智能化烟气在线监测系统

烟气在线监测系统

一、项目介绍

1.1项目背景

随着经济的快速发展，污染源的种类日益增多，特别是化工区、工业集中区及周边环境，污染方式与生态破坏类型日趋复杂，环境污染负荷逐渐增加，环境污染事故时有发生。同时，随着公众环境意识逐渐增强，各类环境污染投诉纠纷日益频繁，因此对烟气在线监测、环境监测的种类、要求越来越高。

在“十二五”期间，政府着力打造以空气环境监测，水质监测，污染源监测为主体的国家环境监测网络，形成了我国环境监测的基本框架。“十三五”规划建议中已经明确“以提高环境质量为核心”，从目前环保部力推的“气，水，土三大战役”的初步效果来看，下一步对于环境质量的改善则是对于现有治理设施和治理手段的检验。而对于三个领域治理效果的检验，依赖于全面有效的环境监测网络。

《生态环境监测网络建设方案的通知》提出建设主要目标：到2020年，全国生态环境监测网络基本实现环境质量、重点污染源、生态状况监测全覆盖，各级各类监测数据系统互联共享，监测预报预警、信息化能力和保障水平明显提升，监测与监管协同联动，初步建成陆海统筹、天地一体、上下协同、信息共享的生态环境监测网络。

根据调研大部分企业具备简单治理技术，即将生产车间内生产工艺所产生的VOCs污染物通过管道集气罩收集后通过活性炭吸附装置处理以后进行排放，但园区内存在着有组织排放超标和无组织排放的问题，为督促企业改进生产工艺和治理装置，减少无组织排放，建议园区部署网格化区域监控系统。

系统部署可提高各工业工园区污染源准确定位能力，同时快速直观的分析出污染源周边的相关信息，通过整合各类地理信息资源和环境保护业务资源，建立统一的环境信息资源数据库，将空间数据与动态监测数据、动态监管数据、政策法规数据等业务数据进行无缝衔接。为管理者提供直观、高效、便捷的管理手段，提高环保业务管理能力，综合管理与分析的决策能力。同时根据业务应用的不同，对数据进行横向的层次划分，通过应用人员层次的不同，对数据进行纵向的层次划分，明晰信息的脉络，方便数据的管理。

智能化烟气在线监测系统

1.2建设依据

《guowuyuan 关于印发国家环境保护“十二五”规划的通知》（国发〔2011〕42号）
《guowuyuan 关于加强环境保护重点工作的意见》（国发〔2011〕35号）
《大气污染防治行动计划》（国发〔2013〕37号）
《环境保护部 国家发展改革委 财政部关于印发国家环境监管能力建设“十二五”规划的通知》（环发〔2013〕61号）
《guowuyuan 办公厅关于推进应急体系重点项目建设的实施意见》（国办函〔2013〕3号）
《关于印发〈化学品环境风险防控“十二五”规划〉的通知》（环发〔2013〕20号）
《国家环境监测“十二五”规划》（环发〔2011〕112号）
《环境保护部关于印发〈先进的环境监测预警体系建设纲要（2010-2020）〉的通知》（环发〔2009〕156号）
《环境保护部关于加强化工园区环境保护工作的意见》（环发〔2012〕54号）
《关于印发〈全国环保部门环境应急能力建设标准〉的通知》（环发〔2010〕146号）
《环境保护部关于加强环境应急管理工作的意见》（环发〔2009〕130号）
《环境保护部关于印发〈2013年全国环境应急管理工作要点〉的通知》（环办〔2013〕10号）
《中央财政主要污染物减排专项资金管理暂行办法》（财建〔2007〕67号）
《中央财政主要污染物减排专项资金项目管理暂行办法》（环发〔2007〕67号）

