一、背景介紹

1.1項目背景

根據(jù)國家環(huán)保部監(jiān)測數(shù)據(jù)，目前一些大中城市的霧霾天氣較為嚴重，尤其是在京津冀、長三角、珠三角zui為嚴重。監(jiān)測表明，這些地區(qū)每年出現(xiàn)霾的天數(shù)在100天以上，個別城市甚至超過200天。空氣污染嚴重的深層次原因是我國快速工業(yè)化、城鎮(zhèn)化過程中所積累環(huán)境問題的顯現(xiàn)，高耗能、高排放、重污染、產能過剩、布局不合理、能源消耗過大和以煤為主的能源結構持續(xù)強化，城市機動車保有量的快速增長，污染排放量的大幅增加，建筑工地遍地開花，污染控制力度不夠，主要的大氣污染排放總量遠遠超過了環(huán)境容量等多種原因。其中，因建筑施工產生的揚塵污染，已經(jīng)成為影響城市空氣質量的主要原因之一。

建筑工地揚塵污染是建筑施工過程中排放的無組織顆粒物污染，既包括施工工地內部各種施工環(huán)節(jié)造成的一次揚塵，也包括因施工運輸車輛粘帶泥土以及建筑材料逸散在工地外部道路上所造成的二次交通揚塵。長期以來，對于建設工地揚塵帶來的空氣質量監(jiān)管方面，由于不能得到實時的監(jiān)測數(shù)據(jù)，或者收到舉報無法得到與事實相對應的直接數(shù)據(jù)，一直是令政府監(jiān)管部門十分困擾的事情。

根據(jù)北京市環(huán)保部門的監(jiān)測和分析，揚塵污染約占PM2.5來源的15.8%。南京的六類主要污染源中，揚塵的比例zui大，達37.28%。由于建筑工地揚塵的排放高度一般較低，并且往往集中在人口密集的城市地區(qū)，因此建筑工地揚塵對空氣質量的影響日益受到關注。

為了有效監(jiān)控建筑工地揚塵污染，接受市民的監(jiān)督和投訴，共建綠色環(huán)保建筑工地，有必要進行建設工程揚塵污染自動監(jiān)控系統(tǒng)的研究和開發(fā)。

本方案提供了一種對工地楊塵噪聲等（空氣中可吸入顆粒物）實時監(jiān)測的解決方案。通過遠程數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)可以對工地區(qū)域揚塵進行實時有效的監(jiān)測管理。項目的全面實施，可將全市范圍所有的建設施工納入監(jiān)管范圍，真正實現(xiàn)有效管理和標準化*。

1.2工地管理現(xiàn)狀及存在問題

1. 質量管理人員少監(jiān)管力不從心

工程監(jiān)管存在點多面廣、監(jiān)管人員數(shù)量嚴重匱乏的現(xiàn)象。目前對工程項目施工過程中質量安全監(jiān)管的手段基本上采取深入施工現(xiàn)場進行實地抽查、抽測、驗收的方式。存在勞動強度大、危險性高、耗時耗力的缺點。

1. 環(huán)境惡劣監(jiān)管手段單一管理效率低下

現(xiàn)場使用人工方法進行肉眼觀察檢查，質量安全監(jiān)管存在自然環(huán)境惡劣、效率低下的問題。

1. 實時、多級管理難以實現(xiàn)，可追溯性差

現(xiàn)有的管理手段、企業(yè)管理人員無法實時掌控工地現(xiàn)場質量安全與揚塵污染情況。監(jiān)督管理工作復雜，結果受人為因素影響較大，常常無法客觀公正反應現(xiàn)場揚塵的實際情況，可追溯性差。

1.3建設依據(jù)

符合國家標準：GB3095-2012環(huán)境空氣質量標準

二、建設方案

2.1系統(tǒng)概況

在我們生活周圍，存在眾多的污染源，造成大氣環(huán)境惡劣，PM2.5急劇上升，主要的污染源來源于工業(yè)粉塵、燃煤、機動車尾氣、揚塵等幾方面，其中揚塵就占據(jù)污染源的28%，是當前大氣污染的主要因素之一。

