1.背景

隨著大氣污染防治行動計劃的不斷深化，開展本地區(qū)的污染綜合整治成為各級政府完成區(qū)域污染減排和環(huán)境質(zhì)量改善目標(biāo)的工作重點(diǎn),而眾多的煤場、料場、渣場造成的揚(yáng)塵污染也成為市區(qū)內(nèi)主要污染來源之一。工業(yè)企業(yè)料堆場揚(yáng)塵污染具有點(diǎn)源分散、變化速度快等特點(diǎn)；傳統(tǒng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，很難滿足現(xiàn)在的揚(yáng)塵監(jiān)測需求。并且傳統(tǒng)揚(yáng)塵管控手段主要是基于管理手段，主要關(guān)注工地是否灑水、地面硬化、遮蓋等管理措施上，對于其實(shí)際污染數(shù)據(jù)的變化趨勢并未全面開展。

為落實(shí)工業(yè)料堆場揚(yáng)塵整治，開展料堆場揚(yáng)塵試點(diǎn)監(jiān)測，在料堆場建設(shè)揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)，是對料堆場實(shí)現(xiàn)綜合管理的有效手段，揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)采用光散射方法，該方法能實(shí)時反映顆粒物濃度變化趨勢，監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較，滿足現(xiàn)階段對料堆場進(jìn)行試試監(jiān)測的目的。

公司有多年的環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，公司的揚(yáng)塵在線顆粒物監(jiān)測儀*超過30%，針對揚(yáng)塵監(jiān)測市場的技術(shù)需求，我公司開發(fā)了系列β射線揚(yáng)塵監(jiān)測儀和光散射法揚(yáng)塵監(jiān)測儀，各種儀器配合使用，既能滿足揚(yáng)塵監(jiān)測的不同市場需求，也解決了一次性投入過多大的問題。

2.系統(tǒng)目標(biāo)

首先，在工業(yè)企業(yè)料堆場安裝揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對料堆場揚(yáng)塵污染狀況的全面監(jiān)測。

其次，在基礎(chǔ)建設(shè)完成的情況下，完善揚(yáng)塵視頻監(jiān)測體系建設(shè)，采用環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)智慧網(wǎng)關(guān)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換及聯(lián)防聯(lián)控支持技術(shù)，建立料堆場監(jiān)測中心平臺，搭建完成服務(wù)器虛擬化平臺和物聯(lián)網(wǎng)云平臺，基本完善的網(wǎng)絡(luò)化的揚(yáng)塵監(jiān)測，達(dá)到工業(yè)企業(yè)自行監(jiān)測的目標(biāo)，過監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)對區(qū)域內(nèi)的揚(yáng)塵排放進(jìn)行監(jiān)測，評估揚(yáng)塵排放量對環(huán)境污染的貢獻(xiàn)率，確定對揚(yáng)塵排放和污染的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)，并完成相應(yīng)法律法規(guī)的建設(shè)。

堆料場揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測參數(shù)通常為：可吸入顆粒物PM10、PM2.5噪聲、視頻監(jiān)控。

通過對可吸入顆粒物PM10的監(jiān)測，可以監(jiān)測施工現(xiàn)場的揚(yáng)塵產(chǎn)生情況。

通過噪聲數(shù)據(jù)可以監(jiān)測現(xiàn)場噪聲狀況。施工現(xiàn)場通常會產(chǎn)生較大的噪聲，對城市聲環(huán)境造成較大污染，尤其是夜間施工，對城市居民影響較大；

揚(yáng)塵質(zhì)量較輕，容易在風(fēng)的作用下迅速擴(kuò)散；空氣中的揚(yáng)塵也容易被雨水沖刷，回落地面，但落回地面的揚(yáng)塵在水分揮發(fā)后，仍會進(jìn)入空氣進(jìn)行流通，再次形成污染。

視頻監(jiān)控是堆料場揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分。顆粒物監(jiān)測儀得到的現(xiàn)場顆粒物濃度以及聲級計得到的現(xiàn)場噪聲數(shù)據(jù)，都不能直觀顯示施工現(xiàn)場的具體的揚(yáng)塵污染狀況。通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)采集現(xiàn)場的圖片、視頻數(shù)據(jù)，可以清楚地了解現(xiàn)場揚(yáng)塵排放情況，也可以作為行政監(jiān)管的依據(jù)。

堆料場揚(yáng)塵超標(biāo)聯(lián)動霧炮或噴淋系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)揚(yáng)塵超標(biāo)時，自動或手動啟動噴淋系統(tǒng)，實(shí)時自動遏制揚(yáng)塵。

