1.背景

隨著(zhù)大氣污染防治行動(dòng)計劃的不斷深化，開(kāi)展本地區的污染綜合整治成為各級政府完成區域污染減排和環(huán)境質(zhì)量改善目標的工作重點(diǎn),而眾多的煤場(chǎng)、料場(chǎng)、渣場(chǎng)造成的揚塵污染也成為市區內主要污染來(lái)源之一。工業(yè)企業(yè)料堆場(chǎng)揚塵污染具有點(diǎn)源分散、變化速度快等特點(diǎn)；傳統監測網(wǎng)絡(luò )，很難滿(mǎn)足現在的揚塵監測需求。并且傳統揚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)際污染數據的變化趨勢并未全面開(kāi)展。

為落實(shí)工業(yè)料堆場(chǎng)揚塵整治，開(kāi)展料堆場(chǎng)揚塵試點(diǎn)監測，在料堆場(chǎng)建設揚塵在線(xiàn)監測系統，是對料堆場(chǎng)實(shí)現綜合管理的有效手段，揚塵在線(xiàn)監測系統采用光散射方法，該方法能實(shí)時(shí)反映顆粒物濃度變化趨勢，監測數據準確性較，滿(mǎn)足現階段對料堆場(chǎng)進(jìn)行試試監測的目的。

公司有多年的環(huán)境空氣質(zhì)量監測設備的生產(chǎn)經(jīng)驗，公司的揚塵在線(xiàn)顆粒物監測儀超過(guò)30%，針對揚塵監測市場(chǎng)的技術(shù)需求，我公司開(kāi)發(fā)了系列β射線(xiàn)揚塵監測儀和光散射法揚塵監測儀，各種儀器配合使用，既能滿(mǎn)足揚塵監測的不同市場(chǎng)需求，也解決了一次性投入過(guò)多大的問(wèn)題。

2.系統目標

首先，在工業(yè)企業(yè)料堆場(chǎng)安裝揚塵在線(xiàn)監測系統，實(shí)現對料堆場(chǎng)揚塵污染狀況的全面監測。

其次，在基礎建設完成的情況下，完善揚塵視頻監測體系建設，采用環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)智慧網(wǎng)關(guān)、物聯(lián)網(wǎng)數據交換及聯(lián)防聯(lián)控支持技術(shù)，建立料堆場(chǎng)監測中心平臺，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 )化的揚塵監測，達到工業(yè)企業(yè)自行監測的目標，過(guò)監測網(wǎng)絡(luò )對區域內的揚塵排放進(jìn)行監測，評估揚塵排放量對環(huán)境污染的貢獻率，確定對揚塵排放和污染的收費標準和依據，并完成相應法律法規的建設。

堆料場(chǎng)揚塵在線(xiàn)監測系統的監測參數通常為：可吸入顆粒物PM10、PM2.5噪聲、視頻監控。

通過(guò)對可吸入顆粒物PM10的監測，可以監測施工現場(chǎng)的揚塵產(chǎn)生情況。

通過(guò)噪聲數據可以監測現場(chǎng)噪聲狀況。施工現場(chǎng)通常會(huì )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；

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

視頻監控是堆料場(chǎng)揚塵在線(xiàn)監測系統的重要組成部分。顆粒物監測儀得到的現場(chǎng)顆粒物濃度以及聲級計得到的現場(chǎng)噪聲數據，都不能直觀(guān)顯示施工現場(chǎng)的具體的揚塵污染狀況。通過(guò)視頻監控系統采集現場(chǎng)的圖片、視頻數據，可以清楚地了解現場(chǎng)揚塵排放情況，也可以作為行政監管的依據。

堆料場(chǎng)揚塵超標聯(lián)動(dòng)霧炮或噴淋系統，實(shí)現揚塵超標時(shí)，自動(dòng)或手動(dòng)啟動(dòng)噴淋系統，實(shí)時(shí)自動(dòng)遏制揚塵。

