大氣網格化精準決策支持系統

一、概述

人與自然和諧相處是人類社會發展的一個永恒主題，社會文明進步呼喚環保自覺。建設民生環保，要始終堅持“環保為民、環保便民、環保利民”的民本理念。著力解決影響群眾健康的突出環保問題。中共中央、國wu院于2016年10月印發《“健康中國2030”規劃綱要》，其要求深入開展大氣、水、土壤等污染防治，明確加強影響健康的環境問題治理，以提高環境質量為核心，推進聯防聯控和流域共治，實行環境質量目標考核，實施嚴格的環境保護制度，切實解決影響廣大人民群眾健康的突出環境問題。

大氣網格化精準決策支持系統

為進一步深入貫徹落實國家和省市關于生態環境的決策部署，全面提高生態環境保護綜合決策、監管治理和公共服務水平，切實解決重點區域、流域重大環境管理問題，改善環境質量,增強人民群眾獲得感，全面加強市環境監管水平，適應新形勢下環境管理工作量化考核需求，建成天地一體、上下協同、信息共享的智慧環保監測網絡，使環境空氣網格化監測能力與生態文明建設要求相適應。

二、總體設計

2.1主要內容

• 環境保護立體監測系統體系。根據XX市的發展特點，產業結構規劃布局和環保工作重心，建設從市、縣、鄉三級聯動的縱向和全市承擔環保職責的部門行業橫向的監管體系，實現“縱向到底、橫向到邊、覆蓋全市”的智慧環保監管體系。以消除環境監管盲區、提升監管效能為目標，完善網格化環境監管體系，建立專業的網格員隊伍，實現環境監管無縫隙全覆蓋。
• 環境質量大氣網格化平臺體系。以“物聯網+智慧感知”為核心，建立覆蓋全市的環境空氣質量監測分析全污染源覆蓋的自動監測網絡。加大環境信息公開力度，以便民為核心，全面推動環境質量、環境監管、重點排污單位等環保重點領域的信息公開。
• 日常監管運維體系。依托XX市電子政務云、服務器、防火墻以及運維服務等充分利用大數據、云計算、物聯網、互聯網+等*進技術和理念，建設智慧環保大數據平臺、智慧環保綜合監控平臺、智慧環保決策支撐平臺和智慧環保運維管理平臺等信息服務系統。

2.2設計依據

《國wu院辦公廳關于加強環境監管zhi法的通知》(國辦發〔2014〕56號)

《關于印發大氣污染防治行動計劃的通知》（國發〔2013〕37號）

《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）

《環境空氣質量評價技術規范》（HJ663-2013）

《環境空氣質量指數(AQI)技術規定》（HJ633-2012）

《環境空氣質量自動監測技術規范》（HJ/T193-2005）

《關于加強環境空氣質量監測能力建設的意見》（環發[2012]33號）

《環境空氣質量預報信息交換技術指南》（環辦函[2014]1471-1）

《環境空氣質量可視化預報會商技術指南》（環辦函[2014]1471-2）

《環境空氣質量數值預報模式源清單技術指南》（環辦函[2014]1471-3）

《全國環境空氣質量預報預警實施方案》（環辦函[2015]330號）

《空氣和廢氣監測分析方法》（第四版）

《污染源在線自動監控(監測)系統數據傳輸標準》（HJ/T212-2005）

《環境污染源自動監控信息傳輸、交換技術規范(試行)》(HJ/T 352-2007)

《中華人民共和國環境保護法》

《中華人民共和國大氣污染防治法》

《國家環境保護“十二五”計劃》

《國家環境監測能力建設“十二五”規劃》

三、系統概況

整套系統由感知層、平臺層和應用層三部分組成。

其中，感知層由微型空氣監測站、車載式空氣質量監測設備、無人機載環境監測儀、激光雷達監測系統以及視頻監控等前端監測設備組成，并通過無線網絡把各個監測設備的監測數據傳送到中心平臺。