3.系統(tǒng)設(shè)計思路

3.1.1 堆料場揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計思路

堆料場揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)的整體設(shè)計思路如下圖所示。

圖1 系統(tǒng)設(shè)計思路圖

3.1.2 顆粒物監(jiān)測儀器的設(shè)計

顆粒物監(jiān)測儀器可以實(shí)時監(jiān)測堆料場空氣中的PM2.5和PM10濃度，監(jiān)測結(jié)果可用來考察工業(yè)企業(yè)堆料場降塵措施的有效性，對工業(yè)企業(yè)堆料場揚(yáng)塵整治測評，結(jié)合參照點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，還可以用于分析堆料場揚(yáng)塵對空氣中PM2.5和PM10的貢獻(xiàn)率。

3.1.3數(shù)據(jù)采集與傳輸單元

數(shù)據(jù)采集與傳輸單元主要實(shí)現(xiàn)各個監(jiān)測儀數(shù)據(jù)采集、存儲和傳輸，以及儀器控制功能。通過系統(tǒng)軟件，可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)前監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時顯示、數(shù)據(jù)查詢、儀器狀態(tài)查詢、報警查詢等功能。數(shù)據(jù)采集軟件可以實(shí)現(xiàn)污染超標(biāo)報警，并通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)抓拍現(xiàn)場圖像，上傳至管理平臺。同時，數(shù)據(jù)采集可以完整記錄現(xiàn)場的視頻信息，方便現(xiàn)場錄像回看。

3.1.4堆料場揚(yáng)塵在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)平臺的建設(shè)

堆料場揚(yáng)塵監(jiān)測點(diǎn)確定后，數(shù)量較多的堆料場揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以將市區(qū)所有監(jiān)測系統(tǒng)組成一個完整的揚(yáng)塵在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)揚(yáng)塵監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時查看、數(shù)據(jù)記錄、統(tǒng)計分析等功能，并形成區(qū)域揚(yáng)塵監(jiān)測地圖等，實(shí)現(xiàn)對整個區(qū)域揚(yáng)塵污染情況的全面高效監(jiān)測。

圖3揚(yáng)塵自動監(jiān)測平臺系統(tǒng)主頁

堆料場揚(yáng)塵自動監(jiān)測站聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)默認(rèn)加載地區(qū)為中心的地圖，地圖類型分為普通地圖和混合地圖，地圖上方為系統(tǒng)功能導(dǎo)航菜單，左側(cè)圍市、站點(diǎn)導(dǎo)航菜單樹。通過左側(cè)導(dǎo)航樹可以直觀的查看當(dāng)前區(qū)域的所有站點(diǎn)情況。點(diǎn)擊區(qū)域、站點(diǎn)名稱可以將地圖縮放到對應(yīng)的區(qū)域、站點(diǎn)，并可以直觀的看到所屬的站點(diǎn)以及信息。堆料場揚(yáng)塵自動監(jiān)測平臺可實(shí)現(xiàn)子站參數(shù)（顆粒物濃度或噪聲）超標(biāo)后中心站警示及抓圖功能。

圖4 顆粒物數(shù)據(jù)超標(biāo)警示

圖5 顆粒物數(shù)據(jù)超標(biāo)現(xiàn)場抓圖

堆料場揚(yáng)塵自動監(jiān)測平臺可實(shí)現(xiàn)對多站點(diǎn)數(shù)據(jù)同時上傳及數(shù)據(jù)并發(fā)處理，對中心數(shù)據(jù)進(jìn)行分類匯總，多條件自定義查詢對比，列表及曲線直觀展示，可通過中心站直接調(diào)取現(xiàn)場實(shí)時視頻及錄像回放，智能視頻查詢功能。

4.系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容 

堆料場揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測參數(shù)包括可吸入顆粒物PM2.5、PM10、視頻監(jiān)控，堆料場揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)主要是對可吸入顆粒物PM2.5、PM10的監(jiān)測，顆粒物監(jiān)測儀器可以實(shí)時監(jiān)測堆料場范圍內(nèi)空氣中的PM10濃度，監(jiān)測結(jié)果可用來考察工業(yè)企業(yè)降塵措施的有效性，對工業(yè)企業(yè)進(jìn)行文明生產(chǎn)測評，結(jié)合參照點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，還可以用于分析堆料場揚(yáng)塵對空氣PM10的貢獻(xiàn)率。

