大氣走航式檢測設備移動軌跡繪制空氣質量應急排查網(wǎng)格監(jiān)管盲區(qū)補充

2020-09-15 07:53:56 艾方立科技

走航式環(huán)境實時監(jiān)控系統(tǒng)是基于移動式互聯(lián)平臺上開發(fā)的走航式環(huán)境自動監(jiān)測設備。它可以集成H.265編碼高清視頻、1080P直播，360度全方位旋轉云臺、4G無線傳輸、遠程監(jiān)控監(jiān)測&預警、揚塵監(jiān)測產(chǎn)品、微型環(huán)境空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)、TVOCs監(jiān)測系統(tǒng)、氣象參數(shù)等傳感器數(shù)據(jù)采集等功能于一體。具有環(huán)境空氣質量的實時監(jiān)測與統(tǒng)計分析功能，符合國家標準GB 3095—2012《環(huán)境空氣質量標準》。配備了GPS定位模塊實現(xiàn)監(jiān)測點位可實時回傳，車輛移動軌跡繪制，軌跡沿途線路揚塵排放濃度值的實時顯示。超標預警提示等功能。目前已廣泛應用于科研實驗，網(wǎng)格執(zhí)法，巡邏檢查，空氣質量應急排查，網(wǎng)格監(jiān)管盲區(qū)補充，應對重污染天氣，污染突發(fā)事件，散亂污點位篩選時更具時效性，能快速溯源，數(shù)據(jù)異常排查。

大氣走航式檢測設備移動軌跡繪制空氣質量應急排查網(wǎng)格監(jiān)管盲區(qū)補充

技術特點
TECHNICAL CHARACTERISTICS
【1】具有云端自動在線校準功能，自動修正傳感器漂移及環(huán)境干擾，無需現(xiàn)場人工校準；簡易化設計，拆卸方便無需改裝車輛；可以同時監(jiān)測氣體參數(shù)和可吸入顆粒物，并在數(shù)據(jù)平臺上顯示出監(jiān)測值。
【2】無工具拆卸，方便點位遷移與設備維護；采用進口高靈敏度的傳感器，響應時間快，分辨率高，線性好，檢測下限可達ppb級；參數(shù)可拓展，靈活配置。
【3】應用單片機和網(wǎng)絡通訊技術相結合，采用數(shù)據(jù)存儲功能，不僅可提供方便的數(shù)據(jù)查詢方式，還可以通過USB接口將數(shù)據(jù)轉存至計算機，用配套的上位機軟件自動計算日平均值、月均值、污染指數(shù)、生成各種圖形數(shù)據(jù)標，并進行打印。
【4】性能穩(wěn)定、精確度高、操作方便、易于維護具有斷電保護功能；集成GPRS通信技術，實時監(jiān)測大氣環(huán)境數(shù)據(jù)，實時傳輸數(shù)據(jù)，實時監(jiān)控設備運行狀態(tài)。
【5】實現(xiàn)多參數(shù)自動監(jiān)測，防干擾技術設計；實現(xiàn)各類參數(shù)采集，自動上傳網(wǎng)絡平臺，自動發(fā)布數(shù)據(jù)。
【6】GPS擴展，車輛移動軌跡繪制實時定位車輛與揚塵濃度信息；可配備網(wǎng)絡攝像頭，環(huán)境污染指標超標自動預警視頻抓拍，數(shù)據(jù)字符可在視頻疊加顯示。

技術參數(shù)
TECHNICAL PARAMETER

技術方案

TECHNICAL SOLUTIONS

走航式環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)是我司結合不同的監(jiān)測場景所衍生出來的產(chǎn)品，是移動監(jiān)測、流動監(jiān)測、短期工地等不確定性比較大的場景的首選監(jiān)測利器。同時也是固定監(jiān)測點位無法覆蓋到區(qū)域的有效補充。我司根據(jù)多年的實施經(jīng)驗，研發(fā)生產(chǎn)出了多款走航式環(huán)境監(jiān)測產(chǎn)品，分別是：

這幾款產(chǎn)品均可滿足客戶走航式監(jiān)測的需求，監(jiān)測參數(shù)可根據(jù)客戶需求進行組合配置，款式多樣，外觀設計滿足大眾審美觀。

【特色功能】

現(xiàn)場端物聯(lián)感知

智能感知層實現(xiàn)多維一體化，包括顆粒物原位測量裝置、有害氣體實時監(jiān)測裝置等。

顆粒物原位測量裝置

本設備采用光散射原理測量顆粒濃度，較之傳統(tǒng)的β射線，微量震蕩天平法法測量粉塵濃度，具有適用性廣、測量速度快、運維方便、可在線實時測量等優(yōu)點。本設備主要實現(xiàn)對揚塵PM2.5、PM10同時實時監(jiān)測。

