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天津智易时代科技发展有限公司 | 某地秸秆焚烧在线监控建设工作方案
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某地秸秆焚烧在线监控建设工作方案

11 十二 某地秸秆焚烧在线监控建设工作方案

 

一、项目背景

秸秆是指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗等农作物在收货籽实之后剩余的部分。而秸秆焚烧则指农作物秸秆被当作废弃物露天焚烧,中国是一个农业大国,秸秆资源丰富,约占世界秸秆总量的20%~30%,其数量大约相当于我国北方草原产草总量的50余倍。上世纪70年代以前,农作物秸秆主要用作生活燃料和大牲畜的饲料,由于作物单产水平较低,秸秆数量也极为有限,秸秆总量供应紧缺。但上世纪80年代以来,随着农作物单产提高,秸秆总量迅速增加,而直接作为生活燃料和饲料的比例大幅度减少,农民为赶农时,多数地区就开始出现秸秆焚烧现象,并越来越严重。

秸秆的露天焚烧属于低温焚烧,不完全燃烧,其烟气中含有大量的一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、光化学氧化剂和悬浮颗粒物等造成大气污染,且会在一定程度上加重雾霾的发生。目前,尽管我国秸秆利用有多重途径,环保部早在1999年就发布了《秸秆焚烧和综合利用管理办法》,各地环保局也出台了相应的焚烧管理办法,对焚烧工作极为重视,每年夏秋季收获时节,环保部、农业部及各地政府都会投入大量的人力监控焚烧秸秆的情况。但秸秆整体利用率低以及政府监管人员匮乏的实际现状使得每年的秸秆中仍有3亿多吨被当作废弃物直接焚烧或扔掉,给大气质量、生态环境、交通安全和火灾防护都造成了极大的危害。

因此,为解决点多面广,监管人员匮乏,监管力不从心;监管手段单一,效率低下;监管信息不及时,无法客观公正反映实际情况,可追溯性差等多种秸秆焚烧中的监管难题,利用现代化先进的技术,实现对全区秸秆焚烧火点的监控,及时、准确掌握区域及禁烧区的秸秆焚烧信息已经刻不容缓。

 

二、项目依据

《秸秆焚烧和综合利用管理办法》环发〔1999〕98号

《关于进一步加强秸秆焚烧工作的通知》(环发〔2008〕22号)

《关于加强农作物秸秆综合利用和禁烧工作的通知》(发改环资〔2013〕930号)

《关于推进农作物秸秆综合利用和禁烧工作的意见》(发改环资〔2015〕2651号)

《关于全国秸秆综合利用和焚烧情况的通报》(发改办环资〔2014〕516号)

《关于印发大气污染防治行动计划的通知》(国发〔2013〕37号)

《关于严明纪律对作物秸秆禁烧实行问责的紧急通知》(潍办发〔2008〕22号)

《国务院办公厅关于加快推进农作物秸秆综合利用意见的通知》国办发〔2008〕105号

《视频安防监测系统技术要求》(GA/T367-01)

《报警图像信号有线传输装置》(GB/T6677-96)

《中华人民共和国环境保护法》

《中华人民共和国大气污染防治法》

《环境空气质量标准》(GB3095-2012)

 

三、项目概述

3.1系统概述

整套系统由感知层、传输层、平台层和应用层四部分组成。

其中,感知层由多个监测设备组成,设备中包括颗粒物浓度监测、气体监测、气象五参数监测和视频监控摄像机(监测参数可根据实际需求自行选定),对pm2.5、pm10、SO2、NO2、CO、O3等气体以及风速风向、温湿度、大气压和现场视频进行连续自动在线监测。

传输层是采用有线、无线、3G、4G等方式把各个监测设备的监测数据及图像传送到中心平台。

平台层接收到来自感知层的实时数据及图像,利用大数据分析进行信息的处理和归集整理。

应用层,可以GIS方式直观、形象的实时显示各监测点位和整个区域的视频摄像、空气质量状况,并提供异常报警、区域空气质量变化趋势等多种服务。

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3.2建设目标

首先,利用目前应用广泛、效果佳的现代化监测、监控技术,对全省进行监测,在全省各县市所有乡村的农业用地区域及秸秆可能覆盖区域安装监测设备,对周围的环境情况进行监测,同时通过架设高空网络球机来对直径4公里内的农田等区域进行视频监测,以摄像机架设点为圆心,单个摄像机在没有遮挡的情况下,可以达到12平方公里的监控覆盖。

然后,利用先进的大数据和云平台技术,对实时传输的视频摄像进行全面监控,同时结合专业的空气质量模型,将采集的数据按照空气质量变化的规律和趋势进行科学预测,对是否为火情进行及时、准确的研判,同时以防有监测失误、遗漏等问题的发生。

最后,在此基础上,科学、合理的制定不同区域的农田及秸秆可能覆盖点的执法人员安排,确保做到:确定火情并通知后,相关人员能第一时间奔赴现场进行处理,实现“及时发现,及时制止”的目标。

 

四、数据管理平台

1、实时前端数据采集与显示;

2、专业GIS地理信息监控与管理,独立GIS引擎,兼容百度/谷歌地图;

3、多种报表功能,简化用户人工统计,优化工作流程,支持多层次地图显示及信息管理;

4、支持设备集中管理远程配置、升级;

5、支持多种终端和操作系统,满足客户移动办公要求;(Windows/IOS/Android);

6、支持系统级别分布式部署,媒体转发服务器可分布式部署,负载均衡。

 