揚塵也分為多個種類，主要有道路揚塵、施工揚塵、堆場揚塵等，而且根據(jù)相關介紹揚塵屬于無組織污染源，防治系數(shù)較大，是國家環(huán)保部十三五規(guī)劃的重點課題，因此揚塵治療是很有必要的，而精細化監(jiān)控和管理揚塵就成了突破口，因此“24小時在線揚塵監(jiān)測系統(tǒng)"應運而生。

“24小時在線揚塵監(jiān)測系統(tǒng)"是天津智易時代科技發(fā)展有限公司為改善空

氣質量自助研發(fā)的24小時戶外揚塵監(jiān)控的一個終端設備。本設備實現(xiàn)一體化，除了可以實現(xiàn)揚塵監(jiān)控以外，還可以測風速、風向、溫濕光、二氧化碳、PM2.5、PM10等環(huán)境數(shù)據(jù)。該監(jiān)控系統(tǒng)主要由揚塵監(jiān)控終端、視頻采集終端、數(shù)據(jù)監(jiān)測及傳輸、服務器、監(jiān)控管理軟件、手機客戶端等組成。

2.2功能特點

系統(tǒng)由顆粒物在線監(jiān)測儀、數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、后臺數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及信息監(jiān)控管理平臺共四部分組成。系統(tǒng)集成了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算技術，通過光散射在線監(jiān)測儀、360球形攝像頭、氣象五參數(shù)采集設備和采集傳輸?shù)仍O備，實現(xiàn)了實時、遠程、自動監(jiān)控顆粒物濃度；數(shù)據(jù)通過采用3G網(wǎng)絡傳輸，可以在智能移動平臺、桌面PC機等多終端訪問；監(jiān)控平臺還具有多種統(tǒng)計和高濃度報警功能，可廣泛應用在散貨堆場和碼頭、混凝土攪拌站以及工廠企業(yè)無組織排放的實時監(jiān)控。

系統(tǒng)組成如下圖所示：

1、感知層：污染源在線監(jiān)測儀，包括顆粒物濃度監(jiān)測儀、氣象五參數(shù)監(jiān)測儀、噪聲監(jiān)測儀和視頻監(jiān)控攝像機，對顆粒物濃度、氣象參數(shù)、噪聲和現(xiàn)場視頻進行連續(xù)自動在線監(jiān)測；

2、傳輸層：采用有線、無線、3G等方式傳輸各種監(jiān)測數(shù)據(jù)；

3、平臺層：數(shù)據(jù)服務云平臺，依托在建工地揚塵與噪聲監(jiān)測平臺的數(shù)據(jù)，進行系統(tǒng)分析、提供跨區(qū)域、全時間、多層次的數(shù)據(jù)挖掘和對比，為科學治理霧霾提供數(shù)據(jù)支撐；

4、應用層：面向不同環(huán)保局、建筑工地的客戶端系統(tǒng)，實現(xiàn)基于Web的污染源實時數(shù)據(jù)在線監(jiān)測、現(xiàn)場圖像和視頻的監(jiān)控、污染源超標報警、以及面向不同管理層的各種管理與統(tǒng)計分析。

在線監(jiān)測信息監(jiān)控管理平臺可支持各種終端平臺通過公網(wǎng)訪問，實現(xiàn)了基于Web的污染源實時數(shù)據(jù)在線監(jiān)測，現(xiàn)場圖像和視頻的監(jiān)控(包括對前端云臺和攝像機的實時控制)、污染源超標報警、以及面向不同管理層的各種管理與統(tǒng)計分析。

2.3產品信息

該系統(tǒng)應用廣泛，不管是技術的城市、還是數(shù)字化媒體行業(yè)、高速旋轉的信息化城市、建筑工地還是物聯(lián)網(wǎng)等等都可以使用該系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要用在工業(yè)園區(qū)、施工工地、城綠化、生活娛樂場所的揚塵監(jiān)控。

