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大气污染远程监测监控管理平台

  大气污染视频监控监测系统是陕西明路光电技术有限责任公司(以下简称:西大明路)根据环保局业务管理需求自主研发的用于在线监测查看重污染单位实时环境情况的管理平台,系统注册商标“西大明路”,公司拥有该系统软件著作权证书;环境监测设备获得了创新性产品专利和实用新型专利;产品噪声数据通过了国家计量单位西北计量院检测;扬尘数据由于国家没有标准,为了帮助客户实时掌握污染点环境变化趋势,采用空气质量PM10限值为标准设置,该数据受不同区域环境影响。
1、系统组成:
    系统设计由硬件和软件两部分组成,硬件产品指安装在现场的视频设备、扬尘噪音检测仪以及车载型扬尘噪音监测设备和监控中心设备。软件指系统监控管理平台。管理系统采用开放式云平台设计,只要是能上网的地方,都可以登录操作查看,方便工作人员使用。
2功能概述: 
    数据实时查看,自动报警功能;数据报表统计与排名分析管理功能;远程拍照与通报管理功能;预留降尘设备控制管理及其他功能。
 
二、长安区环境监控设计方案
长安区位于西安南部,区域面积1500多平方公里,下设20多个乡镇街道办,是西安最大的一个区,该区随着西安大都市建设步伐的加快,建设项目以及污染型商混生产企业众多,加上周边耕地拥有量位居西安各区前三,秸秆燃烧污染也时有发生,故该区整体形成污染源点多、线长、面广的分布特点,靠人为的巡查监管很难做到环境精细化管理要求。
结合该区以上特点情况,我们为该区设计方案定位为一套全方位的视频监控覆盖方案,利用现代化的科技手段配合该局的网格化管理架构实现环境污染精细化、无死角的全方位解决方案,有效提升管理效率。
1、布设方案
    鉴于该区面积广,污染源分散的区域结构特点,在方案布设方面参照环保局网格化管理结构,以各街道办为单位进行重污染区域考察选点,原则上每个街道办布设不少于3个点,主要设置点包括商混站、污水厂、大型建设项目以及集中耕地周边,每个点可视范围不小于5平方公里。通过合理的布点监控,既可以及时查看发现污染情况,同时也可以根据采集到的有效数据掌握该街道范围的环境平均值指标,实现系统功能提供的各街道环境指标排名功能。
2、实施步骤
    长安区面积较大,下设乡镇街道办较多,不易于一次投资建设。故本次设计按照阶段性实施考虑。
首先,根据环保局提供的污染问题突出的敏感区域和距离较远的环山路周边等共计7个点进行施工,包括郭杜街办万科城周边、韦曲街办的西京学院、吉源地产周边,滦镇街办的环山公路丰裕口周边、引镇街办的雁引路周边和天盛商混站周边;
设备安装均选择制高点进行设置,一方面可以确保可视范围不受遮挡,另一方面确保设备的安全不易丢失。
3、实现的目标
    通过对选点进行监控设备安装,逐步实现环保局对各个区域甚至角落的有效实时监督查看,及时发现并控制污染源的污染扩散,有效提高环境治理以及管理效率,大大节省人力以及车辆等资源开支。
三、系统功能及特点
该系统采用开放式云平台服务模式进行设计,前端配套设备采用我公司自行研发的扬尘、噪音监测设备和网络高清摄像机。采集数据叠加到视频信号后经无线方式上传至服务器,实现数据共享,视频实时查看功能。
系统根据实际条件情况可选使用3G/4G/无线AP/无线互联网等传输方式上传,推荐选用无线AP模式传输,该模式信号稳定,无后期运营费用,缺点是有距离限制,适合于多点位同时实施使用。
 
          
    
    管理平台软件功能主要由两部分组成:
        包括远程视频实时监控部分数据分析报警管理部分
1、视频实时监控部分功能:
 
主要通过远程调取摄像机实时查看监控区域环境情况,摄像机可360度旋转控制,可视范围覆盖面积约5平方公里。
图像可近距离查看拍照;也可设置自动巡航,对周边主要污染源进行轮换查看,系统自带录像功能,录像信息可保存10天以上。
2、数据分析报警管理功能:
 
该功能主要通过对现场的环境数据分析,实现自动报警提醒功能,数据报表统计分析,远程拍照通报管理功能;
自动报警提醒功能,系统每十秒实时刷新环境数据,点位图标用不同的颜色体现当前状态,红色为有超标情况,绿色图标代表正常,系统同时提供半小时值、小时值的阶段性分析报警察看功能,每小时统计分析数据出现超标时,监控中心系统平台可实现语音报警提醒功能,报警可采用声光模式实现,(如,语音播报:长安区郭杜街办万科城区域扬尘超标,请注意防控!)
数据统计分析功能,主要是用于分析环境数据变化趋势,系统自动生成数据报表,报表根据环保局的需要可以分为项目日报表、区日报表,月报表、季度报表和年报表,同时提供街道办的污染排名表和项目污染排名表等,为长期的环境污染分析研究保存依据;
 
