大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)控預(yù)警及決策支持系統(tǒng)

1、項(xiàng)目概述
1.1、項(xiàng)目背景
某市的大氣污染程度嚴(yán)峻，一直處于74個(gè)重點(diǎn)監(jiān)控城市空氣質(zhì)量狀況較差的前10位城市之列， 大氣污染防治面臨的形勢十分嚴(yán)峻，該市分布著200多家工業(yè)企業(yè)，其空氣質(zhì)量狀況對(duì)整個(gè)市區(qū)的大氣污染有著不可忽視的影響，2016年上半年該市下轄區(qū)縣的空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，工業(yè)園區(qū)空氣質(zhì)量綜合指數(shù)在核心區(qū)排名中位列倒數(shù)第一，說明了大氣污染治理的緊迫性。隨著季節(jié)性大氣環(huán)境問題日益突出，冬季重污染天氣頻發(fā)。此外，區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷加速，周邊區(qū)域環(huán)境污染加重，給工業(yè)園區(qū)空氣治理帶來了新的挑戰(zhàn)。工業(yè)園區(qū)東北方向有諸多鋼鐵企業(yè)，北方亦有許多水泥和陶瓷企業(yè)，這些污染企業(yè)排放的廢氣隨風(fēng)向飄移擴(kuò)散，直接影響到園區(qū)空氣質(zhì)量，區(qū)內(nèi)東西和南北方向的兩條主干道路，是大型運(yùn)輸車輛的必經(jīng)之路，沿途排放的汽車尾氣也是造成園區(qū)空氣污染的重要因素，再加之區(qū)內(nèi)主要干道餐飲企業(yè)仍存在無手續(xù)、無油煙凈化設(shè)施、設(shè)施不穩(wěn)定、運(yùn)行不達(dá)標(biāo)等問題，更使區(qū)空氣質(zhì)量雪上加霜。
1.2、建設(shè)目標(biāo)
天津智易時(shí)代科技發(fā)展有限公司是環(huán)境監(jiān)測與治理領(lǐng)域的高科技軟件研發(fā)與系統(tǒng)集成公司，是天津市高新技術(shù)企業(yè)，并被省政府列入“十三五”重點(diǎn)扶持企業(yè)。智易時(shí)代為真正實(shí)現(xiàn)一網(wǎng)一庫一平臺(tái),與世界500強(qiáng)全球最早的環(huán)境監(jiān)測企業(yè)美國霍尼韋爾科技公司合作，深入研發(fā)合力打造了大氣污染防治網(wǎng)格化精準(zhǔn)監(jiān)控與智能分析決策系統(tǒng)。智易時(shí)代針對(duì)工業(yè)園區(qū)特有的工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況和空氣質(zhì)量狀況，研究出一套科學(xué)的污染監(jiān)測與治理方案，請(qǐng)領(lǐng)導(dǎo)審閱。
本方案：首先，利用目前應(yīng)用廣泛、效果最佳的環(huán)保網(wǎng)格化監(jiān)控方法，對(duì)全區(qū)實(shí)行網(wǎng)格化監(jiān)測，在不同區(qū)域、不同類型的污染源區(qū)域部署相對(duì)應(yīng)的空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備或儀器，既能了解全區(qū)污染情況，又能對(duì)局部污染進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)全區(qū)范圍內(nèi)宏觀到微觀的全面監(jiān)控，然后，利用先進(jìn)的大數(shù)據(jù)和云平臺(tái)技術(shù)，結(jié)合專業(yè)的空氣質(zhì)量模型，將采集的數(shù)據(jù)按照空氣質(zhì)量變化的規(guī)律和趨勢進(jìn)行科學(xué)預(yù)測，對(duì)造成空氣污染的主要污染源進(jìn)行準(zhǔn)確溯源，為從源頭上治污提供科學(xué)依據(jù)，最后，在此基礎(chǔ)上，科學(xué)、合理的制定不同區(qū)域、不同類型企業(yè)量化減排指標(biāo)，并結(jié)合氣象條件的變化，對(duì)減排方案進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，在治污的同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展并駕齊驅(qū)，提高方案的可操作性。
最終達(dá)到通過本方案可以實(shí)現(xiàn)大氣污染防治的“精確監(jiān)測、精準(zhǔn)預(yù)測、精密溯源、精妙控制”，破解減排企業(yè)一刀切的困局，為本地經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展尋求出路，提供量化決策支持，從容應(yīng)對(duì)重大事件環(huán)境保障，幫助地方政府提升環(huán)境質(zhì)量排名。
本方案于2015年由環(huán)保部陳吉寧部長牽頭在北京市政府和環(huán)保局順利實(shí)施，2016年成功運(yùn)行；目前正在張家口地區(qū)執(zhí)行，為2022年冬奧會(huì)保駕護(hù)航。智易時(shí)代作為環(huán)保行業(yè)技術(shù)軟件的先頭企業(yè)，緊跟環(huán)保部環(huán)境監(jiān)測政策發(fā)展趨勢，通過本項(xiàng)目將持續(xù)免費(fèi)為該園區(qū)3－5年內(nèi)環(huán)境監(jiān)測設(shè)備和平臺(tái)進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，以滿足國家環(huán)保參數(shù)和指數(shù)指標(biāo)不斷提升的要求，避免地方政府反復(fù)投入造成二次浪費(fèi)，同時(shí)作為專業(yè)公司提供整體數(shù)據(jù)運(yùn)營。