1.3相关技术标准规范

《工业企业挥发性有机物排放控制标准》(DB12/524-2014)
《环境空气质量标准》（GB3095-2012）
《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）
《环境空气质量监测规范》（试行）（总局公告2007年第4号）
《污染源自动监控管理办法》（总局令第28号）
《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》（HJ/T 75-2007）
《固定污染源监测质量保证与质量控制技术规范》（HJ/T 373-2007）
《固定源废气监测技术规范》（HJ/T 397-2007）
《大气污染物无组织排放监测技术导则》（HJ/T 55-2000）
《环境空气质量自动监测技术规范》（HJ/T 193-2005）
《环境空气质量手工监测技术规范》（HJ/T 194-2005）
《环境监测质量管理技术导则》（HJ 630-2011）
《突发环境事件应急监测技术规范》（HJ 589-2010）
《污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准》（HJ/T 212-2005）
《污染源在线自动监控监测数据采集传输仪技术要求》（HJ 477-2009）
《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》（HJ/T 76-2007）
《环境信息术语》（HJ/T 416-2007）
《环境信息分类与代码》（HJ/T 417-2007）
《环境数据库设计与运行管理规范》（HJ/T 419-2007）

二、系统架构

2.1系统设计

zui方便和zui常见的方法是根据沸点来界定哪些物质属于VOC，而zui普遍的共识认为VOC是指那些沸点等于或低于250℃的化学物质。所以沸点超过250℃的那些物质不归入VOC的范畴，往往被称为增塑剂（塑化剂）。

在室外，VOC主要来自燃料燃烧和交通运输；而在室内则主要来自燃煤和天然气等燃烧产物、吸烟、采暖和烹调等的烟雾，建筑和装饰材料，家具，家用电器，清洁剂和人体本身的排放等。

室内VOC的来源包括以下方面：

1.有机溶液，如油漆、含水涂料、粘合剂、化妆品、洗涤剂、捻缝胶等；

2.建筑材料，如人造板、泡沫隔热材料、塑料板材等；

3.室内装饰材料，如壁纸、其他装饰品等；

4.纤维材料，如地毯、挂毯和化纤窗帘；

5.办公用品，如油墨、复印机、打印机等；

6.设计和使用不当的通风系统等；

7.家用燃料和烟叶的不*燃烧；

烟气在线监测根据污染物来源建立工业园区的网格化监控系统，区域网格化监控系统采用单元网格管理法的方式，按照“网定格、格定责、责定人”的理念，建立“横向到边、纵向到底”的区域网格化监控平台，应用、整合多项智慧环保技术，在全面掌握、分析污染源排放、气象因素的基础之上，采用基于高斯算法模型进行开发。实时统计各厂区、监测点的监测设备数据，并根据各监测点的排放情况及其气象条件，来分析与推测区域内整体的排放情况。实现对VOCs排放区域整体监控，污染物扩散趋势推算，排放源解析等功能，同时结合物联网、智能采集系统、地理信息系统、动态图表系统等先进技术，整合、共享、开发，建立全面化、精细化、信息化、智能化的区域在线监测平台，实现对控制污染源无组织排放，减少大气污染等综合管理，为制定节能减排方案提供可靠的数据信息和科学的辅助管理决策。

