大氣污染網(wǎng)格化監(jiān)測預警平臺建設解決方案

大氣污染網(wǎng)格化監(jiān)測預警平臺

建設解決方案1概述（一）面臨的問題目前，秸稈焚燒已經(jīng)成為我國農(nóng)業(yè)地區(qū)大氣環(huán)境污染的重要污染源之一，秸稈的露天焚燒屬于低溫焚燒，不完全燃燒，其煙氣中含有大量的一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、光化學氧化劑和懸浮顆粒物等造成了嚴重的大氣污染破壞，且會在一定程度上加重霧霾的發(fā)生，不僅如此，各地區(qū)每到收獲的季節(jié)因為焚燒秸稈而引發(fā)火災的事情時有發(fā)生，給大氣質量、生態(tài)環(huán)境、交通安全和火災防護都造成了極大的危害。（二）秸稈焚燒監(jiān)管難的原因政府管理部門雖然對秸稈焚燒管理極為重視，每年都會投入大量人力物力監(jiān)控秸稈焚燒的情況，但秸稈焚燒現(xiàn)象仍然屢禁不止，每年仍有大量秸稈被當作廢棄物直接焚燒，究其原因主要是以下幾點：＞點多面廣，監(jiān)管人員匱乏，監(jiān)管力不從心農(nóng)田分布廣泛，面對季節(jié)性的秸稈焚燒問題，相對少量的監(jiān)管人員，僅靠人力無法管理如此大的范圍。＞監(jiān)測手段單一，監(jiān)測效率低下部分地區(qū)依靠監(jiān)管人員巡查或視頻監(jiān)控巡查等方式，無法第一時間自動監(jiān)測到秸稈焚燒事件，使得監(jiān)管人員無法快速響應，很難在第一時間趕往現(xiàn)場。＞缺乏自動預警機制，信息獲取滯后過多的依靠人力去完成監(jiān)管，缺乏自動化的預警機制，監(jiān)測信息獲取滯后。（三）解決辦法針對上述問題，云創(chuàng)大數(shù)據(jù)汲取全國兩百多個城市大氣污染管理的經(jīng)驗，通過結合物聯(lián)網(wǎng)、云計算及人工智能技術總結出解決我國農(nóng)業(yè)地區(qū)秸稈焚燒問題的解決辦法如下：＞網(wǎng)格化的監(jiān)測模式利用高性價比的新型前端監(jiān)測設備，在重點秸稈焚燒區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)高密度的網(wǎng)格化采樣布點，實現(xiàn)“區(qū)域全覆蓋，管理無死角”以較小的經(jīng)濟代價解決監(jiān)管范圍大、監(jiān)管人力不足的問題。＞自動化在線監(jiān)測采用微型在線監(jiān)測前端監(jiān)測空氣質量六因子（SO2、CO、O3、NO2、PM25、PM1O）,同時結合高空瞭望視頻監(jiān)控，從空氣指標及視頻圖像兩方面進行秸稈焚燒監(jiān)測，全面感知區(qū)域內(nèi)大氣環(huán)境質量，從而提高大氣環(huán)境監(jiān)管水平。＞人工智能自動識別+自動定位運用人工智能技術，基于高空瞭望視頻，自動分析識別出秸稈焚燒事件，并進行定位，然后向相關人員發(fā)出預警，監(jiān)管人員接到預警后迅速出動前往現(xiàn)場解決事件。智能視頻分析曲芳需w智能視效分析儀*克衣田的甘工火實時監(jiān)測發(fā)E智能視頻分析曲芳需w智能視效分析儀*克衣田的甘工火實時監(jiān)測發(fā)E煙火終連立刻觸及報上綜上所示，通過大氣污染網(wǎng)格化監(jiān)測平臺的建設，針對秸稈堆積區(qū)域、重點云曲控平.再PP合法查看焚燒區(qū)域、重點污染源區(qū)域，采用網(wǎng)格化精準監(jiān)控，以“全面布點、全面聯(lián)網(wǎng)”為宗旨，通過大范圍、高密度“網(wǎng)格組合布點”，結合高空瞭望圖像立體監(jiān)測、巡查人員移動監(jiān)測等，形成覆蓋整個區(qū)域的在線監(jiān)控網(wǎng)格，最終起到“精準監(jiān)測”“及時管理”“靶向治理”“預警預報”等作用，為大氣污染防治提供有力的科技支撐，促進治理大氣污染由憑經(jīng)驗、憑感覺、粗放式管理向網(wǎng)格化、實時化、精準化管理轉變，減少工作的盲目性，大幅提升區(qū)域內(nèi)大氣環(huán)境質量。2網(wǎng)格化設計架構據(jù)應用展示PC客戶端移動APP實時預警污染態(tài)勢數(shù)據(jù)分析空氣質量六因子（SO2、NO2、CO、03、PM2.5、PM10）+高空瞭望數(shù)據(jù)應用展示PC客戶端移動APP實時預警污染態(tài)勢數(shù)據(jù)分析空氣質量六因子（SO2、NO2、CO、03、PM2.5、PM10）+高空瞭望數(shù)數(shù)WEB應用支撐 GIS服務支撐 可視化分析支撐 功能應用支撐據(jù)存儲+處理據(jù)感知+傳輸數(shù)據(jù)處理與存儲網(wǎng)絡與安全^4G/GPRS/有線專網(wǎng)網(wǎng)格化體系架構大氣污染網(wǎng)格化監(jiān)測預警平臺由感知及傳輸層、數(shù)據(jù)存儲與處理層和應用及展示層三個部分組成，實現(xiàn)全面感知、精準監(jiān)管和高效治理。感知及傳輸層：采用在鐵塔上部署空氣質量微型監(jiān)測站結合高空瞭望視頻監(jiān)控的方式，實現(xiàn)對空氣質量六因子（SO2、CO、O3、no2、pm25、PM10）的監(jiān)測，以及掌握區(qū)域內(nèi)實時視頻，既有空氣指標數(shù)據(jù)，又有現(xiàn)場實時畫面，監(jiān)測數(shù)據(jù)可通過無線4G/GPRS/有線光纖等方式上傳至系統(tǒng)后端平臺。數(shù)據(jù)存儲及處理層：通過多種傳輸方式接收感知設備監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用先進的云計算處理技術及基于深度學習的人工智能技術，為系統(tǒng)提供空氣質量數(shù)據(jù)監(jiān)測服務、視頻監(jiān)控及火焰智能識別等功能應用支撐。應用及展示層提供平臺的業(yè)務功能，包括網(wǎng)格化管理、數(shù)據(jù)監(jiān)測服務、數(shù)據(jù)可視化、智能預警等功能。