平臺層接收到來自感知層的實時數據進行分析，利用大數據分析進行數據處理和歸集整理。

在應用層，可以GIS方式直觀、形象的實時顯示各監測點位和整個區域的空氣質量狀況，以及污染物濃度水平，并提供異常報警、區域空氣質量變化趨勢等多種服務。

3.1系統特點

1)*監測大氣環境空氣質量,微型空氣站、車載式環境監測設備、無人機載大氣環境監測、激光雷達走航監測、視頻監控等。

2)設置污染預警發布系統，輔助相關部門應急管理

3)云服務平臺，B/S 架構軟件平臺，可隨時查看、下載和在線分析數據。

4)利用*進技術，保證傳感器的精度，穩定性，和環境耐受力。

6)數據有 RTU ，網關和服務器三級緩存，斷點數據主動續傳，保證數據的完整不丟失。

7)支持數據傳輸協議加密，保證數據傳輸安全，不被惡意截獲和解析。

8）平臺功能強大，運行穩定，界面友好，畫面精致。

9）移動式點位與固定式站點相配合，監測全面，提升效率。

3.2系統組成

1）大氣網格化平臺體系

云平臺，服務器，防火墻、LED展示屏，移動zhi法APP

★大氣網格化在線監測平臺系統

★APP

★公眾號

2)立體監測系統體系

★微型空氣站

★車載式環境監測設備

★無人機大氣監測

★激光雷達在線監測

★視頻監控等

3）日常監測體系

★產品質量保證措施

★運維及售后服務

四、網格化管理系統平臺功能

環境管理一張圖

結合GIS的應用，以業務信息和環境信息的空間化、可視化為目的，按市綜合監管zhi法業務設計在線監控、污染源管理，將全市環境監管狀況一覽無余地展現于環境管理者面前，真正實現環境管理的*、無盲區監管。將zhi法主體、企業主體與環境要素客體有機的統一起來，包括空氣質量監測點位、污染源監測點位、監測報警的點位、視頻攝像頭點位、巡檢員的點位、污染事件的點位以及各種點位的實時信息。在地圖上及時、動態、形象的反映出監管區域內的環境、zhi法狀況，實現全市環境管理工作的可視化、透明化管理。

環保一張圖參考樣式一

環保一張圖參考樣式二

4.3綜合監管一平臺

滿足當前環境管理需要，基于現有資源，應用物聯網、移動互聯、GIS等技術，整合大氣監測、視頻監控設施形成綜合監測平臺，并結合GIS服務平臺，對監控因子、監控數據進行立體、可視化展示。其次，以實現zhi法規范化、智能化、解決現階段人員不足、zhi法壓力大為目標，建設環境zhi法平臺，規范zhi法工作程序，實現流程化、標準化、專業化。

（1）環境空氣質量監測模塊

根據空氣質量監測的特點，該模塊主要通過分區域，并按照日、周、月、季度和全年進行評價。系統實現評價結果的保存、修改、刪除、打印功能。空氣質量評價內容主要有空氣質量指數和依據國家標準劃分空氣質量指數級別以及首要污染物和超標污染物。

污染月歷圖

數據報表

（2）車載式大氣監測、無人機環境監測模塊

考慮到油煙污染具有數量多、分布廣、間歇性排放、監測難度大等特點，所以本案將油煙從空氣質量中提取出來，專為油煙搭建監測模塊，實時監測油煙濃度，依照《餐飲業大氣污染物排放標準》設定預警限值，對區域內各餐飲企業，實施*濃度監測與凈化設備及時管控。

（3）開展激光雷達走航模塊

按規定頻次開展激光雷達走航探測，積累走航數據，分析研究當地大氣顆粒物污染的時空分布和輸送規律，快速獲取區域內大氣顆粒物剖面。同時，結合氣象、地形等因素，分析顆粒物污染的生消過程和污染輸送，提高時空分辨率和分辨速度。

為了能夠在環境監測信息收集、整理、加工和數據處理方面具備快速反應能力和綜合分析能力，并達到規范化、科學化管理的監測管理工作要求，需要對環境監測信息進行規范化科學管理