2、系統(tǒng)概述
整套系統(tǒng)由感知層、平臺(tái)層和應(yīng)用層3部分組成。其中，感知層由大密度布設(shè)的大型、小型監(jiān)測站組成，監(jiān)測站監(jiān)測的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送到平臺(tái)層，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和自動(dòng)修正。
在應(yīng)用層，可實(shí)時(shí)顯示各監(jiān)測點(diǎn)位和整個(gè)區(qū)域的空氣質(zhì)量狀況，以及污染物濃度水平，并提供異常報(bào)警、區(qū)域空氣質(zhì)量變化趨勢等多種服務(wù)業(yè)務(wù)。

3、建設(shè)內(nèi)容
大氣污染防治網(wǎng)格化精準(zhǔn)監(jiān)控與智能分析決策系統(tǒng)是通過整合前端在線監(jiān)測設(shè)備、大數(shù)據(jù)綜合監(jiān)管平臺(tái)一體的污染防治和控制整體解決方案。依靠污染治理和運(yùn)維提供長效管理機(jī)制的保障，從而實(shí)現(xiàn)“經(jīng)濟(jì)發(fā)展”與“環(huán)境保護(hù)”和諧共存。
一、空氣質(zhì)量在線監(jiān)測站點(diǎn)部署
前端在線監(jiān)測設(shè)備的部署按照網(wǎng)格化監(jiān)管的內(nèi)涵，將園區(qū)按其行政區(qū)域劃分為5個(gè)網(wǎng)格，在每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)部布置1套空氣質(zhì)量在線監(jiān)測儀器或設(shè)備，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合園區(qū)產(chǎn)生污染物的工廠企業(yè)、建筑工地、機(jī)動(dòng)車尾氣等不同類型污染源，采取“有的放矢”的方法，針對(duì)這些不同類型的監(jiān)測對(duì)象，科學(xué)、合理的設(shè)置部署點(diǎn)位，分別部署相對(duì)應(yīng)的監(jiān)測設(shè)備，同時(shí)，為了弄清園區(qū)的污染源成因，監(jiān)測周邊區(qū)縣的輸入型污染物，采用在園區(qū)邊界布置數(shù)個(gè)監(jiān)測站點(diǎn)的策略，結(jié)合氣象條件綜合判斷污染源是否來自于外部。
（一）、空氣站精細(xì)網(wǎng)格布設(shè)方案
（1）行政區(qū)劃網(wǎng)格監(jiān)測：1個(gè)管委會(huì)、1個(gè)鎮(zhèn)、3個(gè)辦事處布設(shè) 5 個(gè)國標(biāo)法小型空氣站，監(jiān)測PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3及氣象參數(shù)，用以對(duì)街鎮(zhèn)空氣質(zhì)量的排名、考評(píng)，同時(shí)每日、旬、月發(fā)布各個(gè)區(qū)域空氣質(zhì)量排名（并以短信方式發(fā)送給相關(guān)負(fù)責(zé)人），對(duì)空氣質(zhì)量排名落后的網(wǎng)格環(huán)保負(fù)責(zé)人進(jìn)行約談或問責(zé)，敦促其落實(shí)好屬地監(jiān)管責(zé)任。
（2）敏感區(qū)域監(jiān)測：為進(jìn)行污染物溯源分析，擬在區(qū)邊界及區(qū)內(nèi)布設(shè)16個(gè)非國標(biāo)法小型空氣站。
（二）、揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)布設(shè)方案
在園區(qū)每個(gè)工地的區(qū)域內(nèi)或出入口布設(shè)一套β射線顆粒物在線監(jiān)測儀（國標(biāo)法），在工地邊界的東北、東南、西南、西北四個(gè)角分別部署一套揚(yáng)塵在線監(jiān)測設(shè)備（污染源分析和預(yù)警），目前園區(qū)有5個(gè)建筑，共計(jì)25套，包括5套β射線在線監(jiān)測儀，20套揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)。
（三）、揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）監(jiān)測系統(tǒng)布設(shè)方案
在園區(qū)7個(gè)加油站下風(fēng)向布設(shè)邊界VOC監(jiān)測設(shè)備(PID)各1套，共計(jì)7套，對(duì)VOC總量進(jìn)行監(jiān)測。
（四）、機(jī)動(dòng)車尾氣監(jiān)測系統(tǒng)布設(shè)方案
針對(duì)園區(qū)東西方向“大慶西道”和南北方向“建設(shè)北路”兩條進(jìn)入園區(qū)的主干道的出入口布設(shè)固定式機(jī)動(dòng)車尾氣遙感檢測設(shè)備各1套，共計(jì)4套，實(shí)時(shí)監(jiān)測道路上機(jī)動(dòng)車尾氣中CO、CO2、HC、NO、OP以及SF的含量；
（五）、餐飲油煙監(jiān)測系統(tǒng)布設(shè)方案
針對(duì)園區(qū)20家重點(diǎn)餐飲企業(yè)的油煙排放口布設(shè)油煙自動(dòng)在線監(jiān)測設(shè)備各1套，共計(jì)20套，對(duì)油煙顆粒物等涉及國家考核的指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測。
