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大气环境监测系统 技术解决方案
大气环境监测系统&技术解决方案
说起分布式大气检测仪（采用圣凯安大气监测传感器），虽然它在市场上只是一个新面孔，可在咱们圣凯安科技的产品体系里却已经算是老前辈了，公司在这方面的技术储备早就有了，三年前也诞生了雏形产品，只是当时的市场定位不够清晰，所以市场开发就一直处于停滞状态。随着人们环保意识的不断提高，市场需求更加明显，产品推广计划就再次被提上了日程。就在这个关键时刻，深圳市圣凯安科技总经理的李警，隐隐约约感觉到这是一个发展方向，同时也是考验自己综合能力的一次机遇，就开始了最初的市场摸索。
当时的大气监测项目部，说是一个部门，实际上就李警一个人，他亲自带着雏形产品到高新区环保局咨询后，发现这个产品只能监测PM2.5、Pm10，根本就满足不了市场需求。为了研发出产销对路的产品，公司决定组建了临时协同小组，由大气监测项目部联合智慧城市板块、智慧安全板块以及研究院等单位共同对硬件设备和软件平台进行重新规划设计。经过研发人员两个月的技术攻关，前前后后经历了无数次升级和改良，共推出了两个版本的样品，最终才有了咱们现在称之为“小型空气站”的二代产品。这款新品不仅完全满足了市场需求，可以检测PM2.5、PM10、一氧化碳、臭氧、二氧化硫、氮氧化物6项空气参数，而且还具备便携性强、性价比高的优势，非常适合多点布位。以前在一个区只能建立一个点，这个点的数据却代表整个区，现在通过多点布位能够监测整个面，还能通过数据分析迅速确认污染源的类型、位置等信息，为后期治理提供了高度精确的决策性依据。
这款产品一经推出就获得了高新区环保局的高度认可，并在4天时间内完成了14台小型空气站的多点布位，实现了对高新区全区大气质量的网格化监测。随后又相继在全国范围内完成了近70台小型空气站的多点布位，总监测面积达到了200多平方公里。
其实，李警并不是第一个吃螃蟹的人，在他之前已经有人尝试过这款产品的市场推广工作，但都没有坚持下来，可为什么只有他把这个事情做成了呢？同样缺钱少人，他有什么秘密武器吗？是的，团队就是他的秘密武器。为了加快项目进度，借助多年积累的经验，自己亲自负责商务洽谈工作，他又向智慧城市、智慧安全、研究院、企管部等单位寻求帮助，得到了各单位的大力支持，人手不够的大难题也迎刃而解。
随着高新区环保局这个项目的顺利交付，产品的市场定位更加明确了，服务对象就锁定环保局，针对环保局的需求对口开发，这样产品功能与客户需求也就更加契合了。客户需求搞清楚了，产品适销对路了，就没有做不好的事情，借着团队高涨的士气，大家又一鼓作气拿下了其他市区的项目，并开始在重点工业城市进行大范围推广，市场越做越大。
&至此，大气监测项目部终于完成了从最初的“雏形产品没有市场”到现在的“二代新品供不应求”的华丽转身，这背后是整个团队兢兢业业、勤勤恳恳地付出，尤其是工程师们放下身段、亲临一线的高境界低姿态，为项目落地立下了汗马功劳。项目后期的安装工作需要聘请工人来完成，为了节省开支，李警就带着技术人员亲自上阵。八月份正是天气最热的时候，他们几乎每天都在烈日下奔波，因为设备的安装高度必须在5-12米之间，所以他们不是跑东跑西协调设备的最佳安装位置，就是扛着200多斤的设备和辅料跑上跑下。那段时间磕磕碰碰都是家常便饭，甚至累得感冒发烧了也都扛着。
在2016年大气监测平台项目荣获了“科技创新奖”，“立足市场开发产品”的创新模式打破了之前“立足产品谋求市场”的传统思维，将市场需求迅速转化为产品方案并在第一时间推向市场。
随着团队成员的陆续加入，大气监测项目部不断发展和壮大起来。
2016年，圣凯安科技推出一套完整的气体检测软件系统（无人机气体检测系统）将大气监测传感器与无人机相结合，通过网络建立传感系统监测。现如今无人机遥感技术作为继航空、航天遥感后的第3代遥感技术：具有立体监测、响应速度快、监测范围广、地形干扰小等优点, 是今后进行大气突发事件污染源识别和浓度监测的重要发展方向之一。
二、无人机空气质量检测仪