搭建基于 WEB 服務的平臺，具有以下功能：

實時監測

統計分析

預警預報

來源分析

視頻監測

4.4.1APP模塊

APP的系統用戶是的一線zhi法人員，部署于zhi法人員日常zhi法使用的移動終端上，可見環境zhi法APP的用戶中多，滿足一線zhi法人員的工作需要和環境監管zhi法數據采集需求。

具有以下功能：1、實時監測；2、預警預報；3、任務管理；4、統計分析；5、系統設置

4.4.2公眾號模塊

公眾號則為系統的另一個功能特點用戶可根據實際需求選擇是否添加，在公眾號上可直接查看推送信息以及監控視頻，隨時隨地掌握現場情況。

關注公眾號之后，進入公眾號可選擇污染源地圖及視頻監控，在污染源地圖中可查看當前點位信息，各個監測因子數值。

可切換衛星地圖：

五、立體監測設備體系

5.1空氣質量監測儀

ZWIN-AQMS06微型環境空氣質量監測站是我公司推出的一款用于提供室外空氣污染物實時、準確檢測經濟型產品。與市面上便宜的備選產品相比，ZWIN-AQMS06可以給網格化平臺提供強大的數據基礎，而且能根據現場進行校對，確保其具有極佳的可追溯性。

儀器可依據實際情況搭載多種高精度氣體傳感器，配置PM2.5、PM10、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、二氧化硫等空氣質量參數以及氣象五參數，用戶可根據具體實際需求進行定制。

1）產品特點

• 數據準確：采用進口高靈敏度的氣體傳感器，響應速度快，分辨率高，線性好，檢測下限可達ppb級，高溫條件下穩定運行；
• 結構設計合理，可同時監測氣體參數和可吸入顆粒物、氣象參數等，監測參數為PM2.5、PM10、NO2、SO2、O3、CO六項，俗稱“兩塵四氣”；氣象參數為溫度、濕度、氣壓、風速、風向；
• 氣體、顆粒物分兩路采樣，氣體又單獨分路進氣，避免互相干擾，氣體采樣內置微型真空泵，反應時間比普通擴散式采集方式快1.5倍；
• 采用插拔式支架固定風速、風向傳感器，安裝靈活、拆卸方便、不易破損、便于運輸；
• 移動式熱插拔SD卡，隨時更新替換升級程序，支持本地查看數據，無需插拔SD卡，可遠程升級程序；
• 實時監測：各項監測指標傳感器精準測量，快速輸出，快速響應；
• 集中監測：可實現多項監測指標同時進行；
• 數據查看：采用液晶屏顯示，可直觀動態顯示各項監測數據、儀器工作狀態，提供全中文菜單和友好的人機對話界面；
• 模塊化設計，各部件獨立運行，系統可靠性高；
• 一鍵式開機運行，觸摸屏顯示，面板顯示有氣體種類、濃度、溫度、IP地址、流量、時間等；
• 防水防塵設計，壁掛式或落地式部署；
• 環境使用范圍廣，風沙、雨雪及揚塵等惡劣天氣均可；
• 無線傳輸數據設計，標準配置智能除濕系統、自動排污系統；
• 集成GPRS無線通訊技術，實時監測大氣環境數據，成本低，適合網格化布點；
• 可選配GPS定位，實現設備跟蹤功能；
• 可選配太陽能供電，實現太陽能、市電互補。

現場實例

5.2車載式環境監測

本產品是基于3G/4G移動式互聯網平臺開發的新一代高精度監測產品，符合GB3096-2008《聲環境質量標準》、GB3095-2012《環境空氣質量標準》相關標準。本產品可包含3G/4G數傳單元、GPS定位單元、顆粒物監測單元、噪聲監測單元、氣象環境監測單元、視頻監控及存儲單元、LED顯示單元等多個單元，主要應用于城市功能區監測、工業企業廠界監測和施工場界監測領域，為相關zhi法部門提供實時監測數據和畫面證據。

