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4006776088一、項(xiàng)目背景
隨著我國(guó)近幾年來(lái)大氣污染狀況越來(lái)越嚴(yán)重,特別霧霾(顆粒物 PM2.5、PM10 等)在污染物中所占的比例越來(lái)越重,因此我國(guó)的大氣污染檢測(cè)與治理的任務(wù)也越來(lái)越重。國(guó)家對(duì)此也在大多數(shù)城市布設(shè)或者完善了顆粒物、氣體檢測(cè)設(shè)備,形成了國(guó)控點(diǎn)結(jié)合省控點(diǎn)分布密集的地面污染源檢測(cè)網(wǎng)。
然而我們也能清楚的看到,依據(jù)國(guó)控點(diǎn)地面檢測(cè)數(shù)據(jù)所作出的預(yù)測(cè)與實(shí)際環(huán)境污染狀況的發(fā)展還是存在較大差距,此外,依據(jù)地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)所實(shí)施的治理手段,如地面灑水、建筑工地遮蓋、交通限行、工業(yè)限產(chǎn)、鍋爐改造、脫硫脫硝處理等方案,效果也不盡如人意。
作為繼航空、航天遙感后的第 3 代遙感技術(shù)的無(wú)人機(jī)遙感技術(shù),具有立體監(jiān)測(cè)、響應(yīng)速度快、監(jiān)測(cè)范圍廣、地形干擾小等優(yōu)點(diǎn), 是今后進(jìn)行大氣突發(fā)事件污染源識(shí)別和濃度監(jiān)測(cè)的重要發(fā)展方向之一。
由于大眾對(duì)環(huán)境保護(hù)認(rèn)知度的提升,我國(guó)在環(huán)保工作上的投入力度逐步增大,作為環(huán)境保護(hù)先頭兵的環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域也是一路高歌,突飛猛進(jìn)。眾多的技術(shù)與突破,使得我國(guó)的環(huán)境監(jiān)測(cè)愈成熟,其中不可忽視的新興技術(shù)就要數(shù)無(wú)人遙感技術(shù)了。近年來(lái),無(wú)人監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)用已經(jīng)成為主流趨勢(shì)之一,無(wú)人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)更是在環(huán)保監(jiān)測(cè)領(lǐng)域掀起一股熱浪。
? 《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》
? 《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》
? 《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)
? 《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術(shù)規(guī)定(試行)》(HJ633-2012)
? 《環(huán)境污染源自動(dòng)監(jiān)控信息傳輸、交換技術(shù)規(guī)范》(HJ/T352-2007)
? 《環(huán)境空氣顆粒物(PM10、PM2.5)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求和檢測(cè)方法》
(HJ653-2013)
? 《環(huán)境空氣顆粒物(PM10 和 PM2.5)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝和驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》
(HJ655-2013)
? 《污染源在線自動(dòng)監(jiān)控(監(jiān)測(cè))系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》(HJ/T212-2017)
? 《大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)技術(shù)規(guī)范》(DB13/T 2545—2017);
? 《大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法》(DB13/T 2544—2017);
? 《大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝驗(yàn)收與運(yùn)行技術(shù)規(guī)范》(DB13/T 2546—2017) 技術(shù)規(guī)范》(HJ193-2013)
(1) 穩(wěn)定性
系統(tǒng)傳感器核心部件全部采用進(jìn)口,而且是目前主流的傳感器供應(yīng)商,在保證質(zhì)量的同時(shí),也保證了整套設(shè)備的硬件配件可以很容易找到供應(yīng)商。系統(tǒng)同類型平臺(tái)目前在網(wǎng)設(shè)備超過(guò)1000個(gè),支持前端設(shè)備的擴(kuò)增和平臺(tái)中應(yīng)用層的軟件接入。
(2) 可靠性
數(shù)據(jù)可靠,多重?cái)?shù)據(jù)校準(zhǔn)方案,既可以通過(guò)平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程校準(zhǔn),也可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行本地校準(zhǔn)。采用標(biāo)準(zhǔn)氣體校準(zhǔn),可以有效降低采用國(guó)標(biāo)站校準(zhǔn)的傳遞誤差。
(3) 安全性
采用身份識(shí)別技術(shù),保護(hù)系統(tǒng)配置和注冊(cè)的服務(wù)不被非授權(quán)請(qǐng)求訪問(wèn)。 軟件采用強(qiáng)大的日志功能,記錄用戶的各種重要操作和系統(tǒng)的異常信息。
(4) 可擴(kuò)展性
硬件可擴(kuò)展,實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的顆粒物與氣體監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè),可以靈活升級(jí)。
(5) 易用性
系統(tǒng)具有一致的、友好的客戶界面,易于使用。
(6) 可維護(hù)性