揚塵在線檢測儀：

產品特點：

1、配置40mm濾膜在線采樣器；

3、具有可更換粒子切割器PM10、PM5、PM2.5、PM1.0及TSP供選擇；

4、檢測靈敏度：0.01mg/m³；0.001mg/m³；

5、重復性w差：±2%；

6、測量精度：±10%；

7、測量范圍：0.01～100 mg/m³；0.001～10 mg/m³；

8、設計了恒流控制器，確保采樣流量恒定，切割曲線的正確；

9、具有內裝光學標準散板，確保儀器高穩(wěn)定性；

10、具有特別的保護氣幕，避免了粉塵對儀器核心部件—光學系統(tǒng)的污染，確保儀器可靠性；

11、可支持二次開發(fā)。

三、數(shù)據(jù)管理平臺

1、實時前端數(shù)據(jù)采集與顯示；

2、專業(yè)GIS地理信息監(jiān)控與管理，獨立GIS引擎，兼容地圖；

3、多種報表功能，簡化用戶人工統(tǒng)計，優(yōu)化工作流程，支持多層次地圖顯示及信息管理；

4、支持設備集中管理遠程配置、升級；

5、支持多種終端和操作系統(tǒng)，滿足客戶移動辦公要求；（Windows / IOS / Android）；

6、支持系統(tǒng)級別分布式部署，媒體轉發(fā)服務器可分布式部署，負載均衡。

四、平臺軟件主要功能

4.1      電子地圖位置呈現(xiàn)功能

可結合電子地圖確切的知道每個設備所在位置，通過點擊電子地圖上的設備圖標就可以查看設備所帶各項傳感器采集的實時監(jiān)測因子，包括顆粒物、氣象參數(shù)、視頻等，雙擊視頻播放界面可以實現(xiàn)放大或縮小，方便用戶直觀查看區(qū)域內所有監(jiān)測點的部署情況和環(huán)境質量狀況。

4.2      監(jiān)測因子圖形展示

數(shù)據(jù)展示支持折線圖、柱狀圖、表格等多種形式，展示的內容為各項監(jiān)測因子濃度的實時與歷史分鐘值、小時值，方便用戶查看時間段內各項監(jiān)測因子變化趨勢，同時可以進行監(jiān)測點位之間的各項參數(shù)的對比分析，用戶可以自主設定展示的時間區(qū)間，導出打印時支持選用JPG圖片、PDF、EXCEL、WORD文檔多種格式。

4.3      歷史數(shù)據(jù)查詢

系統(tǒng)提供歷史數(shù)據(jù)查詢功能，用戶通過設置時間類型、站點、查詢時間選項后，即可查看到所選擇站點的歷史數(shù)據(jù)信息，包括各項監(jiān)測因子、數(shù)據(jù)更新時間等，查詢結果支持選用EXCEL文檔形式導出。

4.4      站點管理

用戶在此模塊可以實現(xiàn)監(jiān)測點位信息的增、改、查、刪等基本操作，點位信息包括監(jiān)測點位名稱、地址、經(jīng)緯度、站點ID、所在區(qū)域名稱等內容，實現(xiàn)點位信息的動態(tài)管理，區(qū)域與編號為鎖定狀態(tài)，可自行配置名稱、經(jīng)緯度、排名、公開、掉線預警等選項。

4.5      設備監(jiān)控

系統(tǒng)可以實現(xiàn)實時監(jiān)視在線監(jiān)測儀器是否正常工作，數(shù)據(jù)上傳是否正常，從而清楚設備的運行狀況及運行進度，當前端數(shù)據(jù)采集設備或儀器出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)自動提供報警信息方便站點負責人及時知曉，并采取相應的解決措施，保證系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運行。

4.6      短信配置

此功能可以查看短信配置詳情，添加條目可以新增加短信推送人員信息和發(fā)送內容，編輯選項可對接收短信用戶推送內容進行管理操作，配置的信息內容包括預警信息、日報、狀態(tài)預警、掉線預警，完成設置以后，列表中人員可以收到短信信息。