远程拍照通报管理功能
系统可以根据监测数据自动生成报警通报文件,工作人员可以根据报警信息进行选择发布污染通报,也可以手动添加污染通报,系统支持自动短信告知功能,既通报生成后,系统自动发送短信告知相应负责人注意防控,及时整改。同时系统提供整改后的信息回传功能,即相应负责人根据通报要求进行整改后,可以登录管理平台将整改情况以及照片回传至管理平台,便于监控管理人员及时掌握整改情况。整个流程实现了远程监控的闭环管理设计。
 
四、应用价值
1、建立三大机制
  第一时间发现问题机制
  第一时间处置问题机制
  第一时间解决问题机制
2、实现五大转变
   粗放向精细化转变
   被动向主动转变
   静态向动态转变
   单一向互动转变
   传统向现代转变
3、获取三大成效
    实现了精确精细、敏捷高效、全时段、全方位覆盖的建筑行业管理模式。
    再造了城市管理流程,创建城市管理监督和执行协作的管理体制。
公众满意度上升
 

(如有知识产权成果证明,请另附复印件)
1系统框架
1.1系统概述
本方案设计的网络高清视频监控系统是先进的高清的全数字化的视频监控系统,它前端采用数字高清网络摄像机输出数字高清信号,并可通过局域网、广域网、无线网络等各种网络传送到网络所延伸到的任何地方,并可通过管理平台进行集中管理。系统不但清晰度高,而且功能强大、易于扩容,将给用户带来更好的体验。
此套网络高清视频监控系统主要通过摄像机、显示器、网络硬盘录像机、交换机等设备,使管理人员直接观看和录制被监视场所的图像信息。
 
1.2系统硬件功能
本系统按照高可靠性、先进性及可扩充性的原则设计,系统需要实现的具体监控功能如下:
1、能够拥有很好的录像策略和检索机制;系统提供丰富的录像策略,根据不同的客户需求,可以提供前端录像、本地录像、告警录像、平台录像等策略;并且具有丰富的检索功能,如以摄像机名称、告警信息、时间等信息进行检索。
2、系统具有完善的二次备份机制;系统支持快速的对录像进行检索,并提供本地下载功能,同时通过外接刻录光驱,实现本地快速刻录,对重要数据进行长时间的保存,大大提高的数据的安全性。
3、系统具有报警联动功能;本次系统所有的前端设备都具有丰富的外设接口,能够实现其他报警输入和输出设备的接入,如红外对射器、烟感、温感、警灯、扩音器等;通过告警设备的触发,实现丰富的报警联动功能,如联动录像、联动抓拍、联动声光电报警等。
4、提供高清图像质量,实现24小时不间断传输。针对本次项目我们采用支持720P的高清网络摄像机,能够支持全天候全方位的高清监控,并且由于采用先进的H.264编码技术,在压缩率方面大大的提高,在2Mbps码流的情况下就能保证图像的高清质量。并可通过选配红外功能,实现无论黑白昼夜的视频监控。
5、拥有安全可靠的存储机制针对本系统采用以NVR为单位的集中部署方式,并直接对高清720P格式的码流进行录像,做到“存即所看”的效果,采用RAID5备份技术,确保存储数据能够有很好的容灾性,并且配合前端网络摄像机进行SD卡存储,确保在断链的情况下也能进行数据的可靠备份。
6、具备用户的权限管理功能。支持管理员、用户两级权限管理;管理员具有所有的权限;一般用户可以修改自身密码与联系方式,按照配置可以有操作权限,包括:1)可对通道分别进行指定的权限:云台、浏览、回放;2)对NVR可分别进行指定的权限:录像抓拍、日志管理、参数管理、告警管理、用户管理、电视墙、设备管理。
7、NVR网络硬盘录像机提供良好的IE客户端操作。硬盘录像机提供的IE客户端能够通过互联网络对监控平台进行访问操作,能够提供多种窗口浏览风格、录像浏览、参数配置、操控前端设备等功能,操作要方便。
8、系统能够保证高稳定、高可靠、高安全的运行。NVR采用嵌入式硬件的硬件结构,内嵌linux操作系统,有效防止病毒和木马的攻击;对于前端数据码流的传输使用AES等加密算法,确保视频流的安全可靠、万无一失。
9、系统有很好的扩容性和开放性。NVR网络硬盘录像机具有标准的先进的onvif协议能够兼容原有的模拟监控摄像机,并能够与其他业务进行无缝对接,实现统一管理,如联动报警、对讲系统等。支持多台NVR组网方式,通过统一的远程客户端软件,可以对多个NVR进行操作、管理。
 
