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1.項目背景
  隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，污染源的種類日益增多，特別是化工區(qū)、工業(yè)集中區(qū)及周邊環(huán)境，污染方式與生態(tài)破壞類型日趨復雜，環(huán)境污染負荷逐漸增加，環(huán)境污染事故時有發(fā)生。同時，隨著公眾環(huán)境意識逐漸增強，各類環(huán)境污染投訴糾紛日益頻繁，因此對環(huán)境監(jiān)測的種類、要求越來越高。
  根據(jù)調(diào)研大部分企業(yè)具備簡單治理技術(shù)，即將生產(chǎn)車間內(nèi)生產(chǎn)工藝所產(chǎn)生的VOCs污染物通過管道集氣罩收集后通過活性炭吸附裝置處理以后進行排放，但園區(qū)內(nèi)存在著有組織排放超標和無組織排放的問題，為督促企業(yè)改進生產(chǎn)工藝和治理裝置，減少無組織排放，建議園區(qū)部署網(wǎng)格化區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)。
     系統(tǒng)部署可提高各工業(yè)工園區(qū)污染源準確定位能力，同時快速直觀的分析出污染源周邊的相關(guān)信息，通過整合各類地理信息資源和環(huán)境保護業(yè)務資源，建立統(tǒng)一的環(huán)境信息資源數(shù)據(jù)庫，將空間數(shù)據(jù)與動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)、動態(tài)監(jiān)管數(shù)據(jù)、政策法規(guī)數(shù)據(jù)等業(yè)務數(shù)據(jù)進行無縫銜接。為管理者提供直觀、、便捷的管理手段，提高環(huán)保業(yè)務管理能力，綜合管理與分析的決策能力。同時根據(jù)業(yè)務應用的不同，對數(shù)據(jù)進行橫向的層次劃分，通過應用人員層次的不同，對數(shù)據(jù)進行縱向的層次劃分，明晰信息的脈絡，方便數(shù)據(jù)的管理。

2. 建設(shè)依據(jù)
2.1.相關(guān)政策、規(guī)劃和工作意見
――《國務院關(guān)于印發(fā)國家環(huán)境保護“十二五”規(guī)劃的通知》（國發(fā)〔2011〕42號）
――《國務院關(guān)于加強環(huán)境保護重點工作的意見》（國發(fā)〔2011〕35號）
――《大氣污染防治行動計劃》（國發(fā)〔2013〕37號）
――《環(huán)境保護部 國家發(fā)展改革委 財政部關(guān)于印發(fā)國家環(huán)境監(jiān)管能力建設(shè)“十二五”規(guī)劃的通知》（環(huán)發(fā)〔2013〕61號）
――《國務院辦公廳關(guān)于推進應急體系重點項目建設(shè)的實施意見》（國辦函〔2013〕3號）
――《關(guān)于印發(fā)<化學品環(huán)境風險防控“十二五”規(guī)劃>的通知》（環(huán)發(fā)〔2013〕20號）
――《國家環(huán)境監(jiān)測“十二五”規(guī)劃》（環(huán)發(fā)〔2011〕112號）
――《環(huán)境保護部關(guān)于印發(fā)<*的環(huán)境監(jiān)測預警體系建設(shè)綱要（2010-2020）>的通知》（環(huán)發(fā)〔2009〕156號）
――《環(huán)境保護部關(guān)于加強化工園區(qū)環(huán)境保護工作的意見》（環(huán)發(fā)〔2012〕54號）
――《關(guān)于印發(fā)<全國環(huán)保部門環(huán)境應急能力建設(shè)標準>的通知》（環(huán)發(fā)〔2010〕146號）
――《環(huán)境保護部關(guān)于加強環(huán)境應急管理工作的意見》（環(huán)發(fā)〔2009〕130號）
――《環(huán)境保護部關(guān)于印發(fā)<2013年全國環(huán)境應急管理工作要點>的通知》（環(huán)辦〔2013〕10號）
――《中央財政主要污染物減排專項資金管理暫行辦法》（財建〔2007〕67號）
――《中央財政主要污染物減排專項資金項目管理暫行辦法》（環(huán)發(fā)〔2007〕67號）