无人机空气质量检测仪（SKA/WRJ-8）是圣凯安科技专为无人机气体检测系统而专门设计的一款产品。标准监测参数包括：SO2，NO2，O3，CO以及可颗粒物PM2.5和PM10等，并实时传输回地面显示无人机飞行所在环境的检测数据及生成对应的趋势曲线。同时通过配置圣凯安科技高精度、体积小、重量轻的智能型7NE系列气体传感器可扩展检测NH3，HCN，HCL及甲烷/非甲烷碳氢化合物、VOC等几百种气体参数，可完美搭载在无人机上进行检测并对无人机飞行不会造成影响。
无人机空气质量检测仪（SKA/WRJ-8）主要包含几部分：采样单元、数据传输单元、数据分析单元等；采样单元监测的数据通过数传或GPRS传输单元传送至地面显示平台进行实时控制、数据管理及图表生成。
详细参数：
●适用：多旋翼无人机、固定翼无人机；
●检测气体：PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO、O3、VOC等可灵活替换（具体请联系圣凯安售前）；
●检测原理：电化学、激光以及红外原理；
●重量：950克（标准7参数） ；
●尺寸：220×145×60mm；
●供电：12-24V；
●数据传输方式：GPRS /数传；
●工作环境温度：(-30~+60)℃；
●工作环境湿度：(15 ~ 95)% RH 无凝露 ；
●设备寿命：气体器件寿命2年
●软件兼容多种无人机制造商包括大疆所有系列（欢迎订制）
●上百种气体传感器可以随时更换，系统带有自动识别功能
●外壳防水、防风、防尘、防撞击设计
●实时显示监测数据，并生成对应的趋势曲线
●可查看历史实时数据，并同时生成曲线分析图，列表和图表样式显示历史数据，方便对比查看
●同时显示经纬度、高度、温度、湿度、PM1、PM2.5、PM10、上百种气体实时浓度值。
●检测精度可达到ppb级。
●实时无线传输数据到地面端，也可以通过GPRS实时传输到服务器。
●自动采样分析高精度分析仪器；
●具有良好的抗干扰能力 ，数据能够自动换算为标态浓度；
●各项资料自动传输、远程自动和手动控制、故障诊断及报警等基本功能。
三、大气环境监测系统
1 系统结构及工作原理
这套系统主要包括无人飞行器、NE sensor气体检测、数传/GPRS、地面站/服务器、数据处理软件等构成。主要的作用于检测大气空气质量AQI与应急检测有毒有害气体，其精度可以达到1PPB。改变了传统固定点的检测使得气体检测变得灵活、快速、准确、方便。
2 气体浓度数据采集的软件实现
　　气体检测这块有着成千上万种气体种类、量程、精度等。我司为了简化用户的操作与成本。我司特设计一套7NE系列的传感器。有着一整套完整的软件信息系统，把所有可以检测到的气体种类我们有效的划分开实现全部智能化的识别系统。客户可以根据不同的检测场景搭配不同的传感器；使得无人机气体检测非常灵活不受荷载的影响。数据采集主要如下图所示。
&&&&根据7NE系列气体传感器的通讯方式可以采用模拟电压、模拟电流、TTL、RS485，我司的采用的是RS485、TTL两组通讯方式。
&&&&串口波特率9600，校验位无，8个数据位，1个停止位；数值为Hex
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寄存器内容
电路板1号插孔气体实时数值
电路板2号插孔气体实时数值
电路板3号插孔气体实时数值
电路板4号插孔气体实时数值
电路板5号插孔气体实时数值
电路板6号插孔气体实时数值
主板地址寄存器
#1~#6号气体模块满量程（）
四、无人机飞行控制器台
地面接收系统的软件Green Ear是专门设计的可用于上述监测检测数据接收、解码、显示、处理、报告并向云端上传的专用软件，它与通用飞控软件Mission Planner相结合，在获取飞行路径规划及飞行器飞行姿态数据的基础上加我司的气体检测设备的实时浓度值进行数据分析融合，并支持多探测器同步数据回传和处理功能。
数据分析平台，主要功能应包括实时数据展示、历史数据查询、区域的GPS经纬度、时间等信息同步传回地面接收系统。
(1)实时数据展示
平台可对各类监测数据进行实时展示。将空气质量气体传感器数据、有毒气体应急监测数据汇入到统一平台，统一管理，综合展示。气体传感器数据以不同颜色代表不同污染级别。
以下为最近1小时内的实时数据。
(2)历史数据查询
将各点位的历史监测数据进行简单的统计分析，例如日变化分析、时间序列分析等，帮助采购方节约手动分析时间成本，同时还能够帮助采购方了解基本污染状况。
