3、查询、分析功能

   平台可以查询历史数据，并可以按照曲线显示出来，使用户更直观了解污染趋势。可以根据采集数据分析出年均、月均值，并可以导出为EXCEL格式保存。



图8：数据查询

 

  （五）、预警（防治）系统解决措施

1、     数据预警

  当数值达到轻度污染状态，软件平台会主动进行判断，同时推送短信到*管理人员，如项目经理、施工员或安全员，以告之采取降尘措施。



2、     主动防治

当扬尘**过设定指标时，我司产品便会采取主动防治功能，立刻发送指令，启动与其联合运行的降尘设备，如塔吊喷淋系统、围挡喷淋系统、雾泡机等，迅速进行现场降尘。