2.2.相關(guān)技術(shù)標準規(guī)范
――《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物排放控制標準》(DB12/524-2014)
――《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）
――《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）
――《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測規(guī)范》（試行）（總局公告2007年第4號）
――《污染源自動監(jiān)控管理辦法》（總局令第28號）
――《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 75-2007）
――《固定污染源監(jiān)測質(zhì)量保證與質(zhì)量控制技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 373-2007）
――《固定源廢氣監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 397-2007）
――《大氣污染物無組織排放監(jiān)測技術(shù)導則》（HJ/T 55-2000）
――《環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 193-2005）
――《環(huán)境空氣質(zhì)量手工監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 194-2005）
――《環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管理技術(shù)導則》（HJ 630-2011）
――《突發(fā)環(huán)境事件應急監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ 589-2010）
――《污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標準》（HJ/T 212-2005）
――《污染源在線自動監(jiān)控監(jiān)測數(shù)據(jù)采集傳輸儀技術(shù)要求》（HJ 477-2009）
――《固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》（HJ/T 76-2007）
――《環(huán)境信息術(shù)語》（HJ/T 416-2007）
――《環(huán)境信息分類與代碼》（HJ/T 417-2007）
――《環(huán)境信息系統(tǒng)集成技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 418-2007）
――《環(huán)境數(shù)據(jù)庫設(shè)計與運行管理規(guī)范》（HJ/T 419-2007）

3.建設(shè)方案
3.1.系統(tǒng)概況     
      區(qū)域網(wǎng)格化監(jiān)控系統(tǒng)采用單元網(wǎng)格管理法的方式，按照“網(wǎng)定格、格定責、責定人”的理念，建立“橫向到邊、縱向到底”的區(qū)域網(wǎng)格化監(jiān)控平臺，應用、整合多項智慧環(huán)保技術(shù)，在全面掌握、分析污染源排放、氣象因素的基礎(chǔ)之上，采用基于高斯算法模型進行開發(fā)。實時統(tǒng)計各廠區(qū)、監(jiān)測點的監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)，并根據(jù)各監(jiān)測點的排放情況及其氣象條件，來分析與推測區(qū)域內(nèi)整體的排放情況。實現(xiàn)對VOCs排放區(qū)域整體監(jiān)控，污染物擴散趨勢推算，排放源解析等功能，同時結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、智能采集系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、動態(tài)圖表系統(tǒng)等*技術(shù)，整合、共享、開發(fā)，建立全面化、精細化、信息化、智能化的區(qū)域在線監(jiān)測平臺，實現(xiàn)對控制污染源無組織排放，減少大氣污染等綜合管理，為制定節(jié)能減排方案提供可靠的數(shù)據(jù)信息和科學的輔助管理決策。

圖1.系統(tǒng)應用圖

3.2.主要功能

（一）實時數(shù)據(jù)入庫系統(tǒng)
實時數(shù)據(jù)入庫系統(tǒng)主要實現(xiàn)園區(qū)企業(yè)內(nèi)所有VOCs監(jiān)測點產(chǎn)生的測量數(shù)據(jù)實時存到監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)存儲中心。 
（2）數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)
原始監(jiān)測數(shù)據(jù)，將全部存儲在監(jiān)測平臺分布式文件系統(tǒng)，用于存儲海量的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。為了滿足和適應數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)特征和查詢處理的不同需求，部分存儲于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中。
（3）實時預警系統(tǒng)
對監(jiān)測指標設(shè)置對應的閥值，超過該值超過一分鐘在*時間通過郵件，App推送，或者短信等形式通知行政執(zhí)法人員，給管理部門迅速出動，及時阻止破壞環(huán)境保護的行為。
（4）數(shù)據(jù)查詢分析應用系統(tǒng)
VOCs數(shù)據(jù)查詢分析應用提供包括實時監(jiān)控數(shù)據(jù)分析、總量核算、源解析及源強計算、區(qū)域排放監(jiān)測與預警、污染源擴散預測及分析等，同時可查看歷史記錄和分析數(shù)據(jù)等功能。VOCs歷史數(shù)據(jù)查詢處理時，由于數(shù)據(jù)量巨大，需要調(diào)度使用云計算技術(shù)管理多臺服務器節(jié)點進行并行處理。
（5）數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)
在實際使用中，可能用戶會對某一時間段或者類型的數(shù)據(jù)特別關(guān)心，就可以通過數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)查詢并導出這部分數(shù)據(jù)以供使用。
（6）數(shù)據(jù)接口
系統(tǒng)提供Web Service和Json格式數(shù)據(jù)接口，供外部系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)，方便和第三方平臺對接。
（7）監(jiān)測設(shè)備自動校準
采用物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術(shù)，建立監(jiān)測數(shù)據(jù)的神經(jīng)網(wǎng)絡模型，實現(xiàn)監(jiān)測設(shè)備的自動校準，降低設(shè)備運維費用，提高數(shù)據(jù)的準確性。