5.系統(tǒng)建設(shè)實(shí)施

系統(tǒng)建設(shè)包括現(xiàn)場設(shè)備安裝，視頻系統(tǒng)安裝，電力及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、聯(lián)動霧炮以及系統(tǒng)整體調(diào)試五部分。

5.1設(shè)備安裝

系統(tǒng)設(shè)備安裝包括顆粒物監(jiān)測設(shè)備安裝，以及視頻系統(tǒng)安裝。系統(tǒng)安裝時，應(yīng)選擇距離施工位置合適的位置，以有效監(jiān)測堆料場的揚(yáng)塵情況，顆粒物監(jiān)測設(shè)備及視頻設(shè)備在一起安裝。同時視頻裝置應(yīng)能監(jiān)控企業(yè)堆料場地的整體情況。

設(shè)備安裝位置示意圖

5.2電力及網(wǎng)絡(luò)連接

堆料場揚(yáng)塵監(jiān)測系統(tǒng)需求提供220V市電，堆料場通常能夠滿足系統(tǒng)的電力要求，系統(tǒng)功耗0.5KW。網(wǎng)絡(luò)傳輸可選擇有線傳輸或者無線傳輸?shù)姆绞?，在移動公網(wǎng)覆蓋的區(qū)域內(nèi)都可以工作。電力線和網(wǎng)絡(luò)線都應(yīng)穿管掩埋或架空布設(shè)。

5.3系統(tǒng)整體調(diào)試

系統(tǒng)安裝連接完畢之后，需通過系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，以確定堆料場揚(yáng)塵監(jiān)測系統(tǒng)是否可以正常工作。通過現(xiàn)場揚(yáng)塵監(jiān)測測試軟件，可以直觀地觀測到揚(yáng)塵監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

揚(yáng)塵在線監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)時地觀測到堆料場現(xiàn)場的顆粒物濃度、霧炮工作情況、現(xiàn)場視頻等信息。

6.儀器技術(shù)規(guī)格需求

6.1系統(tǒng)配置清單

6.2監(jiān)測系統(tǒng)各組成部分要求

6.2.1在線監(jiān)測設(shè)備技術(shù)要求

6.2.1.1 AML-YC型顆粒物監(jiān)測儀

ü 監(jiān)測方法：激光散射法

ü 檢測參數(shù)：PM10、PM2.5

ü 量程：0~500ug/m3  0~1000ug/m3

ü 光源：激光二極管

ü 重復(fù)性誤差：相對標(biāo)準(zhǔn)誤差小于20%

ü 檢測靈敏度：1ug

ü 測量精度：±20%

ü 濃度單位：微克/每立方米

ü 工作環(huán)境：5~45℃   ≤90%RH

ü 儲存環(huán)境：-20~60℃   ≤90%RH

ü 電源：試點(diǎn)（220V）或太陽能供電兩種方式；

ü 通訊方式：GPRS、WIFI、藍(lán)牙

ü 電池類型：鉛酸蓄電池

6.2.2數(shù)據(jù)采集及中心站軟件技術(shù)要求

6.2.2.1 數(shù)據(jù)采集儀

ü 采用可靠性*的通用工業(yè)控制系統(tǒng)；

ü 中文操作界面，便于用戶操作；

ü 實(shí)時數(shù)據(jù)采集可按設(shè)定的頻率進(jìn)行刷新，并有圖形顯示，與各種監(jiān)測儀器的通訊端口可以任意設(shè)定，靈活性強(qiáng)；

ü 來電自動啟動和運(yùn)行功能；

ü 自動校時，可實(shí)現(xiàn)時間和采集儀時間的同步；

ü 自動校準(zhǔn)、手動校準(zhǔn)功能；

ü 參數(shù)顯示單位可根據(jù)用戶需要進(jìn)行切換；

ü 數(shù)據(jù)查詢功能，能夠查詢小時均值、日均值、月均、值和年均值，配有形象的圖形顯示，便于用戶了解各參數(shù)隨時間的變化趨勢；

ü 數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、導(dǎo)出功能，能夠?qū)⒁欢〞r間段的歷史數(shù)據(jù)利用USB接口等方式進(jìn)行導(dǎo)出，并可將此數(shù)據(jù)導(dǎo)入到中心站軟件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)存；

ü 多串口卡：擴(kuò)展4路標(biāo)準(zhǔn)RS232串口；

6.2.2.2 中心站軟件

ü 實(shí)時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)查詢功能：用戶可隨時查詢某站點(diǎn)、某時刻的污染物和氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)；