4.7      污染物濃度預警

一旦各項監(jiān)測因子濃度出現(xiàn)異常波動時，系統(tǒng)啟動超標報警。此功能中分數(shù)據(jù)上下限與預警上下限，數(shù)據(jù)上下限為數(shù)據(jù)有效性判定標準值，超過界限的則被判定為無效。預警上下限為當監(jiān)測因子不在設定值范圍內一定時間之后，則會發(fā)送預警短信。

選擇站點便捷，將預警上下限設定臨界值，即可使用預警功能（0為默認）。

4.8      用戶管理

對于不同的角色設置相應權限管理，一個角色關聯(lián)了一套操作權限。系統(tǒng)共提供了三種操作權限。

系統(tǒng)用戶：擁有系統(tǒng)的所有功能操作權限；

管理用戶：擁有部分業(yè)務相關的功能操作權限；

普通用戶：只能進行系統(tǒng)中相關內容的查詢操作，實現(xiàn)不同級別操作人員對數(shù)據(jù)訪問范圍和數(shù)據(jù)讀寫性的嚴格控制，建立統(tǒng)一用戶管理平臺實現(xiàn)所有用戶的身份管理，包括用戶個人身份信息、角色信息、電子、個人賬號和密碼。

五、系統(tǒng)優(yōu)勢

系統(tǒng)基于對城市揚塵污染監(jiān)控管理的需求而設計，技術特點和優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下三點：

1、監(jiān)測終端系統(tǒng)系統(tǒng)集成了總懸浮顆粒物、PM10、PM2.5、溫度、濕度、風向和風速等多個環(huán)境參數(shù)，24小時在線連續(xù)監(jiān)測，全天候提供工地的空氣質量數(shù)據(jù)，超過報警值時還能自動啟動監(jiān)控設備，具有多參數(shù)、實時性、智能化等特性；

2、通過傳感網(wǎng)、無線網(wǎng)、因特網(wǎng)這三大網(wǎng)絡傳輸傳輸數(shù)據(jù)，快速便捷地更新實時監(jiān)測數(shù)據(jù)；

3、基于云計算的數(shù)據(jù)中心平臺匯集了不同區(qū)域、不同時段的監(jiān)測數(shù)據(jù)，具有海量存儲空間，可進行多時空的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，便于管理部分有序開展工作，同時也為建立工地環(huán)境污染控制標準積累數(shù)據(jù)，以推動對空氣污染的長效管理。

六、項目效益

實現(xiàn)了建筑工地揚塵污染在線監(jiān)測、管理一體化，提升了科學管理的效率和能力。該系統(tǒng)對掌握揚塵污染現(xiàn)狀的真實狀況，以及采取控塵措施的效果具有性。

在綠色工地創(chuàng)建和文明施工測評中，該系統(tǒng)可用定量化的數(shù)據(jù)反映工地現(xiàn)場揚塵污染治理的水平，是各地“清潔空氣計劃"的重要組成部分，也有望成為建設智慧環(huán)保的有效抓手，為大氣環(huán)境治理作出貢獻。

附錄：

一、ZWIN—YC06光散射法顆粒物自動監(jiān)測儀

1.1監(jiān)測系統(tǒng)

ZWIN—YC06揚塵在線監(jiān)測終端，是集成顆粒物在線監(jiān)測儀、噪聲監(jiān)測儀、氣象參數(shù)傳感器、數(shù)據(jù)采集板及信息平臺等技術為一體的開放式污染源在線監(jiān)測終端，主要應用于建筑揚塵、沙石場、堆煤場、秸稈焚燒等無組織煙塵污染源排放及居民區(qū)、商業(yè)區(qū)、道路交通、施工區(qū)域等的環(huán)境空氣質量的在線實時的自動監(jiān)控。