顆粒物原味測量子系統(tǒng)采用高靈敏的光散射光度計（濁度儀）技術測量顆粒物濃度。顆粒物首先經(jīng)過粒子切割器，切割出我們需要測量的PM5、PM2.5粒子，切割后的顆粒物經(jīng)過進樣口進入到光學測量室內。光源產(chǎn)生880nm的紅外光照射到顆粒物上發(fā)生散射，位于90°角位置上的探測器將散射光捕獲。通過散射光強與校準顆粒物質量濃度的關系，實時計算并將質量濃度傳送到數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)。這種能理想地反映顆粒物特性的光學儀器能提供連續(xù)的總懸浮顆粒物濃度和切割點為PM10至PM2.5的顆粒物濃度。儀器內安裝了氣壓傳感器、溫度傳感器，與被校準后的精確限流孔兩端壓差的數(shù)字反饋信號結合，通過使用這樣的流量控制組件，對流量進行精確控制，可以獲得準確的樣品體積和精確的顆粒物粒徑切割點，實現(xiàn)了顆粒物的準確切割。顆粒物精確切割和數(shù)據(jù)優(yōu)化保證儀器的高準確性，與美國EPA認證方法可比。并且顆粒物原位測量子系統(tǒng)配置了有溫濕度傳感器的加熱器，可以有效抑制濕度增加后帶來的正偏差。

GPS定位系統(tǒng)

設備內置GPS定位模塊，采用全球定位系統(tǒng)，實時記錄設備所處位置信息，并將實時的位置信息上傳至服務器，用戶也可登陸我司云平臺，在GIS實時地圖上查看到設備所處位置的標示點。

傳輸網(wǎng)絡

設備支持3G/4G，RJ45以太網(wǎng)接口，RS485，RS232等通訊方式把采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_，保存，分析，統(tǒng)計展示，預警處理。巡航軌跡回放走航式監(jiān)測系統(tǒng)均配備GPS定位模塊，實時上傳設備的位置至服務器，用戶可登陸我司云平臺根據(jù)時間段查詢設備在改時間段的移動軌跡，并可進行回放查看。

斷點續(xù)傳

為預防設備出現(xiàn)斷網(wǎng)現(xiàn)象，從而導致監(jiān)測數(shù)據(jù)丟失，我司特開發(fā)了斷點續(xù)傳功能，當設備監(jiān)測到網(wǎng)絡中斷時，自動將監(jiān)測數(shù)據(jù)保存至本地，待檢測到設備恢復網(wǎng)咯后，自動將斷線的這段時間里所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)上傳至服務器保存。

視頻監(jiān)控

可配備高清網(wǎng)絡攝像機，實現(xiàn)對現(xiàn)場情況的實時圖像監(jiān)控，基于數(shù)據(jù)庫的視頻疊加功能。支持與海康、大華等品牌攝像頭進行數(shù)據(jù)視頻疊加開發(fā)，配套客戶端和手機APP遠程查看錄像，通過上位機軟件設置閥值，超標自動抓拍上傳圖片，可實時錄像存儲時間不少于1個月。支持寬帶/WIFI/GPRS傳出方案。

系統(tǒng)架構

【1】采集端：采集端一般指現(xiàn)場數(shù)采儀或監(jiān)測設備數(shù)據(jù)采集傳輸模塊，采集端并非屬于本系統(tǒng)的一部分，圖中給出只是為了方便描述。
【2】網(wǎng)絡通信層：網(wǎng)絡通信服務端系統(tǒng)，基于TCP協(xié)議，負責與采集端維持連接，進行數(shù)據(jù)通信。
【3】校驗、分析等處理，然后交由下層；另一方面，執(zhí)行底層向采集端的發(fā)送任務，將發(fā)送任務組織為遵循規(guī)范的報文交由網(wǎng)絡通信層。