2.2 系统结构

2.4系统设置

2.4.1硬件环境

服务器CPU:四核以上,内存8G以上，硬盘1T以上；

系统运行的软件系统：ASP.NET，SQL Server，Java，c#,c语言等；

系统运行的网络环境：宽带20M以上，带宽4M以上

2.4.2系统特点

1、数据采集器可选用3G,4G的GPRS，或专线的方式通信；

2、通过VPN网络可以拓展数据转发上报功能，如向总站、省站、市站等多级、多个环境监测监控中心转发环境监测数据，保证数据传输的安全性、可靠性；

3、利用信息中心设备的可靠性，监测数据集中存储，保证了数据的安全性，又可以实现全天候监控；

4、可通过移动设备（笔记本电脑）使用短信或者GPRS上网方式，进行移动监测。

2.4.3系统功能

1. 数据传输互通

环境监测涉及到一些保密性的数据，所以在系统搭建过程中，需要有对于传输中稳定性、安全性、全面性的考量。

数据接入时，支持VOC监测中多项因子接口标准，可根据用户自定义可选因子配置，需与VOC监测相关（预留10个开放因子字段）。

监测项目名称、单位可设，小时值、分钟值切换显示，初始配置时可设置数据精度（即小数点点位）。

2、数据查询统计

按站点、时间、参数名称进行组合查询，增加实时数据报表查询导出；

查看历史数据或时间类曲线，可多选（历史数据、实时数据可分类查询曲线，查询方式和查询报表方式相同），以表格、折线形式展示，可以保存为图片；

下载数据与查询类似，支持自定义，可选下载格式（PDF、Word、Excel）。

3、地理信息发布

系统默认后显示全国地图，地图上有项目点的省级单位放置小红旗，地图支持放大缩小。

增加省级单位列表，左列显示全国省级名称，点击名称显示对应省市地图，在地图上以中心点显示。

设置VOC监测专题地图，指标根据国家标准指数对应色值显示，地图可切换显示小时均值或实时数据，数据具体到分钟值。（参考管理员设置）。

记录用户上传信息后，再次登入默认上传点位省市中心点显示。

4、站点信息管理

可增加或减少站点。

站点、坐标、名称和检测参数名称可设，初始配置或站点移动时更改名称。

可手动设置坐标，当GPS无法定位或定位不准或站点坐标移动后。

5、设备状态监测

设备支持接收和发送的数据通讯协议可配，上传数据监测项参数可设，包括自动上传、反控、应答（协议和站点和站点信息绑定）。反控时查询设备参数，并在独立的界面显示出来（配好协议可以和站点控件保存绑定更改）。

6、权限应用分级

共分为管理员与用户两个角色。

用户权限设置：

（1）初级用户：可以查看点位信息

（2）中级用户：可以查看下载历史数据,增加或减少初级用户

（3）高级用户：可以增删改初级中级用户，可以查看下载历史数据，更改站点位置坐标

（4）用户管理员：增加查看用户操作日志功能，享有本组内zui高权限

管理员权限设置：

系统管理员：

（1）用户权限（增加用户管理员）

（2）增设站点，自定义配置站点指标（可编辑）

（3）自定义通讯协议配置（和反查）

（4）可以查看所有项目组所有站点数据信息

（5）查看实时数据报表

（6）查看设备掉线与重新接入日志记录

（7）查看故障日志

（8）设备操作日志写入（相当于售后维护日志，普通管理员只可编辑一次，保存后单次权限取消，二次编辑时候需超级管理员授权），查看产品管理

（9）设置地图显示小时值数据和实时数据切换

（10）设置（用户和站点）是否具有可以查询实时数据功能

（11）超级管理员授权后，可以执行反控命令，可查看设备的配置参数

超级管理员：

（1）对管理员进行增删改查

（2）设置管理员是否具有修改数据权限

（3）设置在全国地图放置小红旗功能（各省会中心点）

（4）增删改查产品名称和设备备注

（5）数据抓取和真实数据切换（地区选择针对用户、站点）

（6）查看下级所用账户的所有操作日志（如登录地点、时间、所进行的操作，用户级和管理员级分表查询）。

7、多终端适应

浏览时和电脑浏览时要适应分辨率，兼容多种浏览器主要是电脑端，端适应主要页面。

三、 系统说明

3.1 VOC在线监测系统平台

VOC在线监测平台使用管理和监控所辖区的VOC在线监测设备进行、实时数据收集并上传、完成数据有效性审核、报表制作、数据入库、查询分析、权限控制、系统管理等功能，对质控结果进行应用。

3.2在线监测实时数据显示

在监测系统首页显示的监测点实时地图，我们采用的是GIS地理信息技术，通过经纬度准确定位监测点的VOC排放情况并上传监测信息。地图上显示监测点实时位置，各监测点可显示实时数据以及当前各项指标实时监测数值，地图采用baidu 地图模板，可以自定义地图效果（普通、卫星、三维效果）