監(jiān)控終端與數(shù)據(jù)平臺可構成監(jiān)測系統(tǒng)。終端集成了大氣顆粒物濃度監(jiān)測、溫濕度及風速風向監(jiān)測、噪聲監(jiān)測、污染物超標視頻抓拍；數(shù)據(jù)平臺是一個互聯(lián)網(wǎng)架構的網(wǎng)絡化平臺，終端所得數(shù)據(jù)均能通過有線或無線網(wǎng)絡及時傳遞到數(shù)據(jù)平臺便于管控，平臺還具有對數(shù)據(jù)的報警處理、記錄、查詢、統(tǒng)計、報表輸出等多種功能。

粉塵傳感器具有顆粒物濃度連續(xù)監(jiān)測、定時采樣以及粉塵濃度超標報警等多種功能。儀器內置鞘氣保護氣路，防止光學終端受到污染，配合自校功能，測量穩(wěn)定可靠。

1.2配置參數(shù)

1.3揚塵監(jiān)測單元

設備使用激光散射法測量揚塵濃度。用精密流量控制的真空泵吸入大氣中的測試氣體送至傳感器測量組件。傳感器測量組件是以GustavMie粒子光散射理論為基礎，結合微光電探測技術而制作的一套完整的空氣顆粒分布濃度測量系統(tǒng)。

系統(tǒng)巧妙設計光敏感區(qū)作為粒子散射發(fā)生的場所，當粒子經(jīng)過聚焦激光所形成的光敏感區(qū)后，粒子散射的光被探測窗口上的微光電探測器收集，微光電探測器把接收的光強度信號快速、準確的轉化為等量電壓信號，信號的密集度對應于粒子的單位濃度值，揚塵濃度值進行系數(shù)轉換后通過數(shù)據(jù)接口實時輸出。利用電子切割器的技術同時測量pm10和pm2.5兩個參數(shù)。揚塵傳感器的核心部件均為進口件，測量范圍0-10000ug/m³。

1.4噪聲監(jiān)測單元

噪聲監(jiān)測儀是一種能把工業(yè)噪聲、生活噪聲和交通噪聲等，按人耳聽覺特性近似地測定其噪聲級的儀器。噪聲級是指用聲級計測得的并經(jīng)過聽感修正的聲壓 級（dB）或響度級（phon）。根據(jù)噪聲監(jiān)測儀在標準條件下測量1000Hz純音所表現(xiàn)的精度，60年代上把噪聲監(jiān)測儀分為兩類，一類叫精密噪聲監(jiān)測儀，一類叫普通。我國也采用這種方法。本噪聲監(jiān)測儀由傳聲器、放大器、衰減器、計權網(wǎng)絡、AD 采集、變送輸出、報警控制電路和電源等組成。

1.5氣象監(jiān)測單元

我司整套設備具備風速、風向、溫度、濕度、大氣壓等環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測，為 揚塵和噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)的后期分析提供氣象參數(shù)保障；特別是通過風向對揚塵的運 動趨勢做科學預測和報警；在不同的氣象條件下，對揚塵、噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)做科學 的修正。

報警處置：夏季天氣炎熱，若空氣中濕度小于下限閥值則自動開啟噴淋系統(tǒng)增加空氣濕度，防治揚塵產生；

1.6視頻監(jiān)控單元

ZWIN—YC06揚塵在線監(jiān)測終端在國內*采用平臺式管理方式為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，采用視頻壓縮芯片，圖像清晰，圖像采用自主優(yōu)化 H.264圖像壓縮方式，視頻壓縮效率高。標準分辨率1280*720像素，zui高達 1920*1080像素，并可自定義。帶有音頻接口，支持音視頻同時傳輸監(jiān)控。

a)可將噪聲、揚塵、PM10、PM2.5 數(shù)據(jù)疊加至視頻畫面，使中心的監(jiān)控系統(tǒng)能夠實時監(jiān)控圖像信息與噪聲、揚塵、PM10 和PM2.5 數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)定時圖片和超標圖片抓拍功能。

