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、項目概述
1.1、項目背景
某市的大氣污染程度嚴峻，一直處于74個重點監(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峻，該市分布著200多家工業(yè)企業(yè)，其空氣質(zhì)量狀況對整個市區(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、運行不達標(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”重點扶持企業(yè)。智易時代為真正實現(xiàn)一網(wǎng)一庫一平臺,與世界500強全球最早的環(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)格化精準監(jiān)控與智能分析決策系統(tǒng)。智易時代針對工業(yè)園區(qū)特有的工業(yè)經(jīng)濟發(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，對全區(qū)實行網(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，又能對局部污染進行監(jiān)控，實現(xiàn)全區(qū)范圍內(nèi)宏觀到微觀的全面監(jiān)控，然后，利用先進的大數(shù)據(jù)和云平臺技術(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)律和趨勢進行科學(xué)預(yù)測，對造成空氣污染的主要污染源進行準確溯源，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，對減排方案進行動態(tài)調(diào)整，在治污的同時兼顧經(jīng)濟的發(fā)展，實現(xiàn)環(huán)境保護和經(jīng)濟發(fā)展并駕齊驅(qū)，提高方案的可操作性。
最終達到通過本方案可以實現(xiàn)大氣污染防治的“精確監(jiān)測、精準預(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)濟可持續(xù)發(fā)展尋求出路，提供量化決策支持，從容應(yīng)對重大事件環(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)保局順利實施，2016年成功運行；目前正在張家口地區(qū)執(zhí)行，為2022年冬奧會保駕護航。智易時代作為環(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，通過本項目將持續(xù)免費為該園區(qū)3－5年內(nèi)環(huán)境監(jiān)測設(shè)備和平臺進行技術(shù)升級，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，同時作為專業(yè)公司提供整體數(shù)據(jù)運營。
2、系統(tǒng)概述
整套系統(tǒng)由感知層、平臺層和應(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)傳送到平臺層，進行數(shù)據(jù)處理和自動修正。
在應(yīng)用層，可實時顯示各監(jiān)測點位和整個區(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)管平臺一體的污染防治和控制整體解決方案。依靠污染治理和運維提供長效管理機制的保障，從而實現(xiàn)“經(jīng)濟發(fā)展”與“環(huán)境保護”和諧共存。
一、空氣質(zhì)量在線監(jiān)測站點部署
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個網(wǎng)格，在每個網(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、機動車尾氣等不同類型污染源，采取“有的放矢”的方法，針對這些不同類型的監(jiān)測對象，科學(xué)、合理的設(shè)置部署點位，分別部署相對應(yīng)的監(jiān)測設(shè)備，同時，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)個監(jiān)測站點的策略，結(jié)合氣象條件綜合判斷污染源是否來自于外部。
（一）、空氣站精細網(wǎng)格布設(shè)方案
（1）行政區(qū)劃網(wǎng)格監(jiān)測：1個管委會、1個鎮(zhèn)、3個辦事處布設(shè) 5 個國標(biāo)法小型空氣站，監(jiān)測PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3及氣象參數(shù)，用以對街鎮(zhèn)空氣質(zhì)量的排名、考評，同時每日、旬、月發(fā)布各個區(qū)域空氣質(zhì)量排名（并以短信方式發(fā)送給相關(guān)負責(zé)人），對空氣質(zhì)量排名落后的網(wǎng)格環(huán)保負責(zé)人進行約談或問責(zé)，敦促其落實好屬地監(jiān)管責(zé)任。
（2）敏感區(qū)域監(jiān)測：為進行污染物溯源分析，擬在區(qū)邊界及區(qū)內(nèi)布設(shè)16個非國標(biāo)法小型空氣站。
（二）、揚塵在線監(jiān)測系統(tǒng)布設(shè)方案
在園區(qū)每個工地的區(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、西北四個角分別部署一套揚塵在線監(jiān)測設(shè)備（污染源分析和預(yù)警），目前園區(qū)有5個建筑，共計25套，包括5套β射線在線監(jiān)測儀，20套揚塵在線監(jiān)測系統(tǒng)。
（三）、揮發(fā)性有機物（VOCs）監(jiān)測系統(tǒng)布設(shè)方案
在園區(qū)7個加油站下風(fēng)向布設(shè)邊界VOC監(jiān)測設(shè)備(PID)各1套，共計7套，對VOC總量進行監(jiān)測。
（四）、機動車尾氣監(jiān)測系統(tǒng)布設(shè)方案
針對園區(qū)東西方向“大慶西道”和南北方向“建設(shè)北路”兩條進入園區(qū)的主干道的出入口布設(shè)固定式機動車尾氣遙感檢測設(shè)備各1套，共計4套，實時監(jiān)測道路上機動車尾氣中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
針對園區(qū)20家重點餐飲企業(yè)的油煙排放口布設(shè)油煙自動在線監(jiān)測設(shè)備各1套，共計20套，對油煙顆粒物等涉及國家考核的指標(biāo)進行監(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，通過本項目的建設(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，最終實現(xiàn)“對內(nèi)辦公，對外發(fā)布”的實施效果。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)以及進入本區(qū)的外地市民知曉實時空氣質(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
通過建立微信公眾號發(fā)布平臺，方便市民隨時、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)，可以實現(xiàn)精確測量，精準預(yù)測，精密溯源、精妙控制。包括：
科學(xué)布點，全面監(jiān)測：結(jié)合經(jīng)濟、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。布點方案節(jié)省項目投資，避免過度布點資源浪費，又可實現(xiàn)科學(xué)精準數(shù)據(jù)采集；
數(shù)據(jù)互聯(lián)共享：系統(tǒng)可同時向區(qū)、市、省、國家環(huán)保業(yè)務(wù)部門和多級、多個環(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)準接口，實現(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)，動態(tài)的分析污染的形成、傳輸、擴散的情況，定量分析污染的成因和變化，并對污染源進行追溯；
預(yù)警預(yù)報：遇到設(shè)備異?；虍?dāng)前監(jiān)測超標(biāo)，自動向相關(guān)聯(lián)系人發(fā)送報警信息，精確給出具體的超標(biāo)數(shù)值、超標(biāo)時間、超標(biāo)排放量、超標(biāo)排放介質(zhì)量，為強化監(jiān)理工作提供翔實可靠的依據(jù)，利用最權(quán)威的數(shù)值預(yù)報和統(tǒng)計預(yù)報模型，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；
污染評價與質(zhì)量日報：依據(jù)數(shù)據(jù)有效性規(guī)定、AQI評價技術(shù)規(guī)范、數(shù)據(jù)倒掛修約規(guī)定等進行數(shù)據(jù)審核、審核處理，做出各子站的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)評價，利用監(jiān)測結(jié)果向公眾發(fā)布環(huán)境空氣質(zhì)量日報、預(yù)報和定期的質(zhì)量報告，加強公眾的監(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、月污染物對污染程度的貢獻率；對不同地區(qū)、不同時段、不同氣象條件下采取的減排調(diào)控政策、措施的實施效果進行定量分析評估，并指導(dǎo)行業(yè)、企業(yè)根據(jù)評估結(jié)果和既定的減排目標(biāo)，以最小的減排代價達到最優(yōu)的治污效果，提高減排調(diào)控措施的可持久性。