3.3.技術(shù)方案
3.3.1.系統(tǒng)架構(gòu)
    系統(tǒng)由感知層、數(shù)據(jù)傳輸層、應用服務層三部分組成。

(1)感知層前端智能設(shè)備：現(xiàn)場端各類智能監(jiān)測感知設(shè)備，對環(huán)境管理要素進行全面智能感知，前端設(shè)備包含主要設(shè)備、輔助設(shè)備和傳輸設(shè)備。主要設(shè)備指各類氣體檢測儀器（在線色譜分析儀、區(qū)域污染在線監(jiān)測分析儀）、濕度溫度傳感器；輔助設(shè)備即適合高溫高濕高粉塵環(huán)境下的氣體采樣設(shè)施；傳輸設(shè)備即無線接收器。其主要功能監(jiān)測大氣數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)預處理和數(shù)據(jù)信息傳輸。
(2)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡：數(shù)據(jù)傳輸可選用有線傳輸方式和無線傳輸方式，也可以兩種兼用。利用以太網(wǎng)或光纖可確保前端設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠傳輸。利用GPRS和3G技術(shù)實施無線傳輸，無線傳輸?shù)奶攸c方便靈活。
(3)應用服務層：包括應用展示層、應用實例層、應用支撐層、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層四部分
(4)應用展示層：通過不同方式（移動端、web端、數(shù)字大屏）向用戶展示平臺界面
(5)應用實例層：主要是針對園區(qū)、廠界區(qū)域及泄漏點區(qū)域排放的VOCs濃度進行監(jiān)測、對監(jiān)測區(qū)域氣象參數(shù)進行監(jiān)測及分析、對污染物的擴散趨勢進行推算等功能。
(6)應用支撐層：以云計算、虛擬化和高性能計算等技術(shù)手段，以及可視化技術(shù)，整合和分析海量跨地域、跨行業(yè)的環(huán)境信息，實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)存儲，實時處理和深度挖掘和分析。
(7)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層：存儲區(qū)域及設(shè)備數(shù)據(jù)、實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等信息，解決信息資源管理分散，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存儲零亂，標準化差、應用服務適用性單一，難以共享等問題。

3.3.2.實施方案

3.4.VOCs廠界在線監(jiān)測設(shè)備    
1)區(qū)域參考點在線監(jiān)測設(shè)備—在線色譜分析儀
  在區(qū)域周圍，建立空氣站，利用在線色譜分析儀，監(jiān)測區(qū)域參考點VOCs濃度，反映區(qū)域內(nèi)VOCs本地狀況，并反映區(qū)域間和區(qū)域內(nèi)污染物輸送的相互影響。

   該色譜分析儀是的用于連續(xù)在線自動分析的全系列色譜分析儀產(chǎn)品。該產(chǎn)品獲得意大利CNR實驗室認證、ISO6326/2認證并通過德國標準DIN 51855/7認證?？蓪崟r監(jiān)測空氣VOC、苯系物、甲烷/非甲烷總烴、硫組分等多種氣體。
分析儀可以分析的部分參數(shù): 
總有機揮發(fā)物：56種（美國）58種（日本）30種（歐洲） 
苯、乙烯、H2S、乙硫醇、乙烯、鄰二甲苯、二甲基硫、甲苯、總鹵素、間二甲苯、二甲基二硫、乙苯、三氯三氟乙烷 、對二甲苯、氨（NH3）、胺 、環(huán)氧乙烷、硫醇（THT）、氦氣、氬氣、氫氣、氧氣 、甲烷等。

產(chǎn)品原理和特點：
       采用在線色譜技術(shù)，光火焰（FID）檢測法，使用一個帶樣品濃縮能阱的閥門，并采用了金屬毛細管色譜柱，色譜分析儀配有金屬毛細管色譜柱。涵蓋苯、甲苯、乙基苯、二甲苯等。
小型化、靈敏性、移動性和靈活性是其主要特性。從樣品進入到數(shù)據(jù)儲存全部裝在一個 19 英寸的 5U型機箱中并配有內(nèi)置計算機。配有吸收管預濃縮系統(tǒng)，不會出現(xiàn)樣品供給中斷的現(xiàn)象。
      軟件使用戶可以在一臺內(nèi)置的計算機上觀察和儲存檢測數(shù)據(jù)。此外，它給用戶提供了再計算、校準、輸出數(shù)據(jù)和測量設(shè)置等方面便利的應用條件。 
軟件可以計算保留時間、面積、質(zhì)量或濃度分布曲線。

（2）區(qū)域污染在線監(jiān)測分析儀

       設(shè)備采用傳感器陣列實現(xiàn)大氣污染物和顆粒物的監(jiān)測。系統(tǒng)的主要監(jiān)測污染物包括PM2.5、PM10、CO、NOx、SO2、H2S、NH3、VOCs等，可選裝惡臭監(jiān)測功能。

表1：主要技術(shù)參數(shù)

技術(shù)特點
1)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡化監(jiān)測體系；
2)全自動控制空氣樣品進樣、零氣過濾、數(shù)據(jù)解析、結(jié)果顯示、數(shù)據(jù)遠程傳輸、后端實時監(jiān)控的全過程；
3)多種傳感器混合傳感器陣列組合，包括溫濕度傳感器、PID 光離子檢測器和多種電化學傳感器。結(jié)果可顯示H2S（硫化氫）/NH3（氨氣）、VOC 總有機揮發(fā)物、一氧化碳、及用戶自選的惡臭氣體等污染氣體濃度值，同時顯示無量綱臭氣濃度OU值
4)現(xiàn)場或遠程監(jiān)控中心，通過網(wǎng)絡便可觀看實時及歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)
5)具有/GSM/GPRS/3G等遠程傳輸模式
6)可配套選擇裝配氣象參數(shù)儀器、自動留樣采樣系統(tǒng)、自動報警裝置等
7)開放式通訊接口，可與其他設(shè)備、軟件自由通訊集成聯(lián)動使用
8)可自由添加儀器臺數(shù)形成網(wǎng)絡化，沒有數(shù)量限制
9)自由設(shè)定安全結(jié)果值、報警值范圍
3.5.布點方案
      根據(jù)區(qū)域內(nèi)有毒有害氣體分布及特性、環(huán)境敏感區(qū)分布、主導風向等因素，結(jié)合園區(qū)原有監(jiān)測站的建設(shè)情況，識別出大氣突發(fā)環(huán)境事件重點擴散途徑，統(tǒng)籌園區(qū)VOCs及惡臭自動監(jiān)測站建設(shè)。
       在綜合考慮區(qū)域的重要性，大氣污染物的污染程度、工業(yè)化發(fā)展水平的高低的基礎(chǔ)上，對所在區(qū)域進行網(wǎng)格劃分，在網(wǎng)格的交點處或中心點設(shè)立監(jiān)測點位，利用分布式冗余節(jié)點判斷算法，去除傳感器冗余節(jié)點，從而降低計算復雜度，通信開銷及設(shè)備成本。同時能夠準確判斷監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性和性，能夠繪制該區(qū)域不同時段污染物的擴散趨勢，有利于對污染物控制進行科學決策。