(3)区域污染概率分析
通过计算一段时间内，各区域污染超标的累积概率，能够得到经常发生污染的区域，即为超标重点区域，也可能为潜在污染源，管理者可根据分析结果对此类区域进行重点监管。
(4)污染排名统计
实时排名分析让采购方掌握最新的污染动态，历史排名分析可以帮助采购方查找重点污染区域。
五、空气质量网格化在线监测系统
空气质量网格化在线监测预警预报系统解决方案，平台数据中心可提供所属地区各监测点位数据的实时采集传输、实时监控空气环境质量，实现在线数据查询及报表统计、数据自动预警、环保信息综合分析、数据归集和排名反馈等，为环保的研究提供信息资源和手段，为环保业务管理提供统一的管理平台。
分布式大气污染物复合监测器
深圳市圣凯安科技有限公司网格化空气质量监测综合解决方案针对城市、农村、居民区、工业园区，工地等存在有组织和无组织污染排放源的区域，进行全面、精准“网格化布点”，将目标区域均匀划分为若干网格点，综合固定监测和移动监测技术，形成精细的覆盖整个区域的感知物联网络，实时监控多种污染物的浓度水平和分布规律，通过环保云平台和大数据计算挖掘，确定区域空气污染的主要成因和来源，并为预测预警、溯源及靶向治理等环保决策提供精准的大数据支持。
&该方案采用三层架构体系，即感知层、传输支撑层、应用层。数据经网格化感知设备采集后，通过传输支撑层网络上传到环保云计算平台，提供软硬件支撑环境和数据模型，在应用层上，实现基于网格化监控和大数据平台的业务管理。
深圳市圣凯安科技有限公司网格化空气质量监测系统应用平台层在环保数据中心的基础上，充分利用大数据和环保云平台等技术，综合成熟的数据模型及算法，在实现精准的网格化监测功能的同时，为相关职能部门提供空气质量预测预警、污染突发事件溯源及处置等决策支持。
经过多次的自主研发，圣凯安科技无人机气体检测系统已广泛应用于党政机关、环保、电信、水利、交通、公安等行业，为客户创造了良好的社会价值和经济效益。部分排污企业改变监测设备数据&逃避环保部门监管
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原标题：部分排污企业改变监测设备数据 逃避环保部门监管
　　近年来，为加大对企业环保措施的监管，实现对大气、水环境的实时监测，由中央和地方配套投入污染在线监测网络的资金已逾百亿元。然而，一些企业从最初的偷排未达标污染物，到现在通过改变监测设备的数据，以逃避环保部门的监测、监管。日，新修订的《环保法》正式实施，其中就有严禁通过伪造检测数据等逃避监管的方式违法排放污染物的条款。企业如何“偷数据”？环保部门如何堵漏洞？记者在山东进行了调查。
　　剑走偏锋 数据造假
　　修改企业现场端设备参数，破坏采样系统硬件
　　近年来，国家治理环境污染的决心越来越大，在环保监测方面构建的污染在线监测网络的资金投入已逾百亿元，目的就是加大对污染企业环保措施的监管，实现对大气、水环境的实时监测。
　　然而，有些企业不在治理污染上下功夫，而是“剑走偏锋”，在实时监测的情况下搞新型偷排――通过环保监测数据造假，在环保部门眼皮子底下排污。拿山东为例， 2014年，山东多次启动整治违法排污企业专项行动，共查处了15家数据造假企业。
　　企业的环保监测数据还能造假？这首先得从污染在线监测网络说起。以山东为例，自2007年开始，山东省建设了包括污染源自动监控系统在内的全省环境自动监控系统。污染源自动监控系统主要由安装在废气、废水重点监管企业等污染源现场的自动监控设施，和安装在各级环保部门监控中心的监控软件和设备等组成。
　　环保数据造假就出在安装在排污企业内部污染源现场端的自动监控设施上。“根据我们日常检查，通过干扰自动监测设备正常运行，对数据造假的方式主要有两大类10多种手段。”山东省环境信息与监控中心总工许杨介绍说，一类是通过修改设备工作参数等软件手段造假，比如说实际监测的排放浓度是1000毫克每立方米，在软件计算时加了个0.1的系数，结果就成了100毫克每立方米，不达标的就变成达标了；另一类是通过破坏采样系统等硬件手段造假，比如在设备采样管上私接稀释装置等。
