一、设计原则 1、设计原则 （1）有效监测城市建筑、主干道扬尘污染源； （2）集成化、模块化、易于扩展； （3）操作简单、维护方便，智能化程度高。 2、设计依据 （1）gb16297-1996《大气污染物综合排放标准》 （2）gb3095-2012《环境空气质量标准》 （3）ld98-1996《空气中粉尘浓度的光散射式测定法》 （4）jjg846-1993《光散射式数字粉尘测试仪检定规程》 （5）hj93-2013《环境空气颗粒物（pm10和pm2.5）采样器技术要求及检测方法》 二、总体框架 1、技术原理 扬尘是当前大气污染主要因素之一，城市扬尘主要来源于建筑工地、城市道路和建筑运渣车等，扬尘对pm2.5的贡献达到30%，而建筑工地对扬尘的贡献达到50%。同时物联网、云计算技术的兴起，使得在建筑工地部署扬尘采集仪器，通过物联网技术采集数据到云平台，为管理者提供实时的管理数据，成为行之有效的解决方法。 本系统结合激光大气粉尘精密检测技术、粉尘的旋风切割技术、以及物联网、云计算技术，对城市建筑扬尘及道路扬尘污染源进行远程在线实时集中监测、管控。激光大气粉尘精密检测技术在吸收国外的激光粉尘检测基础上，创新性地实现了大气总颗粒物（tsp）、细微颗粒物（pm10）的精确检测；自主设计研发了小流量细微颗粒物（pm10、pm2.5）旋风切割器。 2、系统框架 系统框架如图1所示，由监控云平台及监控中心软件平台、大气扬尘监测仪无线传输通路组成。大气扬尘监测仪实现对主要建筑工地的上下风口、城市主要干道扬尘进行实时在线监测，并通过gprs移动数据网络上传至监控中心，从而实现对建筑污染源及城市主干道道路扬尘进行远程集中管控，同时对检测点温湿度、风速风向及违规抓拍图像进行检测。监控平台上，整个城市的空气污染状况可以实时精确呈现，对于污染过程可以动态跟踪，还具有向公众通过各种终端查询身边粉尘情况的能力。粉尘监测预警云平台与目前的传统监测站点的监测方式形成互补，满足公众环境需求，提升形象。可在有限的人力、物力的条件下，尽可能地实现对城市重点扬尘污染源进行监管，并督促相应整改措施的落实，为城市的蓝天工程、居民的洁净生活环境起到极大的推动作用。 图1 城市扬尘污染源监控系统框图 三、主要功能 1、扬尘颗粒物监测 可实现对主要管控的建筑工地、主要城市干道的扬尘总颗粒物（tsp）、可吸入细微颗粒物（pm10）的实时监控，并设置颗粒物超限值。 2、气象参数监测 可实现监测点温湿度、风速风向的实时监测，可扩展监测点噪声的实时监测。 3、图像采集 可实现对建筑工地主要产尘源（挖掘、除渣等）进行扬尘超限抓拍。 4、污染源浓度超界预警 系统可实现对扬尘污染源的动态记录及预警。 四、软件平台 1、软件构架及功能模块 城市扬尘污染源监测及预警系统软件平台完全基于b/s结构设计，为管理人员提供完善的操作平台，同时，为其他普通人员定制基于b/s结构的浏览模块。系统通过权限访问，提高系统运行的安全性。系统可实时、准确、高效地监测城市建筑、道路扬尘污染源信息及气象信息等参数，并对数据整编入库、分析处理，形成结果，供决策人员使用。可支持各种终端平台通过公网访问，实现了基于web的粉尘实时数据在线监测，现场污染源超标报警、以及面向不同管理层的各种管理与统计分析。 软件系统平台基本构架如图2所示，包括城市重点监控的建筑工地、主要干道的现场扬尘、温湿度、风速风向等数据输入接口，视频监控数据交换接口、gis图形数据输出接口以及面向管理用户及普通查询用户的移动数据接口，充分考虑了作为城市扬尘污染源监控的核心及各扩展功能。 图2城市扬尘污染源监测及预警系统软件平台构架 软件功能模块如图3所示。包括通信接口、系统服务、基础数据、业务处理、系统安全等几大功能组件。 图3软件功能模块示意图 作为手持式扬尘监测仪器的有效补充，城市扬尘污染源监测及预警系统承担着更多实时执法提供更多实时全面的有效的信息化支持，预警系统的运行是根据粉尘感应器监测数据及数据处理平台形成的结果，当数据达到设定报警值时，预警系统会自动启动 2、数据管理及处理过程 数据管理及接口如图4、5所示 图4数据目录管理示意图 图5数据处理过程示意图 3、软件功能及界面 （1）实时监测 提供扬尘、噪声和气象五参数的实时数据,依据标准对现场超标情况智能启动二级告警和管理手段。 图6实时监测 （2）视频监控 实现对重点粉尘排污点的除渣、排渣车的图像监控、扬尘排放超警戒自动抓拍等。 图7图像监控 （3）态势分析 扬尘污染源智能排名，提供全局态势分析报告。 