3.系統設計思路

3.1.1 堆料場(chǎng)揚塵在線(xiàn)監測系統設計思路

堆料場(chǎng)揚塵在線(xiàn)監測系統的整體設計思路如下圖所示。

圖1 系統設計思路圖

3.1.2 顆粒物監測儀器的設計

顆粒物監測儀器可以實(shí)時(shí)監測堆料場(chǎng)空氣中的PM2.5和PM10濃度，監測結果可用來(lái)考察工業(yè)企業(yè)堆料場(chǎng)降塵措施的有效性，對工業(yè)企業(yè)堆料場(chǎng)揚塵整治測評，結合參照點(diǎn)的監測數據，還可以用于分析堆料場(chǎng)揚塵對空氣中PM2.5和PM10的貢獻率。

3.1.3數據采集與傳輸單元

數據采集與傳輸單元主要實(shí)現各個(gè)監測儀數據采集、存儲和傳輸，以及儀器控制功能。通過(guò)系統軟件，可以實(shí)現當前監測數據的實(shí)時(shí)顯示、數據查詢(xún)、儀器狀態(tài)查詢(xún)、報警查詢(xún)等功能。數據采集軟件可以實(shí)現污染超標報警，并通過(guò)視頻監控系統抓拍現場(chǎng)圖像，上傳至管理平臺。同時(shí)，數據采集可以完整記錄現場(chǎng)的視頻信息，方便現場(chǎng)錄像回看。

3.1.4堆料場(chǎng)揚塵在線(xiàn)監測網(wǎng)絡(luò )平臺的建設

堆料場(chǎng)揚塵監測點(diǎn)確定后，數量較多的堆料場(chǎng)揚塵在線(xiàn)監測系統，可以將市區所有監測系統組成一個(gè)完整的揚塵在線(xiàn)監測網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現揚塵監測數據的實(shí)時(shí)查看、數據記錄、統計分析等功能，并形成區域揚塵監測地圖等，實(shí)現對整個(gè)區域揚塵污染情況的全面高效監測。

圖3揚塵自動(dòng)監測平臺系統主頁(yè)

堆料場(chǎng)揚塵自動(dòng)監測站聯(lián)網(wǎng)管理系統默認加載地區為中心的地圖，地圖類(lèi)型分為普通地圖和混合地圖，地圖上方為系統功能導航菜單，左側圍市、站點(diǎn)導航菜單樹(shù)。通過(guò)左側導航樹(shù)可以直觀(guān)的查看當前區域的所有站點(diǎn)情況。點(diǎn)擊區域、站點(diǎn)名稱(chēng)可以將地圖縮放到對應的區域、站點(diǎn)，并可以直觀(guān)的看到所屬的站點(diǎn)以及信息。堆料場(chǎng)揚塵自動(dòng)監測平臺可實(shí)現子站參數（顆粒物濃度或噪聲）超標后中心站警示及抓圖功能。

圖4 顆粒物數據超標警示

圖5 顆粒物數據超標現場(chǎng)抓圖

堆料場(chǎng)揚塵自動(dòng)監測平臺可實(shí)現對多站點(diǎn)數據同時(shí)上傳及數據并發(fā)處理，對中心數據進(jìn)行分類(lèi)匯總，多條件自定義查詢(xún)對比，列表及曲線(xiàn)直觀(guān)展示，可通過(guò)中心站直接調取現場(chǎng)實(shí)時(shí)視頻及錄像回放，智能視頻查詢(xún)功能。

4.系統建設內容 

堆料場(chǎng)揚塵在線(xiàn)監測系統監測參數包括可吸入顆粒物PM2.5、PM10、視頻監控，堆料場(chǎng)揚塵在線(xiàn)監測系統主要是對可吸入顆粒物PM2.5、PM10的監測，顆粒物監測儀器可以實(shí)時(shí)監測堆料場(chǎng)范圍內空氣中的PM10濃度，監測結果可用來(lái)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，結合參照點(diǎn)的監測數據，還可以用于分析堆料場(chǎng)揚塵對空氣PM10的貢獻率。

5.系統建設實(shí)施

系統建設包括現場(chǎng)設備安裝，視頻系統安裝，電力及網(wǎng)絡(luò )建設、聯(lián)動(dòng)霧炮以及系統整體調試五部分。

5.1設備安裝

系統設備安裝包括顆粒物監測設備安裝，以及視頻系統安裝。系統安裝時(shí)，應選擇距離施工位置合適的位置，以有效監測堆料場(chǎng)的揚塵情況，顆粒物監測設備及視頻設備在一起安裝。同時(shí)視頻裝置應能監控企業(yè)堆料場(chǎng)地的整體情況。

設備安裝位置示意圖

5.2電力及網(wǎng)絡(luò )連接

堆料場(chǎng)揚塵監測系統需求提供220V市電，堆料場(chǎng)通常能夠滿(mǎn)足系統的電力要求，系統功耗0.5KW。網(wǎng)絡(luò )傳輸可選擇有線(xiàn)傳輸或者無(wú)線(xiàn)傳輸的方式，在移動(dòng)公網(wǎng)覆蓋的區域內都可以工作。電力線(xiàn)和網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)都應穿管掩埋或架空布設。

5.3系統整體調試

系統安裝連接完畢之后，需通過(guò)系統聯(lián)調，以確定堆料場(chǎng)揚塵監測系統是否可以正常工作。通過(guò)現場(chǎng)揚塵監測測試軟件，可以直觀(guān)地觀(guān)測到揚塵監測系統的實(shí)際運轉情況。

揚塵在線(xiàn)監控系統可實(shí)時(shí)地觀(guān)測到堆料場(chǎng)現場(chǎng)的顆粒物濃度、霧炮工作情況、現場(chǎng)視頻等信息。

6.儀器技術(shù)規格需求

6.1系統配置清單

6.2監測系統各組成部分要求

6.2.1在線(xiàn)監測設備技術(shù)要求

6.2.1.1 AML-YC型顆粒物監測儀

ü 監測方法：激光散射法

ü 檢測參數：PM10、PM2.5

ü 量程：0~500ug/m3  0~1000ug/m3

ü 光源：激光二極管

ü 重復性誤差：相對標準誤差小于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(yáng)能供電兩種方式；

ü 通訊方式：GPRS、WIFI、藍牙

ü 電池類(lèi)型：鉛酸蓄電池

6.2.2數據采集及中心站軟件技術(shù)要求

6.2.2.1 數據采集儀

ü 采用可靠性的通用工業(yè)控制系統；

ü 中文操作界面，便于用戶(hù)操作；

ü 實(shí)時(shí)數據采集可按設定的頻率進(jìn)行刷新，并有圖形顯示，與各種監測儀器的通訊端口可以任意設定，靈活性強；

ü 來(lái)電自動(dòng)啟動(dòng)和運行功能；

ü 自動(dòng)校時(shí)，可實(shí)現時(shí)間和采集儀時(shí)間的同步；

ü 自動(dòng)校準、手動(dòng)校準功能；

ü 參數顯示單位可根據用戶(hù)需要進(jìn)行切換；

ü 數據查詢(xún)功能，能夠查詢(xún)小時(shí)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(hù)了解各參數隨時(shí)間的變化趨勢；

ü 數據的導入、導出功能，能夠將一定時(shí)間段的歷史數據利用USB接口等方式進(jìn)行導出，并可將此數據導入到中心站軟件，實(shí)現數據的轉存；

ü 多串口卡：擴展4路標準RS232串口；

6.2.2.2 中心站軟件

ü 實(shí)時(shí)數據和歷史數據查詢(xún)功能：用戶(hù)可隨時(shí)查詢(xún)某站點(diǎn)、某時(shí)刻的污染物和氣象監測數據；

ü 數據處理和報表功能：中心站軟件對采集的監測數據進(jìn)行處理，整理出包括小時(shí)、日、月、季、年等均值數據形式及相應的曲線(xiàn)，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（AQI）和污染指數歷史記錄；