ü 數(shù)據(jù)處理和報表功能：中心站軟件對采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，整理出包括小時、日、月、季、年等均值數(shù)據(jù)形式及相應(yīng)的曲線，并可進(jìn)行打印輸出；

ü 空氣質(zhì)量日報和周報功能：中心站軟件生成某天或一周的空氣污染指數(shù)（AQI）和污染指數(shù)歷史記錄；

ü 儀器狀態(tài)的查詢功能：中心站軟件可實(shí)時查詢各子站監(jiān)測儀的工作狀態(tài)，并可將各子站的停電記錄、校準(zhǔn)記錄、儀器報警等狀態(tài)信息記錄下來，供操作人員參考；

ü 遙控校時功能：可通過中心站遙控進(jìn)行子站時間校準(zhǔn)，使子站時間與中心站時間保持一致；

ü 遙控校準(zhǔn):在中心控制室可對某個子站的監(jiān)測儀進(jìn)行遙控校準(zhǔn)，使子站監(jiān)測儀自動進(jìn)行校零和校標(biāo)操作；

ü 多種數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換功能：監(jiān)測數(shù)據(jù)可轉(zhuǎn)換成文本、EXCEL、DBASE等文件格式輸出；

ü 界面美觀：全中文操作界面，只要單擊鼠標(biāo)，即可完成全部工作；

ü 操作日志記錄功能：按時間順序記錄操作員對中心站軟件的操作過程。

6.3視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求

6.3.1視頻監(jiān)控前端攝像機(jī)

ü 全天候?qū)崟r攝像監(jiān)控；

ü 視頻輸出支持1280×960@30fps，1280×720@30fps；

ü 支持20倍光學(xué)變焦；

ü 支持照度可達(dá)彩色0.05Lux，黑白0.01Lux，0 Lux with IR；

ü 紅外距離不小于150米，支持Smart IR防紅外過曝技術(shù)；

ü 內(nèi)置熱處理裝置，降低球機(jī)內(nèi)腔溫度，防止球機(jī)內(nèi)罩起霧；

ü 信噪比≥52dB；

ü 支持透霧、背光補(bǔ)償、數(shù)字寬動態(tài)、3D數(shù)字降噪功能；

ü 支持隱私遮蔽功能；

ü 支持水平手控速度不小于160°/S，云臺定位精度為±0.1°；

ü 垂直手控速度不小于120°/S；

ü 支持雨刷功能；

ü 支持7路報警輸入接口，2路報警輸出接口，支持1路音頻輸入和輸出接口；

ü 支持用鼠標(biāo)在圖像畫面中選定的任意區(qū)域，移動放大或縮小至畫面中心；

ü 支持256個預(yù)置位，支持8條巡航掃描，支持4條以上的模式路徑設(shè)置，支持預(yù)置點(diǎn)視頻凍結(jié)功能；

ü 支持云臺優(yōu)先級控制，485與網(wǎng)絡(luò)可設(shè)置不同優(yōu)先級；

ü 支持守望功能，當(dāng)球機(jī)待機(jī)時間達(dá)到設(shè)置值時，可自動運(yùn)行調(diào)預(yù)置位、自動巡航、自動掃描、模式路徑等功能；

ü 支持屏幕字符顯示功能，最多支持8行字符顯示，字體大小、顏色可設(shè)；

ü 支持掉電記憶功能；

ü 支持定時抓圖、事件抓圖上傳ftp功能；

ü 球機(jī)應(yīng)具備本地存儲功能，支持SD卡熱插拔，支持64G；

ü 支持通過菜單進(jìn)行感興趣區(qū)域編碼設(shè)置；

ü 支持采用H.264、MJPEG視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，音頻編碼支持G.711/G.722/G.726/MP2L2；

ü 支持GB28181協(xié)議；

ü 支持標(biāo)準(zhǔn)Onvif協(xié)議；

ü 支持TCP/IP、UDP協(xié)議，并擴(kuò)展支持SIP、RTSP、RTP、RTCP、IPv4/IPv6、HTTP、HTTPS、802.1x、QoS、FTP、SMTP、UPnP、SNMP、DNS、DDNS、NTP、IGMP、ICMP、DHCP、PPPoE等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；