二、環(huán)境空氣質(zhì)量公眾發(fā)布系統(tǒng)
為滿足廣大公眾悉知環(huán)境空氣質(zhì)量的需求，方面市民們規(guī)劃出行、工作和生活，建立面向公眾的空氣質(zhì)量信息發(fā)布平臺(tái)，通過本項(xiàng)目的建設(shè)，不僅滿足政府部門環(huán)境監(jiān)管日常辦公、執(zhí)法的需要，也讓廣大市民共享環(huán)保信息化建設(shè)的成果，最終實(shí)現(xiàn)“對(duì)內(nèi)辦公，對(duì)外發(fā)布”的實(shí)施效果。建設(shè)內(nèi)容主要包含：
（一）、戶外LED空氣質(zhì)量發(fā)布系統(tǒng)
為方便本區(qū)以及進(jìn)入本區(qū)的外地市民知曉實(shí)時(shí)空氣質(zhì)量狀況，在人流量密集區(qū)域、主干道、交通要道等地方選擇合適位置部署戶外LED空氣質(zhì)量發(fā)布系統(tǒng)，共部署2套
（二）、微信公眾發(fā)布平臺(tái)
通過建立微信公眾號(hào)發(fā)布平臺(tái)，方便市民隨時(shí)、隨地查看當(dāng)前空氣質(zhì)量狀況。
4、系統(tǒng)功能
通過智慧環(huán)保網(wǎng)格化監(jiān)測與決策支持系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)精確測量，精準(zhǔn)預(yù)測，精密溯源、精妙控制。包括：
科學(xué)布點(diǎn)，全面監(jiān)測：結(jié)合經(jīng)濟(jì)、人口、交通、工業(yè)等行業(yè)發(fā)展情況，智能化、科學(xué)合理地規(guī)劃新建空氣質(zhì)量監(jiān)測站。布點(diǎn)方案節(jié)省項(xiàng)目投資，避免過度布點(diǎn)資源浪費(fèi)，又可實(shí)現(xiàn)科學(xué)精準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集；
數(shù)據(jù)互聯(lián)共享：系統(tǒng)可同時(shí)向區(qū)、市、省、國家環(huán)保業(yè)務(wù)部門和多級(jí)、多個(gè)環(huán)境監(jiān)控中心轉(zhuǎn)發(fā)原始數(shù)據(jù)，提供與其他政府部門、市、省、國家級(jí)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)、環(huán)境質(zhì)量聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等各類監(jiān)測系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)接口，實(shí)現(xiàn)不同監(jiān)測系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換、互聯(lián)共享。
污染源分析、溯源：采用大數(shù)據(jù)技術(shù)，利用專業(yè)的空氣質(zhì)量模型系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)的分析污染的形成、傳輸、擴(kuò)散的情況，定量分析污染的成因和變化，并對(duì)污染源進(jìn)行追溯；
預(yù)警預(yù)報(bào)：遇到設(shè)備異常或當(dāng)前監(jiān)測超標(biāo)，自動(dòng)向相關(guān)聯(lián)系人發(fā)送報(bào)警信息，精確給出具體的超標(biāo)數(shù)值、超標(biāo)時(shí)間、超標(biāo)排放量、超標(biāo)排放介質(zhì)量，為強(qiáng)化監(jiān)理工作提供翔實(shí)可靠的依據(jù)，利用最權(quán)威的數(shù)值預(yù)報(bào)和統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)模型，按照空氣質(zhì)量變化的規(guī)律和趨勢，科學(xué)合理的分析和預(yù)測推演未來10天的空氣質(zhì)量變化，判斷環(huán)境空氣污染造成的影響氛圍；
污染評(píng)價(jià)與質(zhì)量日?qǐng)?bào)：依據(jù)數(shù)據(jù)有效性規(guī)定、AQI評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范、數(shù)據(jù)倒掛修約規(guī)定等進(jìn)行數(shù)據(jù)審核、審核處理，做出各子站的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)，利用監(jiān)測結(jié)果向公眾發(fā)布環(huán)境空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)、預(yù)報(bào)和定期的質(zhì)量報(bào)告，加強(qiáng)公眾的監(jiān)督作用。
決策支持：采用大數(shù)據(jù)技術(shù)，科學(xué)確定不同類型污染源的年、季、月污染物對(duì)污染程度的貢獻(xiàn)率；對(duì)不同地區(qū)、不同時(shí)段、不同氣象條件下采取的減排調(diào)控政策、措施的實(shí)施效果進(jìn)行定量分析評(píng)估，并指導(dǎo)行業(yè)、企業(yè)根據(jù)評(píng)估結(jié)果和既定的減排目標(biāo)，以最小的減排代價(jià)達(dá)到最優(yōu)的治污效果，提高減排調(diào)控措施的可持久性。