系统所显示的具体数值包含测定排气中非甲烷总烃浓度，烟气温度、烟气压力、烟气流速或流量、烟气含湿量、氧量等指标的实时监测；同时可以计算非甲烷总烃浓度的排放总量。

实时数据可生成报告报表，显示污染等级、比例，以饼状图的形式展示，并支持打印；

可查询数据统计报告，可根据时间、日均值、排放量查询个监测因子的数值。

3.3站点数据查询

用户点击监测点位图标后系统自动显示发布时间、各项监测因子实时数据信息，监测因子可以按照不同需求进行定制，显示时间段分为分钟值、小时值、日均值等。

3.4设备管理

系统可以实现实时监视在线监测仪器是否正常工作，数据上传是否正常，从而清楚设备的运行状况及运行进度，当前端数据采集设备或仪器出现故障时，系统自动提供报警信息方便站点负责人及时知晓，并采取相应的解决措施，保证系统的正常、稳定运行。

1、设备运营维护

系统建成后由承建单位负责系统的运行维护，环保比对监测验收通过后由的第三方运营单位负责运营维护；

2、运营维护制度

可制定每日上午、下午远程监测检查仪器运行状态，检查数据传输系统是否正常，如发现数据有持续异常情况，应立即前往站点进行检查。

3.5用户管理

对于不同的角色设置相应权限管理，一个角色关联了一套操作权限。系统共提供了三种操作权限。系统用户：拥有系统的所有功能操作权限；管理用户：拥有部分业务相关 的功能操作权限；普通用户：只能进行系统中相关内容的查询操作，实现不同级别操作人员对数据访问范围和数据读写性的严格控制，建立统一用户管理平台实现所有用户的身份管理，包括用户个人身份信息、角色信息、电子、个人账号和密码。

3.6数据分析

数据展示支持折线图、柱状图、表格等多种形式，展示的内容包括各项监测因子浓度的分钟值、小时值、日均值，方便用户查看，同时可以进行监测点位之间的各项参数的对比分析，用户可以自主设定展示的时间区间，导出打印时支持选用JPG图片、PDF、EXCEL、WORD文档多种格式。

3.7超标查询

此功能分监测指标标准等级，根据国家标准监测指标等级显示，可选择监测站点及分钟、小时、日均值数据，可设定查询区间。

3.8数据修约

此功能可对程序中未拣出的有误数据进行人工修正，点击数据修约选项即可进行修正，当值被设定为无效时，数据被拣出，不参与统计运算。（因系统计算规则因素，只可提供分钟值、小时值与日均值的修约功能，目前只开放分钟值和小时值修约）

3.9数据统计

此功可对查询数据进行统计，根据小时值、分钟值、日均值选择区间，查询统计站点监测因子的总数及占比，统计出有效数据。

3.10对比分析

收集点位数据后，平台对各项污染物统计值进行计算分析，初步建立点位污染源模型，如果监测点位条件允许，能够实现现场采样，则可以更加精确的进行污染物对比分析，通过各时间段污染物比重模型结合地区现状来分析具体污染源和现场实际情况，并提供针对性治理方案。

四、应用系统

4.1开发方法

基于Asp.net MVC4三层架构企业级管理系统开发，借助.NET、Javascript、CSS、Html等开发语言对系统各项功能代码进行编写，以实现上述需求分析中提到的各项功能。

4.2开发环境

Window7旗舰版64sp1系统

Visual Studio 2012

Sql Server 2008 R2

4.3部署环境

Window server 2008

Sql server 2008 R2

Internet Information Services （IIS）

4.4开发技术

内部架构要采用分层设计、构件化设计，层与层、构件与构件之间的通信采用标准的Web Service方式实现

采用TCP和UDP协议，通过Socket等通信技术和服务实现。

附件：

附：相关知识产权

软件著作权：

软件产品证书：