ü 支持IP地址過濾功能；

ü 支持音頻異常偵測,移動偵測,視頻遮擋,網(wǎng)線斷,IP地址沖突,存儲器滿,存儲器錯,非法訪問等智能報警；

ü 室外球機(jī)應(yīng)具備較好防護(hù)性能，支持IP66，TVS 4000V防雷、防浪涌、防突波；

ü 具備較好的環(huán)境適應(yīng)性，工作溫度范圍可達(dá)-30℃-65℃；

6.3.2硬盤錄像機(jī)

ü 支持200W高清網(wǎng)絡(luò)視頻的接入、存儲以及本地預(yù)覽與回放；

ü 設(shè)備支持4路1080p（4M）高清網(wǎng)絡(luò)視頻接入；

ü 支持1個HDMI輸出、1個VGA輸出；HDMI、VGA接口輸出分辨率支持1920x1080p；

ü 設(shè)備支持1個SATA接口；

ü 支持4路報警輸入，1路報警輸出接口；

ü 支持1個千兆以太網(wǎng)口；

ü 支持語音對講輸入，支持PC通過NVR與網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)進(jìn)行語音對講；

ü 支持接入符合標(biāo)準(zhǔn)ONVIF、PSIA協(xié)議網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，并支持以私有協(xié)議方式接入第三方攝像機(jī)；

ü 支持網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)分辨率、幀率、碼率等參數(shù)配置，支持通過NVR進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的程序升級、配置參數(shù)的導(dǎo)入和導(dǎo)出等；

ü 支持錄像自動續(xù)傳功能，能對前端攝像機(jī)斷網(wǎng)這段時間內(nèi)SD卡中的錄像（視IPC的存儲空間大小而定）回傳到NVR；

ü 支持?？礢MART IPC智能跨界入侵偵測、區(qū)域入侵偵測，音頻異常偵測，虛焦偵測，移動偵測，人臉偵測等多種智能偵測接入與相關(guān)報警聯(lián)動功能；

ü 支持可選主碼流、子碼流進(jìn)行錄像；支持定時、移動偵測錄像、報警錄像等多種錄像方式；定時、事件錄像參數(shù)可獨(dú)立設(shè)置，包括碼率、幀率等參數(shù)；支持定時、報警抓圖計劃設(shè)置；

ü 針對不通通道，可分別配置相應(yīng)的存儲容量，或可設(shè)置不同的存儲磁盤；

ü 支持按時間、按事件等多種方式進(jìn)行錄像的檢索、回放；支持基于智能偵測的事件檢索、回放與備份功能；支持基于跨界入侵偵測、區(qū)域入侵偵測的錄像后檢索，可在回放中自定義規(guī)則，進(jìn)行關(guān)鍵錄像的回放；

ü 支持多級快進(jìn)、快退、單幀進(jìn)退、倒放等；支持智能回放，無事件發(fā)生的錄像自動倍速播放，事件錄像正常速度播放；

ü 支持預(yù)覽狀態(tài)下即時回放任意一路通道的錄像，同時不影響其他通道預(yù)覽；支持重要錄像文件標(biāo)簽標(biāo)記與鎖定功能，并可按照標(biāo)簽進(jìn)行模糊檢索；

ü 支持4路4CIF同步回放；

ü 支持網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的云臺控制，支持自動掃描、預(yù)置點(diǎn)調(diào)用以及巡航等云臺控制功能；

ü 設(shè)備支持標(biāo)準(zhǔn)ONVIF、PSIA、GB28181協(xié)議；支持IPv6，支持TCP、UDP、RTP、RTSP、UPnP、SNMP、SADP、NFS、iSCSI等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；

ü 支持硬盤SMART檢測與預(yù)警技術(shù)，并支持硬盤工作狀態(tài)信息日志記錄；

ü 支持設(shè)備操作日志、報警日志、系統(tǒng)日志的記錄與查詢功能，日志信息需包含時間、類型、用戶、主機(jī)地址、參數(shù)類型、通道號以及事件描述等信息，便于設(shè)備工作狀態(tài)、報警記錄和異常情況的分析與統(tǒng)計；

6.4 控溫機(jī)柜技術(shù)要求

ü 機(jī)柜防護(hù)等級為IP55；

ü 機(jī)柜采用戶外噴塑，具備鹽霧抵抗腐蝕及電化學(xué)反應(yīng)的能力；

ü 機(jī)柜采用防雷、接地處理，可靠性高；

ü 機(jī)柜底部采用滾輪設(shè)計，增強(qiáng)機(jī)柜的可移動性；

ü 工作溫度范圍：-20℃～+55℃，相對濕度＜95％；