【4】監(jiān)測數(shù)據(jù)處理層：報文處理層將監(jiān)測數(shù)據(jù)報文解析為預定義格式的數(shù)據(jù)后交由本子系統(tǒng)，本子系統(tǒng)負責數(shù)據(jù)的最終存儲。本子系統(tǒng)劃分為兩個單元：本地緩存和數(shù)據(jù)庫存儲，本地緩存單元負責將數(shù)據(jù)緩存至本地磁盤，數(shù)據(jù)庫存儲單元負責將緩存的數(shù)據(jù)存至數(shù)據(jù)庫。
【5】設備參數(shù)狀態(tài)處理層。報文處理層將監(jiān)測數(shù)據(jù)報文解析為預定義格式的數(shù)據(jù)后交由本子系統(tǒng)，本子系統(tǒng)負責數(shù)據(jù)的最終存儲。本子系統(tǒng)根據(jù)業(yè)務需求劃分為兩個模塊，每個模塊由本地緩存和數(shù)據(jù)庫存儲兩個單元組成。兩個模塊分別處理最新值數(shù)據(jù)和值更新記錄數(shù)據(jù)。
【6】實時庫：將基礎信息（如站點、監(jiān)測項、設備參數(shù)項等）常駐內存，供各業(yè)務層子系統(tǒng)使用。實時庫在整個系統(tǒng)架構中處于中心地位，所有其它業(yè)務子系統(tǒng)都基于它進行數(shù)據(jù)處理，它自身沒有任何業(yè)務邏輯，僅作為數(shù)據(jù)層提供基礎信息及提供實時庫的持久化。
【7】系統(tǒng)啟動層：作為整個系統(tǒng)的啟動入口，負責管理所有業(yè)務子系統(tǒng)。運行監(jiān)控系統(tǒng)：俗稱看門狗程序，負責監(jiān)視所有業(yè)務子系統(tǒng)的運行。
【8】外部接口：提供本系統(tǒng)與外界的交互訪問，按照業(yè)務需求，目前此接口需要提供遠程設備控制功能。

環(huán)保信息化云平臺

環(huán)保信息化監(jiān)控云平臺，基于大氣污染網(wǎng)格化監(jiān)測系統(tǒng)建設，數(shù)據(jù)24 小時實時接收、保存、擁有下載、圖表顯示、智能分析、智能告警提醒/管理等功能，通過多模塊處理提高了平臺功能的可擴展性，亦可按照客戶需求進行對應的模塊功能開發(fā)的統(tǒng)合監(jiān)管平臺。本平臺架設在服務器上，采用B / S 構架，通過網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程登錄，無需安裝任何軟件，通過瀏覽器即可登錄查看。

【系統(tǒng)功能】

前置通訊功能
系統(tǒng)軟件通過同時支持多種通訊方式（如有線、無線、串口），多種通訊模式（如定時發(fā)送模式、實時發(fā)送模式、召喚發(fā)送模式等）和多種通訊協(xié)議進行數(shù)據(jù)采集。

實時內存庫

為了能保證系統(tǒng)的實時性，系統(tǒng)設有一個緊湊的、功能強大的實時內存庫，用來實時、高效地處理海量實時數(shù)據(jù)、實時狀態(tài)、實時報警、遙調指令、計算量數(shù)據(jù)等，對內部數(shù)據(jù)對象進行查找、定位、過濾等，并且實時刷新。實時內存庫提供數(shù)據(jù)訪問接口，以便于第三方或軟件開發(fā)人員訪問其中的數(shù)據(jù)（如WEB開發(fā)人員通過該接口在網(wǎng)頁上顯示相關數(shù)據(jù)）。

實時內存庫

為了能保證系統(tǒng)的實時性，系統(tǒng)設有一個緊湊的、功能強大的實時內存庫，用來實時、高效地處理海量實時數(shù)據(jù)、實時狀態(tài)、實時報警、遙調指令、計算量數(shù)據(jù)等，對內部數(shù)據(jù)對象進行查找、定位、過濾等，并且實時刷新。

數(shù)據(jù)處理

系統(tǒng)軟件可采集海量數(shù)據(jù)，這些海量數(shù)據(jù)需要快速、有效地處理，而系統(tǒng)軟件具有很強的數(shù)據(jù)處理能力，能根據(jù)客戶提供的計算公式、工程轉換方法、項目系數(shù)、審核規(guī)則、國家或行業(yè)相關規(guī)定等對采集的原始數(shù)據(jù)進行運算，算完后將原始數(shù)據(jù)和運算后數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫不同表中同時分別存儲。且出現(xiàn)越限數(shù)據(jù)、質量碼異常數(shù)據(jù)系統(tǒng)產(chǎn)生相關報警。

數(shù)據(jù)存儲

系統(tǒng)軟件具有多種數(shù)據(jù)庫的寫入功能，如ORACLE等。管理員通過相關配置界面選擇其中一種數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)緩存技術，將來不及寫入數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)及時存儲到實時文件里，在系統(tǒng)空閑時或故障恢復后及時將數(shù)據(jù)補回到數(shù)據(jù)庫內，確保數(shù)據(jù)不丟失。
對于與數(shù)據(jù)庫的連接、插入、查詢等操作，充分考慮了系統(tǒng)的容錯性，如出現(xiàn)斷線重連、異常屏蔽、數(shù)據(jù)庫死鎖等異常現(xiàn)象，系統(tǒng)均具有處理能力。系統(tǒng)采用多線程、多連接方式對數(shù)據(jù)庫進行操作，以確保海量數(shù)據(jù)的插入、查詢、更新等。

【系統(tǒng)拓撲】

【技術特點】
【1】大氣污染實時監(jiān)控云平臺，無論身在何處，可隨時隨地通過電腦網(wǎng)頁在線查看歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)。

【2】多站查詢：主要用于多臺設備進行數(shù)據(jù)對比查詢；支持巡航軌跡回放追溯。

【3】設備可分區(qū)域顯示與管理；滿足政府監(jiān)管平臺框架及功能要求；實時數(shù)據(jù)查看；歷史數(shù)據(jù)變化曲線圖查看。

【4】支持小時平均，日平均，月平均；支持數(shù)據(jù)同比與環(huán)比分析；支持對各項指標進行排名。

【5】空氣質量優(yōu)良情況統(tǒng)計；數(shù)據(jù)導出，Excel 表格形式統(tǒng)計數(shù)據(jù)。支持設備管理，設備檔案，售后、升級記錄；支持用戶管理與權限管理。

【6】可根據(jù)需要開放相關數(shù)據(jù)接口；支持 5000 以上數(shù)量級的設備接入；支持OEM 定制開發(fā)，支持定制界面。

【7】支持多種參數(shù)監(jiān)管，VOCs、顆粒物（PM2.5/PM10/TSP）、噪聲、氣象五參數(shù)、負氧離子、總輻射、光照強度、雨量、O2、H2S、NH3、SO2、NO2、CO2、CO、O3、CH2O 等監(jiān)測數(shù)據(jù)處理。

【8】實時告警頁面查看，歷史告警記錄查詢；支持多種遠程啟動聯(lián)動功能，網(wǎng)頁，微信，配套軟件等方式；報警閥值遠程可配置。

【9】可以隨時隨地通過智能手機查看歷史和實時數(shù)據(jù)。

【10】標準GIS 實時地圖，支持 GIS 電子地圖狀態(tài)顯示，離線，在線，與報警閃動。

【11】實時數(shù)據(jù)與國控點數(shù)據(jù)同一畫面輸出比對；設備實時數(shù)據(jù)與狀態(tài)顯示。

【12】數(shù)據(jù)庫自動備份與容災，確保數(shù)據(jù)案例不丟。

【系統(tǒng)性能】

》由于本系統(tǒng)負責現(xiàn)場各類上傳數(shù)據(jù)的接收、處理、分析和存儲，因此系統(tǒng)的健壯性、穩(wěn)定性非常重要。系統(tǒng)需具備如下性能：
》系統(tǒng)寫入速度不低于10000條/秒。可確保7*24小時穩(wěn)定無故障運行。
》可支持10000個點的數(shù)據(jù)并發(fā)處理，并且可擴展通訊協(xié)議。

平臺功能

》數(shù)據(jù)中心:展示設備的基本實時參數(shù)和設備狀態(tài)等
》地圖監(jiān)測:以電子地圖的形式展示設備的所在位置，點擊后可以顯示設備的各式參數(shù)
大氣走航式檢測設備移動軌跡繪制空氣質量應急排查網(wǎng)格監(jiān)管盲區(qū)補充

》視頻中心:對用戶所擁有的設備的攝像頭進行一個統(tǒng)一的瀏覽和顯示
》數(shù)據(jù)分析：歷史數(shù)據(jù):展示設備的歷史數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)對比：進行設備的數(shù)據(jù)對比分析；檢測排名：設備的實時數(shù)據(jù)總覽排名；傳輸統(tǒng)計：展示設備的所選時間內的數(shù)據(jù)傳輸統(tǒng)計。

》污染日歷：顯示出設備所選月份的污染物濃度情況；數(shù)據(jù)導出：導出設備所需數(shù)據(jù)；告警中心：實時告警:展示目前旗下設備的告警情況；歷史告警:顯示設備所選時間內的告警情況。
》狀態(tài)總覽：總覽用戶旗下全部設備狀態(tài)及設備信息；操作日志：該帳號最近的操作記錄；設備管理：對設備進行管理；用戶管理：對用戶進行管理；個人中心：用戶自身信息修改；數(shù)據(jù)大屏：一張圖顯示監(jiān)管數(shù)據(jù)。