3網(wǎng)格化監(jiān)測站點（一）空氣微型站空氣質量微型站環(huán)境空氣質量微型監(jiān)測站是南京云創(chuàng)大數(shù)據(jù)科技股份有限公司自主研發(fā)的新型空氣質量檢測設備，采用NB-IoT或GPRS網(wǎng)絡通信，具備GPS定位功能，支持市電和太陽能兩種供電方式。設備通過傳感器檢測空氣中PM2.5、PM10、CO、SO2、NOrO3六種空氣因子濃度，同時可檢測溫度和濕度。其中PM2.5和PM10采用激光傳感器檢測方法，co、so2、no2、O3采用電化學檢測方法。具有高靈敏度、高分辨率、高穩(wěn)定性和溫度補償?shù)忍攸c。（二）高空瞭望攝像機針對重點秸稈焚燒污染源區(qū)域的遠距離、大范圍監(jiān)控。高空瞭望監(jiān)控能夠實現(xiàn)大范圍的實時監(jiān)控，在應急事件和日常監(jiān)管中起到重要作用。高空瞭望由云臺攝像機、長焦距鏡頭、存儲設施等構成，通過光纖網(wǎng)絡傳輸至監(jiān)控與處置中心實施遠程監(jiān)控，覆蓋2-10公里監(jiān)控范圍，可對重要監(jiān)控對象實施高精度監(jiān)視。攝像機選擇高倍率云臺攝像機，也可采用激光云臺攝像機。高空瞭望攝像機4

4網(wǎng)格化應用平臺（一）網(wǎng)格化管理針對包括責任人員、轄區(qū)空間、GIS化監(jiān)測點位等網(wǎng)格化基本信息，以及網(wǎng)格化所涉及的站點信息，包括站點編號、站點名稱、站點類型、站點位置、所屬區(qū)域、污染情況、現(xiàn)場照片、周邊點位等信息，進行統(tǒng)一的管理，明確事件所屬區(qū)域、負責人員、事件溯源。（二）實時監(jiān)測提供對空氣質量網(wǎng)格化監(jiān)測站點PM10、PM2.5、O3、NO2、SO2、CO、AQI的監(jiān)測數(shù)據(jù)實時監(jiān)控以及實時視頻監(jiān)控，以GIS地圖、餅圖、折線圖、熱力圖、報表等多種形式進行實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)。表等多種形式進行實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)。（三）GIS地圖呈現(xiàn)基于GIS地圖，對監(jiān)測點位的分布進行查看，并可通過空間查詢快速定位監(jiān)測點位，選擇監(jiān)測點位信息進行查看，查詢監(jiān)測點位實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控、各污染物的小時平均、日平均、24小時連續(xù)變化等。

（四）人工智能預警可分別基于視頻監(jiān)控和空氣質量監(jiān)測指標進行秸稈焚燒預警，當高空瞭望視頻檢測到煙霧、火焰，即通過基于深度學習的煙火識別分析判斷出煙火后報警；同理，當空氣質量微型站監(jiān)測到指標異常時，系統(tǒng)也會自動啟動超標報警，并定位到事件發(fā)生地點，在第一時間發(fā)送短信、郵件、APP消息等方式通知相關監(jiān)管人員。（五）移動客戶端提供面向管理人員的移動客戶端服務，可通過移動APP提供實時查看所在區(qū)域和附近區(qū)域的污染氣體濃度質量數(shù)據(jù)、基于GIS的導航及實時定位功能，提供及時舉報秸稈焚燒事件的功能等。5典型應用案例（一）南京秦淮區(qū)空氣質量網(wǎng)格化監(jiān)測項目該項目是以物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術手段，為秦淮區(qū)空氣質量管理提供支撐服務，以改善環(huán)保局實際業(yè)務服務出發(fā)，為用戶帶來了以下成效：1、管理部門能夠對秦淮區(qū)整體空氣質量實時態(tài)勢隨時隨地一目了然；2、實現(xiàn)各街道空氣污染分類、態(tài)勢排名，支撐按季度、按月、按天等多種管控周期內(nèi)的業(yè)務管理成效比對與考核，強化污染管控工作落實到位；3、能夠實現(xiàn)空氣污染源追溯，配合現(xiàn)場執(zhí)法明確污染源責任，提升管理執(zhí)法效率；4、能夠實現(xiàn)秦淮區(qū)空氣質量精準預報預警，指導污染治理，改善市民生活質量；5、積累、挖掘分析污染監(jiān)測大數(shù)據(jù)，輔助研究轄區(qū)主要空氣污染物來源與成因，指導建立長效控制機制。（二）西安經(jīng)開區(qū)鐵腕治霾網(wǎng)格化信息平臺項目西安經(jīng)開區(qū)鐵腕治霾網(wǎng)格化信息平臺項目建設以環(huán)境監(jiān)測為基礎，充分運用移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等智慧化、信息化手段，依托數(shù)據(jù)交換與共享平臺，實現(xiàn)經(jīng)開區(qū)環(huán)保業(yè)務的智慧應用，為用戶帶來以下成效：1、接入前端微型空氣質量監(jiān)測站數(shù)據(jù)、經(jīng)開區(qū)建設工地已建設的揚塵在線監(jiān)測設數(shù)據(jù)、經(jīng)開區(qū)城管局視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全方位感知經(jīng)開區(qū)環(huán)境狀態(tài)。2、接入環(huán)衛(wèi)信息平臺、物業(yè)信息平臺、西安市環(huán)保局信息中心平臺等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)經(jīng)開區(qū)環(huán)保局治污減霾網(wǎng)格化管理數(shù)字化、智能化、智慧化。3、拓展環(huán)保專職網(wǎng)格化日常巡查、熱線投訴、在線監(jiān)測、視頻監(jiān)控、有獎舉報、上級交辦等多種問題發(fā)現(xiàn)渠道，全面掌握全區(qū)環(huán)保問題發(fā)生情況，及時消除環(huán)境問題，實現(xiàn)了環(huán)境監(jiān)管人員與企業(yè)和群眾的“零距離”對接、良性互動，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時做好服務和指導工作，把環(huán)境糾紛