ZWIN-AQMS10型車載式空氣站按照環境監測GB3095-2012《環境空氣質量標準》進行設計制造，滿足環境監測和環境應急情況下對監測參數快速測量要求。產品具有高靈敏、高精度、實時監測系統，通過車載地圖及GPS實時定位系統可把監測數值實時顯示在車載電子地圖上而且可疊加現場監控視頻畫面，為環境監測提供大數據和決策。

車輛可采用SUV或中巴車進行改造，可適應復雜路況的行駛。車輛改裝后可提供車載設備的安裝及固定并為之提供電源。車輛可滿足電磁兼容有關標準，具有防雷能力，可全天候工作。ZWIN-AQMS10型車載式空氣站配置豐富，具體配置通過客戶定制確定。

1）產品特點：

●配備GPS定位模塊實現監測點位實時回傳，軌跡沿途監測數值實時顯示；

●全天候24小時實時監控取得依據，可設置報警閾值；

●車載移動點位使zhi法地點不受限制，確保了數據的真實性、有效性；

●配合固定式微型空氣站監測設備，可形成點面結合的完整監測網，實現零死角零漏洞的目標；

●具有自動記錄、超限報警、抓拍取得依據和數據通訊等功能，可實現區域性環境數據的自動采集、處理和儲存，擴展性強，系統程序采用模塊化結構，方便功能擴展或屏蔽以及各種傳感器的接入；

●采用IP65防護等級的防雨設計，各個傳感器具有快速反應和長期在惡劣環境下工作的特點，測量精度高，存儲容量大，可連續監測，性能穩定，可靠性高；

●汽車電源直接供電。

5.3視頻監控單元

移動式實時視頻監控，支持高、標清圖像瀏覽分屏顯示及輪巡功能；

圖像可疊加環境監測數據，直觀顯示當前環境信息；

實時視頻與監測數值疊加在同一畫面，同時上傳；支持超標數據視頻抓怕，疊加數值并儲存，可調取歷史視頻；

5.3無人機載環境監測設備

我司專門針對生態環境中氣體的監測研發出一款智能型“四氣兩塵”傳感器組件。該組件的傳感器采用高靈敏的進口電化學傳感器，采取擴散式氣體檢測方法；操作方便、測量準確、工作可靠、體積輕??；利用我們設計的支架可以方便安裝至無人機上，利用無人機的*優勢可以實現空中軌跡的氣體監測。同時利用我們的軟件平臺，集成顯示經緯度、高度、飛機狀態、溫度、濕度、PM2.5、PM10、CO、O3、SO2、NO2、CO2、VOC等參數的實時監測和三維可視化展示。為三維立體空間的空氣質量分析提供一個有效的監測手段。

（1）主要技術指標

5.4激光雷達監測系統

激光雷達可用于連續監測大氣氣溶膠的分布，分析氣溶膠的組成結構和時空演變。由激光雷達的探測數據可獲得大氣邊界層（PBL)的結構和時空演變特征、大氣氣溶膠（飄塵）消光系數垂直廓線和時間演變特征、云層高度及多層云結構、大氣能見度和PM2.5、PM10濃度等信息。同時激光雷達可監測工業煙塵的排放等城市上空環境污染物的擴散規律,監測灰霾和沙塵暴等天氣過程，對大氣環境監測和大氣科學研究都有著重要的意義。

大氣消光系數、通偏振比廓線、邊界層高度、光學厚度等參數。

（1）技術參數

測試項目：

非分散紅外（NDIR）：一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、碳氫化合物（HC）

測量范圍：

●出射激光波長：355nm/532nm/1064nm

●激光重復頻率：10Hz—2500H

●激光單脈沖能量：10μJ—200mJ

●接收望遠鏡直徑：160mm—400mm

●采集器采樣方式：光子計數、A/D采集

功能特點：

●穩定的光學系統結構設計，消除盲區，降低幾何重疊因子

●工作環境溫度范圍廣

●集成化設計，移動攜帶方便

●雷達遠程重啟模塊功能，遠程一鍵操作即可恢復雷達正常運轉

●光學傳感艙溫、濕度顯示控制功能

●激光能量可控，通過人眼安全德國TUV認證