五、平台软件

5.1系统登陆

输入网址,进入系统监测平台的登录界面,用户需要输入用户名和密码登录系统。

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5.2电子地图位置呈现功能

可结合电子地图确切的知道每个设备所在位置,通过点击电子地图上的设备图标就可以查看设备所带各项传感器采集的实时监测因子,包括颗粒物、气体参数、气象参数、视频等,双击视频播放界面可以实现放大或缩小,同时可叠加数据信息,方便用户直观查看区域内所有监测点的部署情况、环境质量状况以及秸秆焚烧情况。

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实时视频画面可查看现场实时状况,如下图所示:

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5.3监测因子图形展示

数据展示支持折线图、柱状图、表格等多种形式,展示的内容为各项监测因子浓度的实时与历史分钟值、小时值,方便用户查看时间段内各项监测因子变化趋势,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。

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5.4历史数据查询

系统提供历史数据查询功能,用户通过设置时间类型、站点、查询时间选项后,即可查看到所选择站点的历史数据信息,包括各项监测因子、数据更新时间等,查询结果支持选用EXCEL文档形式导出。

5.5站点管理

用户在此模块可以实现监测点位信息的增、改、查、删等基本操作,点位信息包括监测点位名称、地址、经纬度、站点ID、所在区域名称等内容,实现点位信息的动态管理,区域与编号为锁定状态,可自行配置名称、经纬度、排名、公开、掉线预警等选项。

5.6设备监控

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。

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5.7短信配置

此功能可以查看短信配置详情,添加条目可以新增加短信推送人员信息和发送内容,编辑选项可对接收短信用户推送内容进行管理操作,配置的信息内容包括预警信息、日报、状态预警、掉线预警,完成设置以后,列表中人员可以收到短信信息。

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5.8火情预警

一旦各项监测因子浓度出现异常波动,研判出现火情时,系统启动超标报警。此功能中分数据上下限与预警上下限,数据上下限为数据有效性判定标准值,超过界限的则被判定为无效。预警上下限为当监测因子不在设定值范围内一定时间之后,则会发送预警短信。

选择站点便捷,将预警上下限设定临界值,即可使用预警功能(0为默认)。

5.9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、电子邮箱、个人账号和密码。

 

六、硬件设备

整套监测预警终端设备主要是以球形摄像机、颗粒物、气体(NO2、CO、SO2、O3等)、风速风向、温湿度等传感器为核心,同时整合信息地理系统来实现秸秆焚烧综合监控,适宜于远距离大范围全天候监视。

6.1气体监测单元(可选)

 

参数

气体传感器名称

一氧化碳 二氧化氮 二氧化硫 臭氧
检测气体 CO NO2 SO2 O3
产品型号 7NE/CO-200 7NE/NO2-1 7NE/SO2-1 7NE/O3-1
检测量程 0-200ppm 0-1ppm 0-1ppm 0-1ppm
电源输入 5.0VDC 5.0VDC 5.0VDC 5.0VDC
信号输出 0-5TTL 0-5TTL 0-5TTL 0-5TTL
采样精度 ±2%FS
重复性 ±1%FS
工作温度 -20~70℃
存贮温度 -40~70℃
工作电流 ≤50mA
响应时间 <30s
工作温度 10~95%RH(非凝结)

6.2颗粒物监测单元

设备使用激光散射法测量颗粒物浓度。用精密流量控制的真空泵吸入大气中的测试气体送至传感器测量组件。传感器测量组件是以GustavMie粒子光散射理论为基础,结合微光电探测技术而制作的一套完整的空气颗粒分布浓度测量系统。

测定原理 光散射原理(光学粒径切割,无需物理粒径切割器)
监测粒径 PM2.5, PM10
采样流量 1L/min
浓度范围 0-40 mg/m3
监测精度 1 ug/m3
重现性 ≤±2%
准确性 ≤±10%
采样周期 1分钟(1-999秒可设,)

 

工作温度 -5-50℃
存储温度 -20-50℃
气体采样流量 0-5L/min(电子调节)
粉尘采样流量 0-20L/min
采样方式 泵吸式

 

6.3气象监测单元(可选)

我司整套设备具备风速、风向、温度、湿度、大气压等环境参数的监测可供选择,为秸秆焚烧的预期研判及后期分析提供气象参数保障。

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  风速 风向 温度 湿度 气压
测量范围 0~45m/s 0~360° -40~60℃ 0~100% 10~1100hPa
准确度 (0.3+0.03V)m/s ±3° ±0.5℃ ±3% ±0.3hPa
启动速度 ≤0.5m/s ≤0.5m/s ___ ___ ___
供电方式 DC12V DC12V DC12V DC12V DC12V
输出形式 RS485 RS485 RS485 RS485 RS485
仪器线长 标配5m 标配5m 标配0.5m 标配0.5m 标配0.5m
负载能力 电流型输出阻抗≤600Ω

电压型输出阻抗≥1KΩ

电流型输出阻抗≤250Ω

电压型输出阻抗≥1KΩ

___ ___ ___
工作环境 温度-40℃~50℃

湿度≤100%RH

温度-40℃~50℃

湿度≤100%RH

温度-40℃~120℃

湿度0%RH~100%RH

防护等级 IP45 IP45 IP65 IP65 IP65
线缆等级 额定电压300V

温度等级:80℃

额定电压300V

温度等级:80℃

___ ___ ___
产品功耗 50mW 5.5mW 0.4W 0.4W 0.4W

 

6.4视频监控单元

本单元支持监测数据叠加至视频画面,使中心的监控系统能够实时监控图像信息与PM2.5等环境、气象监测数据,可实现定时图片和超标图片抓拍功能。

有效像素:1920(H)X1080(V);

传输速度:300Mbps;

覆盖范围:≥500M;

防护等级:IP66;

最低照度:>0.05Lux视频为彩色模式;0.05~0.01Lux视频转为黑白模式,红外灯开启;

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视频摄像

 

七、公司资质

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