b)通過選中設備查看與其對應的攝像頭視頻圖像，帶云臺的設備可以控制攝像機 云臺進行查看位置自由調整。

1.7LED顯示屏

設備配備有LED顯示屏，便于現(xiàn)場實施掌握和了解環(huán)境質量狀況，可以選擇單色、雙色、三色、全彩，尺寸可定制，普通版的參數(shù)性能如下：

顯示屏：760*380mm²，加框820*440mm²

像素：160*80

點陣：F3.75

1.8設備外觀和支架

設備采用高強度鋁型材制作，結構牢固可靠；支架采用高強度防腐蝕不銹鋼制作，全部結構模塊化，便于搬運和安裝；

由于設備戶外安裝，完善考慮避雷、防雨等措施，設備按照高度2-3米，設備安裝周圍敷設防護欄，防止人為破壞；

二、ZWIN-BYC06β射線顆粒物（PM10）自動監(jiān)測儀

2.1監(jiān)測系統(tǒng)

ZWIN-BYC06型β射線分析儀/顆粒物濃度監(jiān)測儀采用了β射線衰減的原理對粒子進行監(jiān)測，可以實時監(jiān)測環(huán)境大氣中PM2.5、PM10、TSP顆粒物的濃度水平。該儀器長期廣泛適用于環(huán)境空氣顆粒物的濃度監(jiān)測，如PM10，PM2.5，TSP（選配不同的采樣切割頭）等，該儀器是目前國內各地使用zui成功的一套監(jiān)測平臺系統(tǒng)。

2.2功能特點

• 液晶顯示分析儀采用5.7"大屏幕液晶顯示，全中文菜單。

• 數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)存儲量可達百萬個，數(shù)據(jù)保存時間長達20年。

• 具有自主知識產權的嵌入式計算機和實時操作系統(tǒng)控制運行。

• 鍵盤輸入簡易按鍵輸入，人機對話模式，操作簡便。

• 監(jiān)測儀*的結構設計，采樣與分析在同一通道，避免了走紙造成w差。

• *的ODH外部動態(tài)露點控制系統(tǒng)，提高了氣溶膠傳輸效率。

• 監(jiān)測儀能提供各種在線的運行參數(shù)，可輸出至上位機，也可接受指令運行。

• 采用質量流量計測量流量，恒定流量采樣，保證了測量精度。

• 內部故障自動診斷和報警提示，也可以通過遠程診斷并修復錯誤。

• 多種接口輸出：模擬輸出、電流輸出、繼電器輸出，增強了系統(tǒng)兼容性。

• 系統(tǒng)斷電后來電自動重新啟動，恢復正常工作。

2.3工作原理

顆粒物（PM10/PM2.5）監(jiān)測儀是根據(jù)β射線吸收原理設計的。β射線是一種高速電子流，當它穿透物質后，部分被吸收，導致強度衰減。在一定條件下，其衰減量的大小僅與吸收物質的質量有關，而與吸收物質的其它物化特性（如顆粒物分散度、顏色、光澤、形狀等）無關，所以能直接測量大氣顆粒物的質量濃度。將強度恒定的β射線源在顆粒物采集前后分別兩次穿過清潔濾紙和采集有顆粒物的濾紙，根據(jù)兩次β射線被吸收的變化量來求得收集在濾紙上的顆粒物的質量。用閃爍計數(shù)器作為檢測器對β射線通量進行計數(shù)，其計數(shù)頻率的變化可表征β射線強度的變化，測量結果只取決于兩次計數(shù)的比值和質量吸收系數(shù)，與β源的原始強度無關。

射線法顆粒物濃度監(jiān)測儀 原理框圖

2.4技術指標

• 測量范圍：（0-1.0）mg/m³、（0-10）mg/m³可選

• zui低檢測限：≤0.005mg/m³（小時值）

• 校準膜重現(xiàn)性：≤2%標準值

• 儀器平行性：≤±7%或5μg/m³

• 采樣流量偏差：16.7LPM±3%

• 計時w差：<0.1%

• 整機噪聲：≤65dB

• 準確度：±2.5%

• 阻力：>10kPa

• 工作溫度：0-40℃

• 工作電源：AC220V±10%，50Hz±1Hz

• 信號輸出：RS232/RS485