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

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

ü 遙控校準:在中心控制室可對某個(gè)子站的監測儀進(jìn)行遙控校準，使子站監測儀自動(dòng)進(jìn)行校零和校標操作；

ü 多種數據格式的轉換功能：監測數據可轉換成文本、EXCEL、DBASE等文件格式輸出；

ü 界面美觀(guān)：全中文操作界面，只要單擊鼠標，即可完成全部工作；

ü 操作日志記錄功能：按時(shí)間順序記錄操作員對中心站軟件的操作過(guò)程。

6.3視頻監控系統技術(shù)要求

6.3.1視頻監控前端攝像機

ü 全天候實(shí)時(shí)攝像監控；

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(guò)曝技術(shù)；

ü 內置熱處理裝置，降低球機內腔溫度，防止球機內罩起霧；

ü 信噪比≥52dB；

ü 支持透霧、背光補償、數字寬動(dòng)態(tài)、3D數字降噪功能；

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 支持用鼠標在圖像畫(huà)面中選定的任意區域，移動(dòng)放大或縮小至畫(huà)面中心；

ü 支持256個(gè)預置位，支持8條巡航掃描，支持4條以上的模式路徑設置，支持預置點(diǎn)視頻凍結功能；

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

ü 支持守望功能，當球機待機時(shí)間達到設置值時(shí)，可自動(dòng)運行調預置位、自動(dòng)巡航、自動(dòng)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；

ü 支持掉電記憶功能；

ü 支持定時(shí)抓圖、事件抓圖上傳ftp功能；

ü 球機應具備本地存儲功能，支持SD卡熱插拔，支持64G；

ü 支持通過(guò)菜單進(jìn)行感興趣區域編碼設置；

ü 支持采用H.264、MJPEG視頻編碼標準，音頻編碼支持G.711/G.722/G.726/MP2L2；

ü 支持GB28181協(xié)議；

ü 支持標準Onvif協(xié)議；

ü 支持TCP/IP、UDP協(xié)議，并擴展支持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(guò)濾功能；

ü 支持音頻異常偵測,移動(dòng)偵測,視頻遮擋,網(wǎng)線(xiàn)斷,IP地址沖突,存儲器滿(mǎn),存儲器錯,非法訪(fǎng)問(wèn)等智能報警；

ü 室外球機應具備較好防護性能，支持IP66，TVS 4000V防雷、防浪涌、防突波；

ü 具備較好的環(huán)境適應性，工作溫度范圍可達-30℃-65℃；

6.3.2硬盤(pán)錄像機

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

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

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

ü 設備支持1個(gè)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(gè)千兆以太網(wǎng)口；

ü 支持語(yǔ)音對講輸入，支持PC通過(guò)NVR與網(wǎng)絡(luò )攝像機進(jìn)行語(yǔ)音對講；

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

ü 支持網(wǎng)絡(luò )攝像機分辨率、幀率、碼率等參數配置，支持通過(guò)NVR進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )攝像機的程序升級、配置參數的導入和導出等；

ü 支持錄像自動(dòng)續傳功能，能對前端攝像機斷網(wǎng)這段時(shí)間內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、區域入侵偵測，音頻異常偵測，虛焦偵測，移動(dòng)偵測，人臉偵測等多種智能偵測接入與相關(guān)報警聯(lián)動(dòng)功能；

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

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

ü 支持按時(shí)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、區域入侵偵測的錄像后檢索，可在回放中自定義規則，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(wú)事件發(fā)生的錄像自動(dòng)倍速播放，事件錄像正常速度播放；

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

ü 支持4路4CIF同步回放；

ü 支持網(wǎng)絡(luò )攝像機的云臺控制，支持自動(dòng)掃描、預置點(diǎn)調用以及巡航等云臺控制功能；

ü 設備支持標準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(pán)SMART檢測與預警技術(shù)，并支持硬盤(pán)工作狀態(tài)信息日志記錄；

ü 支持設備操作日志、報警日志、系統日志的記錄與查詢(xún)功能，日志信息需包含時(shí)間、類(lèi)型、用戶(hù)、主機地址、參數類(lèi)型、通道號以及事件描述等信息，便于設備工作狀態(tài)、報警記錄和異常情況的分析與統計；

6.4 控溫機柜技術(shù)要求

ü 機柜防護等級為IP55；

ü 機柜采用戶(hù)外噴塑，具備鹽霧抵抗腐蝕及電化學(xué)反應的能力；

ü 機柜采用防雷、接地處理，可靠性高；

ü 機柜底部采用滾輪設計，增強機柜的可移動(dòng)性；

ü 工作溫度范圍：-20℃～+55℃，相對濕度＜95％；