1.3系统软件功能
系统软件部分实现的功能包括:
1、 )环境数据(视频)实时监控功能:
    只要是能上网的地方,就可以通过电脑等网络设备实时的监督查看管辖的工地环境情况。系统软件支持地图精准导航定位、远程视频监控查看功能;
2、 )智能监控报警功能:
        系统具有自动超标报警提醒功能:对管理人员发出及时提醒监管;
        系统具有自动短信通知功能:在设定的时间范围内以短信形式发送报警  
     信息给项目管理人员,通知防控;
        系统具有严重超标项目通告功能:对不及时进行防控的严重超标项目,系统自动生成违章通告进行网络公示通报。对通报的项目,污染企业需要通过系统进行整改回复,完成系统闭环管理功能。
3、 )智能对比分析功能:主要提供项目动态变化分析和区域动态分析功  能,给管理人员提供决策指导作用;
4、 )联防联控功能:该系统为开放式共享平台,环保、建委、城管等部门均可以实现在线查看,达到联防联控的信息共享机制;
1.4系统解决的问题
    系统主要解的问题包括:
1、 )解决监管人手不足问题:
   治理环境通过人为的巡查监管, 很难达到精细化管理目标, 无法充分发挥监管职能作用。该系统的实时监控功能可实现随时随地监督查看任意一个施工项目情况;
2、 )技术手段不足问题:
   传统模式对环境污染以被动式事后治理为主, 缺少事前的监督和防范手段。该系统可以实现第一时间发现,第一时间处置、第一时间解决问题机制,同时提供数据统计、分析管理功能;
3、 )解决法律手段及处罚依据不足问题:
   系统提供环境数据及视频图文信息,给执法管理提供有效依据。
 
 
2系统详细说明
根据本系统的使用功能、建设投资及安全防范管理工作的要求,本系统综合运用视频监控技术、电子信息技术等,构成先进、可靠、经济、适用、配套的网络高清视频监控系统。
系统的前端由各种高清网络摄像机组成,通过无线网桥将所有摄像机视频图像汇集到监控中心,连接到交换机,最后进入监控中心网络硬盘录像机。
在监控中心须配备一台【NVR高清网络录像机】+【显示器】,也是通过网线连接到交换机。【NVR】就是本系统的监控主机,用于对摄像机传输过来的图像进行显示、录像、回放。
本方案设计主要由四个部分组成,分别为视频采集与编码部分、视频传输网络部分、网络视频存储管理部分、网络视频显示部分。
 
3系统特点
本系统除具有实时扬尘、噪音数据监控、视频图片抓拍、录像查询回放、视频数据转发、切换显示等视频图像控制功能,用户管理、设备管理、日志管理等。
 
 
 
4系统部分硬件产品说明
4.1网络高清摄像机
前端采集模块根据具体点位和监控场景,分别选用、网络高清半球摄像机作为主要的图像采集设备。
网络高清摄像机推荐使用:
M01-N-P/HR0MM3D1880   720P网络红外高速球型摄像机 1/2.9" Aptina CMOS逐行扫描传感器 最高分辨率: 1280×720@25帧/秒 最低照度:彩色0.1Lux@F1.6,黑白0.05Lux@F1.6;0Lux红外开启,内置百万像素f=4.7mm~84.6 mm,18倍光学变焦,水平视角:3.2°~55.2°,采用H.264视频压缩技术 双码流 支持TCP/IP、UDP、RTSP等多种网络协议 支持ONVIF协议 支持视频丢失 移动检测和网络中断报警功能 支持FTP服务器远程存储 含电源(AC24V±4V/50Hz 功率:15W/30W(红外启动)/50W(加热启动))工作环境:-40℃~65℃/10%~90%RH;
4.2 NVR网络硬盘录像机
根据合理的规划和分配,避免由于单个设备大规模存储发生故障而引起大面积视频资料的丢失或实时视频无法正常录像的风险。因此前端高清网络摄像机所采集的视频数据,经网络光端机传输到中心后,将直接存入NVR网络硬盘录像机,不再经过编解码器处理,保证视频图像的完整性。并根据各个监控区域的特点,设置不同的存储策略;利用NVR网络硬盘录像机自身具备的自动检测功能,如硬盘存储状态、网络状态、视频状态等,实时确保录像过程高效、稳定、可靠。
NVR网络硬盘录像推荐使用:M-A-L-AF-DVR-Ⅱ-A/0+32-32(A2-4)-D/8N-8S 8路NVR网络硬盘录像机支持8*1080P、8*720P、16*D1;支持8*SATA;支持1路回放;支持1/4画面显示;支持手动录像、定时自动录像、告警录像等;支持网络备份、USB移动硬盘、USB刻录、SATA刻录等;支持1路音频输入/输出,支持16路报警输入,4路报警输出;支持BNC、VGA、HDMI输出通道 1路Spot输出;支持1个10M/100M/1000M自适应以太网口;支持RS485/RS232;NVR专用ATX电源;支持ONVIF协议。
 
4.3 YZ-1/S扬尘噪音监测设备
该设备为自主研发设备,可以实时在线监测周边大气污染环境数据,支持有线、无线宽带、3G等传输模式,
 
 

目前实施案例包括:
陕西省 西安市  :长安环保分局
                  莲湖环保分局
                  灞桥环保分局
                  高陵环保分局
 
河北省  石家庄市 :高新区环保分局
         保定市 : 环境保护局
 
云南省  腾冲市  : 腾冲环保局  
 
 
 

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