　　在山东省整治违法排污企业环保专项行动中，新泰正大热电有限公司、荣成市邱家水产有限公司热电厂等企业就采取了擅自修改监测参数的方式来达到环保数据造假的目的。而被查处的东营一家化工集团则擅自在采样系统上连接稀释管线，现场二氧化硫排放浓度自动监测数据为每立方米66毫克，人工监测数据为每立方米1180毫克，两者相差约18倍，超标4.9倍。
　　制度漏洞 造假之机
　　现场端由排污企业投资建设，日常运营公司依赖企业订单
　　为什么会出现环保数据造假？据介绍，化工企业污水处理费用每吨一般都会超过5元，更为复杂的污水处理每吨要十几元甚至几十元，如果再算进废气处理，一个规模企业每日治污费用就得数万元甚至高达十几万元。一位环保人士指出，“动动手指，改改监测数据就能降低企业的‘私人成本’，归根到底是排污单位追求经济利益驱使。”
　　环保数据造假也存在一定体制机制上的问题。目前，山东省内排污现场端自动监控设施的建设由排污企业投资负责，监控设施的日常运营维护由排污企业委托专业公司承担。这就让有关排污单位有了可乘之机。按照规定，只有环保部门、专业维护运营公司才能打开监控站房。但从被查处的15家环保数据造假企业中发现，一些企业通过胁迫运营方，获取密码权限或擅自开启站房，修改参数，伪造数据，造成设备无法如实反映排污企业真实排污状况。之所以能够被胁迫，是因为这些专业运营维护公司如果不“合作”，订单可能就没有了。
　　对此，山东省环保厅厅长张波表示，虚假监测数据首先是会误导政府环境管理和决策工作；其次是欺骗社会公众，影响政府的公信力；再次如果造假得不到应有处罚，就会出现“劣币驱除良币”现象，使守法企业面临不公平竞争，还会使其他企业跟风造假。因此，对监测数据造假必须严厉打击。
　　既然环保数据能造假，是不是该监测系统就不能用了？“环保部门的人不可能天天24小时在污染企业里盯着，如果环保监测人员走了如何对其监管？”山东省环保厅一位负责人表示，不能因为有个别企业在进行违规操作、环保数据造假而否定污染源自动监控系统，搞环保监管也要运用信息化手段，要逐步去完善，而不是一遇到问题就一棍子打死。
　　记者也从多方了解，就山东而言，随着污染源自动监控系统的升级及完善，系统的运行率和数据准确率不断提高，目前均达到了90%以上。山东省已将该监测系统的自动监测数据广泛应用于综合监管、定期通报、环境执法、排污收费、总量减排、以奖代补考核和信息公开等多个方面。
　　加重惩戒 动态管控
　　建议提高超标排污费标准，开展环境信用评级
　　据介绍，按照现行环保法律法规，企业破坏或干扰自动监测设施、对监测数据弄虚作假的行为，罚款额度甚至比企业一天的治污费用还少，违法成本太低，对排污企业的惩戒作用很弱。对此，有专家建议，国家应进一步出台更加严厉的措施，比如从抓住之日往前追溯一定时期，补交超标排污费，并按超标排放对环境造成的危害评估值再予以二次处罚，甚至按照环境犯罪定刑，直接追究企业法人的刑事责任。
　　针对罚款等处罚措施对企业惩戒力度不足的问题，2014年，山东建立了环保、公安联动查处机制，将符合移交条件的13起案件移交公安部门处理，对涉案的15名责任人处以5至15日的行政拘留处罚。从处罚企业整体到追究具体责任人，山东提前一年与新《环保法》接轨，开创了全国此类案件处罚的先河。但是与破坏环境造成的影响相比，这样的处罚力度依然很轻。
　　据张波介绍，山东省环保厅对运营单位弄虚作假的，取消其在山东省境内的运营资格；排污单位弄虚作假的，除给予顶额罚款外，环保部门不予安排环保项目补助资金，实行企业限批，并扣减所在市环境管理奖分值，以此调动各市工作积极性，促进省、市形成合力，共同监督企业排污情况和监测数据质量。
　　针对企业造假行为越来越隐蔽、技术含量越来越高等情况，山东省环保厅组织研发了污染源自动监测设备动态管控系统，切断主要造假途径，实现设备参数、运行状态和监测数据的“三同时”监控，一旦出现参数异常立即报警并固定造假证据，提高监管效率。目前，动态管控系统已开始在全省省控以上重点污染源推广使用。
　　山东省环保厅相关负责人建议，国家应对企业开展环境信用等级评价，并向全社会公开企业环境信用信息，将超标排污、违反环评、篡改监测数据等违法违规企业直接评定为“环保不良企业”，环保部门可对其采取不予办理环保行政许可、暂缓办理上市融资环保审核事项等惩戒性处罚。记者 潘俊强
(责编：蒋琪、王静)
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