 圖中劃分為工業(yè)園區(qū)，行政辦公區(qū)、商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、醫(yī)療、學校、車站、公共綠地等。重點對工業(yè)區(qū)進行監(jiān)測，通過工業(yè)園區(qū)及周邊的輸入輸出源，來計算排放總量，用來監(jiān)測工業(yè)生產(chǎn)中的污染物質(zhì)排放是否達標，同時對其它非工業(yè)用地空氣質(zhì)量進行監(jiān)測。

        監(jiān)測點的布設(shè)采用網(wǎng)格布點法設(shè)置。工業(yè)園區(qū)有40個工廠，在工業(yè)園區(qū)域工廠較密集地區(qū)，布置40個監(jiān)測點，在非工業(yè)區(qū)域，設(shè)置10監(jiān)測點。

3.6.系統(tǒng)優(yōu)勢
(1)標準的技術(shù)路線：根據(jù)國家相關(guān)標準要求提供完整的配置系統(tǒng)；
(2)靈活的方案配置：可根據(jù)需求擴展出多種解決方案；
(3)的軟件平臺：通過中心端軟件平臺，實現(xiàn)多站點數(shù)據(jù)集成、分析、上報和發(fā)布。
(4)科學的算法技術(shù)：采用高斯煙羽模型，分布式冗余節(jié)點判斷算法實現(xiàn)對VOCs排放區(qū)域布點、整體監(jiān)控，污染物擴散趨勢推算，VOCs排放源解析等功能。
(5)的監(jiān)測數(shù)據(jù)：可同時監(jiān)測多種污染氣體，具有很高的時間、空間分辨能力和探測靈敏度； 
(6)低廉的運行成本：可實時、連續(xù)、長期運行，操作簡單，維護方便，運行成本低； 
(7)*的配套軟件：采用數(shù)據(jù)采集、分析及可視化軟件，大大提高監(jiān)測效率。
(8)多方位的監(jiān)控方式：由“點源污染防治”向“點面區(qū)三位一體污染聯(lián)防”轉(zhuǎn)變，掌握各企業(yè)污染物的排放情況、園區(qū)整體空氣質(zhì)量及其它變化趨勢
4.項目效益
4.1.社會效益
  園區(qū)大氣污染環(huán)境預警綜合管理系統(tǒng)試點項目的建設(shè)，將極大地提高化工園區(qū)的風險監(jiān)控、快速預警和應急響應能力，有效保障區(qū)域生態(tài)環(huán)境安全和人民群眾生命財產(chǎn)安全，促進園區(qū)實現(xiàn)安全、穩(wěn)定、集約、的發(fā)展目標，同時，也將產(chǎn)生良好的應用示范作用，為我國其它化工園區(qū)的大氣污染綜合管理預警體系建設(shè)提供經(jīng)驗。因此，項目的建設(shè)實施將產(chǎn)生巨大的社會效益。
4.2.環(huán)境效益
  化工園區(qū)作為化工產(chǎn)品的生產(chǎn)、研發(fā)基地，生態(tài)環(huán)境、安全生產(chǎn)一直備受關(guān)注。園區(qū)將以本次典型大氣污染環(huán)境監(jiān)測綜合管理系統(tǒng)項目為契機，進一步加強日常污染源監(jiān)控和突發(fā)事件快速預警響應工作，做好“平戰(zhàn)結(jié)合”，努力保障區(qū)域生態(tài)環(huán)境安全，改善區(qū)域環(huán)境質(zhì)量，因此，本項目的環(huán)境效益明顯。
4.3.經(jīng)濟效益
  項目完成后園區(qū)環(huán)境風險得到規(guī)避，區(qū)域生態(tài)環(huán)境安全得到充分保障，污染事故的有效控制將大幅減少園區(qū)可能的事故性損失，潛在的經(jīng)濟效益巨大。此外，園區(qū)將進一步以其專業(yè)性、高規(guī)格、生態(tài)、安全、的定位獲得更好的發(fā)展平臺，與國內(nèi)外同類型工業(yè)園區(qū)相比，將具備更強有力的競爭力，將進一步促進產(chǎn)業(yè)集聚，提升經(jīng)濟增長質(zhì)量，擴大招商引資，吸引資金持續(xù)注入。