本系統(tǒng)采用插件化、面向服務(wù)的設(shè)計(jì)體系,使系統(tǒng)有適應(yīng)業(yè)務(wù)不斷變化的能力,易于調(diào)整、擴(kuò)充和組合,大限度滿足業(yè)務(wù)要求。選用符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議和設(shè)備技術(shù)參數(shù),使系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、操作平臺(tái)之間的相互依賴減至小,盡量減少單點(diǎn)故障,提供完整的應(yīng)急預(yù)案和恢復(fù)預(yù)案。
通過(guò)無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè),結(jié)合大氣環(huán)境智慧監(jiān)測(cè)指揮平臺(tái)能夠?qū)崟r(shí)抓取臨時(shí)固定點(diǎn)位的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息,并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和運(yùn)算,直觀展示風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)擴(kuò)散的時(shí)間與空間分布特征, 從而幫助工作人員及時(shí)了解環(huán)境事件所造成的影響范圍、擴(kuò)散趨勢(shì)以及危害程度等信息, 指導(dǎo)執(zhí)法人員時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。
我司專門針對(duì)大氣中氣體的監(jiān)測(cè)研發(fā)出一款智能型傳感器組件,用于提供室外空氣污染物實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確檢測(cè)經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品,以“測(cè)-控"為核心,分別利用電87化學(xué)法原理的氣體傳感器與激光散射法原理的顆粒物傳感器對(duì)被監(jiān)測(cè)物質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),同時(shí)系統(tǒng)集成氣象模塊對(duì)監(jiān)測(cè)環(huán)境中的溫度、濕度等氣象參數(shù)進(jìn)行同步監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)環(huán)境。
該組件操作方便、測(cè)量準(zhǔn)確、工作可靠、體積輕小;高溫條件下穩(wěn)定運(yùn)行,氣體傳感器具有交叉干擾補(bǔ)償功能;利用我們?cè)O(shè)計(jì)的專用支架可以方便安裝至無(wú)人機(jī)上,利用無(wú)人機(jī)的*優(yōu)勢(shì)可以實(shí)現(xiàn)空中軌跡的氣體監(jiān)測(cè)。同時(shí)利用我們的軟件平臺(tái),集成顯示經(jīng)緯度、高度、飛機(jī)狀態(tài)、溫度、濕度、PM2.5、PM10、CO、O3、SO2、NO2、VOC等參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和三維可視化展示。為三維立體空間的空氣質(zhì)量分析提供一個(gè)有效的監(jiān)測(cè)手段
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理
博創(chuàng)諾信無(wú)人機(jī)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括無(wú)人飛行器、sensor 氣體檢測(cè)、數(shù)傳
/GPRS、地面站/服務(wù)器、數(shù)據(jù)處理軟件等構(gòu)成。主要的作用于檢測(cè)大氣空氣質(zhì)量 AQI 與應(yīng)急檢測(cè)有毒有害氣體,其精度可以達(dá)到 1PPB。改變了傳統(tǒng)固定點(diǎn)的檢測(cè)使得氣體檢測(cè)變得靈活、快速、準(zhǔn)確、方便。
2 氣體濃度數(shù)據(jù)采集的軟件實(shí)現(xiàn)
氣體檢測(cè)這塊有著成千上萬(wàn)種氣體種類、量程、精度等。為了簡(jiǎn)化用戶的操作與成本, 我司特設(shè)計(jì)一套專用系列的傳感器。有著一整套完整的軟件信息系統(tǒng),把所有可以檢測(cè)到的氣體種類我們有效的劃分開(kāi)實(shí)現(xiàn)全部智能化的識(shí)別系統(tǒng)。客戶可以根據(jù)不同的檢測(cè)場(chǎng)景搭配不同的傳感器;使得無(wú)人機(jī)氣體檢測(cè)非常靈活不受荷載的影響。數(shù)據(jù)采集主要如下圖所示。
根據(jù)氣體傳感器的通訊方式可以采用模擬電壓、模擬電流、TTL、RS485,我司的采用的是 RS485 通訊方式。
串口波特率9600,校驗(yàn)位無(wú),8個(gè)數(shù)據(jù)位,1個(gè)停止位:數(shù)值為Hex
1) 參數(shù)配置
2)通訊系統(tǒng):1、數(shù)據(jù)傳輸:3G/4G
2、支持運(yùn)營(yíng)商:支持聯(lián)通、移動(dòng)、電信、4G數(shù)據(jù)、SIM卡。
● 軟件可以支持多家無(wú)人機(jī)制造商包括大疆所有系列。
● 上千種氣體傳感器可以隨時(shí)更換,系統(tǒng)帶有自動(dòng)識(shí)別功能。
● 外殼防水、防風(fēng)、防塵、防撞擊設(shè)計(jì)
● 實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),并生成對(duì)應(yīng)的趨勢(shì)曲線。
● 可查看歷史實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并同時(shí)生成曲線分析圖,列表和圖表樣式顯示歷史數(shù)據(jù),方便對(duì)比查看。
● 同時(shí)顯示經(jīng)緯度、高度、飛機(jī)狀態(tài)、溫度、濕度、PM2.5、PM10、TSP、CO、O3、SO2、NO2、
VOC 等上千種氣體實(shí)時(shí)濃度值。
● 檢測(cè)精度可達(dá)到 ppb 級(jí)。
● 實(shí)時(shí)無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)到地面端,也可以通過(guò) GPRS 實(shí)時(shí)傳輸?shù)椒?wù)器。
無(wú)人機(jī)氣體監(jiān)測(cè)荷載尺寸圖: