建筑工地?fù)P塵污染自動監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)特點和應(yīng)用分析

一、引言

根據(jù)國家環(huán)保部監(jiān)測數(shù)據(jù)，目前一些大中城市的霧霾天氣較為嚴(yán)重，尤其是在京津冀、長三角、珠三角最為嚴(yán)重。監(jiān)測表明，這些地區(qū)每年出現(xiàn)霾的天數(shù)在100天以上，個別城市甚至超過200天。空氣污染嚴(yán)重的深層次原因是我國快速工業(yè)化、城鎮(zhèn)化過程中所積累環(huán)境問題的顯現(xiàn)，高耗能、高排放、重污染、產(chǎn)能過剩、布局不合理、能源消耗過大和以煤為主的能源結(jié)構(gòu)持續(xù)強化，城市機動車保有量的快速增長，污染排放量的大幅增加，建筑工地遍地開花，污染控制力度不夠，主要的大氣污染排放總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了環(huán)境容量等多種原因。其中，因建筑施工產(chǎn)生的揚塵污染，已經(jīng)成為影響城市空氣質(zhì)量的主要原因之一。

建筑工地?fù)P塵污染是建筑施工過程中排放的無組織顆粒物污染，既包括施工工地內(nèi)部各種施工環(huán)節(jié)造成的一次揚塵，也包括因施工運輸車輛粘帶泥土以及建筑材料逸散在工地外部道路上所造成的二次交通揚塵。

根據(jù)北京市環(huán)保部門的監(jiān)測和分析，揚塵污染約占PM2.5來源的15.8%。南京的六類主要污染源中，揚塵的比例最大，達(dá)37.28%。由于建筑工地?fù)P塵的排放高度一般較低，并且往往集中在人口密集的城市地區(qū)，因此建筑工地?fù)P塵對空氣質(zhì)量的影響日益受到關(guān)注。

為了有效監(jiān)控建筑工地?fù)P塵污染，接受市民的監(jiān)督和投訴，共建綠色環(huán)保建筑工地，有必要進(jìn)行建設(shè)工程揚塵污染自動監(jiān)控系統(tǒng)的研究和開發(fā)。

二、系統(tǒng)組成與功能

（一）系統(tǒng)組成

“建筑工地?fù)P塵污染自動監(jiān)控系統(tǒng)”由顆粒物在線監(jiān)測儀、數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、后臺數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及信息監(jiān)控管理平臺共四部分組成。系統(tǒng)集成了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)，通過光散射在線監(jiān)測儀、360球形攝像頭、氣象五參數(shù)采集設(shè)備和采集傳輸?shù)仍O(shè)備，實現(xiàn)了實時、遠(yuǎn)程、自動監(jiān)控顆粒物濃度；數(shù)據(jù)通過采用3G網(wǎng)絡(luò)傳輸，可以在智能移動平臺、桌面PC機等多終端訪問；監(jiān)控平臺還具有多種統(tǒng)計和高濃度報警功能，可廣泛應(yīng)用在散貨堆場和碼頭、混凝土攪拌站以及工廠企業(yè)無組織排放的實時監(jiān)控。

“建筑工地?fù)P塵污染自動監(jiān)控系統(tǒng)”的四部分組成如圖1所示。

圖1系統(tǒng)組成圖

1、感知層：污染源在線監(jiān)測儀，包括顆粒物濃度監(jiān)測儀、氣象五參數(shù)監(jiān)測儀、噪聲監(jiān)測儀和視頻監(jiān)控攝像機，對顆粒物濃度、氣象參數(shù)、噪聲和現(xiàn)場視頻進(jìn)行連續(xù)自動在線監(jiān)測；

2、傳輸層：采用有線、無線、3G等方式傳輸各種監(jiān)測數(shù)據(jù)；

3、平臺層：數(shù)據(jù)服務(wù)云平臺，依托在建工地?fù)P塵與噪聲監(jiān)測平臺的數(shù)據(jù)，進(jìn)行系統(tǒng)分析、提供跨區(qū)域、全時間、多層次的數(shù)據(jù)挖掘和對比，為科學(xué)治理霧霾提供數(shù)據(jù)支撐；

4、應(yīng)用層：面向不同環(huán)保局、建筑工地的客戶端系統(tǒng)，實現(xiàn)基于Web的污染源實時數(shù)據(jù)在線監(jiān)測、現(xiàn)場圖像和視頻的監(jiān)控、污染源超標(biāo)報警、以及面向不同管理層的各種管理與統(tǒng)計分析。

（二）系統(tǒng)平臺

建設(shè)工程污染在線監(jiān)測信息監(jiān)控管理平臺可支持各種終端平臺通過公網(wǎng)訪問，實現(xiàn)了基于Web的污染源實時數(shù)據(jù)在線監(jiān)測，現(xiàn)場圖像和視頻的監(jiān)控（包括對前端云臺和攝像機的實時控制）、污染源超標(biāo)報警、以及面向不同管理層的各種管理與統(tǒng)計分析。

三、技術(shù)特點及優(yōu)勢

系統(tǒng)基于對城市工地?fù)P塵污染監(jiān)控管理的需求而設(shè)計，技術(shù)特點和優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下三點：

（一）監(jiān)測終端系統(tǒng)系統(tǒng)集成了總懸浮顆粒物、PM10、PM2.5、溫度、濕度、風(fēng)向和風(fēng)速等多個環(huán)境參數(shù)，24小時在線連續(xù)監(jiān)測，全天候提供工地的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，超過報警值時還能自動啟動監(jiān)控設(shè)備，具有多參數(shù)、實時性、智能化等特性；

（二）通過傳感網(wǎng)、無線網(wǎng)、因特網(wǎng)這三大網(wǎng)絡(luò)傳輸傳輸數(shù)據(jù)，快速便捷地更新實時監(jiān)測數(shù)據(jù)；

（三）基于云計算的數(shù)據(jù)中心平臺匯集了不同區(qū)域、不同時段的監(jiān)測數(shù)據(jù)，具有海量存儲空間，可進(jìn)行多維度、多時空的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，便于管理部分有序開展工作，同時也為建立工地環(huán)境污染控制標(biāo)準(zhǔn)積累數(shù)據(jù)，以推動對空氣污染的長效管理。

四、工程應(yīng)用

系統(tǒng)在上海、重慶、山東、西安等地部署實施，在重點施工工地進(jìn)出口設(shè)置一處揚塵監(jiān)測點，對工地及其周邊揚塵污染實施監(jiān)測，對工地周邊環(huán)境信息進(jìn)行搜集、整理、匯總、分析、編制環(huán)境質(zhì)量報告和環(huán)境監(jiān)測簡報，建立監(jiān)測動態(tài)檔案。依據(jù)每天工地自動監(jiān)測的PM10濃度值的比值大小，對各施工工地?fù)P塵源進(jìn)行打分考評，監(jiān)測數(shù)值作為對工地管理的考核依據(jù)。

以濟南歷下區(qū)為例，通過對區(qū)屬工地環(huán)境信息進(jìn)行搜集整理和匯總分析，編制了工地環(huán)境質(zhì)量報告和環(huán)境監(jiān)測簡報，建立了工地環(huán)境監(jiān)測動態(tài)檔案。依據(jù)每天歷下區(qū)PM10濃度值與工地自動監(jiān)測的PM10濃度值的比值大小，管理部門對各施工工地進(jìn)行打分考評，在整個考評體系占30分。另外，施工工地現(xiàn)場、沖洗點及出口各安裝一套監(jiān)控探頭，對所有沖洗點實行24小時監(jiān)控，每部出門車輛的號牌、車身、沖刷過程及施工作業(yè)管理等全部處在監(jiān)控探頭范圍之內(nèi)，并與分管領(lǐng)導(dǎo)和區(qū)數(shù)字化城管監(jiān)督指揮中心聯(lián)網(wǎng)。系統(tǒng)實施后，切實做到了全范圍、全時段、全過程24小時揚塵污染監(jiān)管，系統(tǒng)已成為區(qū)委管理班子進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測及管控的得力幫手。

五、結(jié)語

“建筑工地?fù)P塵污染在線監(jiān)測系統(tǒng)”實現(xiàn)了建筑工地?fù)P塵污染在線監(jiān)測、管理一體化，提升了科學(xué)管理的效率和能力。該系統(tǒng)對掌握建筑工地?fù)P塵污染現(xiàn)狀的真實狀況，以及采取控塵措施的效果具有權(quán)威性。

在綠色工地創(chuàng)建和文明施工測評中，該系統(tǒng)可用定量化的數(shù)據(jù)反映工地現(xiàn)場揚塵污染治理的水平，是各地“清潔空氣計劃”的重要組成部分，也有望成為建設(shè)智慧環(huán)保的有效抓手，為大氣環(huán)境治理作出貢獻(xiàn)。

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