图8扬尘态势分析 （4）动态跟踪 动态跟踪监管的执行情况，为管理者和污染源排放单位提供工作互动平台。 图8扬尘动态跟踪 （5）对比分析 对各监控点的各项指标进行对比，为决策提供依据。 图9对比分析 五、无线传输系统 终端设备扬尘监测仪的通信主要是通过gprs进行数据的无线传输。数据在终端设备基于tcp/ip协议，经过gprs的数据传输，通过移动网络传输数据，利用公网的服务器接受数据，然后将数据入库后，进行数据的处理，后通过web服务器将数据展现出来。 五、硬件系统及特点 1、组成原理 扬尘监测仪是由设备箱、pm10切割器、激光粉尘检测模块、主控板、恒流抽尘系统、电源和无线通信模块组成。pm10切割器采用旋风切割方法，把总悬浮颗粒中小于10微米粉尘分离出来进行检测；激光检测模块主要采用激光光散射的方法进行粉尘的检测，为保证系统长期的稳定运行，检测过程中采用了清洁气隔尘的结构，避免了对检测结构的污染；主控板进行信号解析、算法分析和数据量化后，把数据通过无线通信方式传输到监控中心，恒流抽尘系统把大气中的粉尘以稳定的流量抽入到检测系统中，无线模块通过移动公网把数据传输到监控中心扬尘监测仪可以大规模部署，每个节点均可以将采集到的数据传输到监控中心进行处理。电源模块主要是通过市电供电的方式进行供电。扬尘监测仪如图10所示。 图10 粉尘监测仪 扬尘监测仪部署方式比较方便。在城市的不同区域布局并有效使用城市扬尘监测预警系统，能够比较全面地掌握城市不同区域，在不同时间段、不同气候特点（包括气温、风向、季节）下的粉尘的实时监测数据。对于城市的区域性的粉尘污染可以有针对性的措施进行治理。 2、主要特点 （1）采用超高灵敏度粒子集合光散射测量技术和新的半导体激光技术，将测量颗粒物粒径下限扩展到1nm，实现了对大气颗粒物(tsp、pm10、pm2.5)浓度的精确检测；检测误差：≤±10%。 （2）采用双光路检测技术，避免了检测不同颗粒物时引起的相互干扰；针对同一光路采用的双通道校准技术，避免了激光功率漂移以及测量组件结构变化导致的零转换因子漂移。 （3）、采用了精确的温湿度补偿机制，极大地减小了由于环境温度湿度对测量组件结构和颗粒物光散射特性的影响引起的测量偏差。 （4）采用独特的气鞘系统设计，有效地保护了仪器光学器件。 （5）采用具有自主知识产权的旋风分离式空气动力学切割技术，准确实现pm10和pm2.5颗粒物从大气总颗粒物中的分离。 （6）采用光电脉冲幅度分析复合技术，极大地降低了光散射法自身缺陷带来的不确定性。 （7）对温湿度、风速、风向等气象参数的采集，实现对监测环境的全面监控。 （8）所有监控数据通过gprs无线传输方式发送至系统监控平台。 （9）系统的所有设备参数均可通过现场遥控设置和通过监控平台修改。 3、设备的应用环境与现场安装要求 监测仪可用于建筑工地扬尘、道路扬尘和码头扬尘污染源的实时监测，以及水泥厂、采石场、碎石场、堆场等各类企业扬尘污染源的实时监测。 （1）安装地点的选择： 为了保证测量精度和检测仪的使用寿命，要选择合适的测量点，应遵循下列原则： ①尽量避开磁性物体及具有强电磁场的设备（如大电机、大变压器的等），以免磁场影响监测仪的工作磁场和激光测量组件的脉冲信号； ②安装在有移动2g网络信号覆盖的区域，信号尽可能地好，以便监测数据能及时准确传输至监控平台； ③应尽量避免环境温度超出-40℃~+85℃，以及避免受到水淹和非正常的水冲刷； ④应尽量安装在通风之处，且距离污染源具有合适的水平距离和安装高度，使监测仪所处环境能代表和反映监测的大环境； ⑤选择便于维修，活动方便的地方。 （2）安装方式的选择： 监测仪采用在杆上架设的方式安装。主机箱用螺栓螺母固定在杆的支架上，风速风向传感器安装在杆的其他支架上。 六、技术优势 1、检测精度高，运行稳定 经过与国控站数据的长期对比，一致性高，经校准后能达到10%的误差，可实现准确的监管。 2、数据处理技术 架构算海量数据处理平台，采用的云计算处理技术，支持自动容错和动态扩展，具有实时性、高可靠性、可伸缩性、高性价比等特点。 3、实时性 测定速度快，自动化程度高。测试方法决定了测试的实时性，采集时间实现秒级响应，且采集时间可以任意设定，采集的数据实时入库，实时查询。 4、易扩展性 扬尘监测终端设备可以根据需求进行增加设备，扩展整个系统的覆盖面积，不需要继续复杂的操作，就可以动态的增加扬尘监测仪。 型号 : m3 ; 品牌 : 重庆煤科院 ; 加工定制 : 是 ;