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环保物联网

来源:本站    发布时间:2018/11/21 10:10:21    点击量:

环保物联网是指在传统环保行业引入自动化和信息化的技术来实现环境保护科学化管理的系统网络。环保物联网从结构上分,可以分为三层结构

首先是基础层,即感知层,此层面主要包括污染治理设施(污染源)现场端的感知,主要包括现代化的传感器、分析仪、智能仪表等。

其次,是通信层,通信层的主要作用是实现感知层数据的传输,主要包括两种数据传输方式,有线传输和无线传输

最后,数据应用层,数据应用有两方面的含义,一方面是通过数据分析,得出相关的结论支持环保管理决策,另一方面是通过远程控制来优化环保治理设计的工艺运行条件。

环保物联网的概念于2010年才开始流行起来。在2011年很多省市就开始建设数字环保项目了,其实这个"数字环保项目"就是我们所说的环保物联网项目

环保物联网专业所涉及的专业包括传统的环境工程、电气工程、通信工程、自动化工程、环境监测、计算机工程、管理学等学科,是一门多学科交叉的新兴专业。

环保物联网目前在中国国内市场已经以各种形态展现出来了,比如各省环保厅建设的重点污染源监控,国家对重点河流断面的水质监测工作,各主要城市、地市空气质量自动监测系统,排污权交易工作的开展等等。

对策建议

1. 重视环保物联网应用,将其作为环保发展的基本支撑和关键环节。

2. 注重统筹规划与顶层设计,明确环保物联网建设方向与路径。

3. 加强数据挖掘,充分发挥数据价值。

4. 构建第三方服务体系,支撑环保物联网应用科学健康发展。

5. 建立资金保障机制,确保环保物联网应用可持续。

6. 明确建设与应用主体,充分发挥各方积极性。

7. 立足环保物联网应用,培育壮大相关产业,加强人才储备。

电子眼监控

根据十二五规划要求,为进一步加大污染减排力度,近日,全国各省市大规模兴建重点污染源在线监控工程,视频监控设备走马上任,物联网技术大展拳脚。

政府推手污染源监控应用

随着工业化和城镇化进程的加速,各地经济呈蓬勃发展之势,然而无独有偶,伴随而来的是环境问题的日益严峻。当资源环境问题逐渐成为制约经济发展瓶颈时,各种环保政策、治污标准也陆续走到台前,各种污染控制设备相继被安装。但有些企业将污染监控设备当摆设等情况的出现,又使得人们不得不思考:该如何让污染源的监控设备真正发挥实效?

各地陆续建设起来的污染源在线监控工程让污染无所遁形,而无论是主动还是被动,治污是最终的目的。有关人士杨南先生向记者介绍:其实早在物联网概念推出以前,国内就有很多城市设有例如大气污染指数监测、水质监测等环境监测系统。物联网技术的普及,让这些零散的监测有机的整合在一起,然后再通过物联网技术实现资源互通以及在线监控等一系列更新、升级。他说,推广污染源在线监控工程,很大程度上要依靠政府的力量,这是政府对企业阳奉阴违、逃避治污的一种有效监管手段。

确实,政府的推动力不可或缺。近段时间来,全国各地纷纷出台关于针对污染源进行监控的政策条例。如河北省计划在2012530日前对省内1949家国家及省重点监控企业完成在线监控系统的安装,并从今年11月份起由该省环保厅对自动监控设施建设的进度进行整体调度和通报。山东省威海市也大兴环保在线自动检控项目建设,目前已有110家市重点监管企业安装了污染源在线自动监控设备。天津市也于近日下发了《关于做好2011年国家重点监控企业污染源自动监控系统安装及联网工作的通知》,要求今年各国控企业必须在1031日前完成污染源自动监控设备安装及联网工作。

应用环保物联网技术

中国工程院副院长邬贺铨曾在去年的全国工业污染源监控暨物联网技术研讨会上指出:污染源监控系统属于环保物联网应用范畴,用物联网技术作支撑,实现环保监控,这条路任重道远。

记者了解到,污染源在线监控系统是在点线面源的合适点位上安装各种自动监测仪器仪表和数据采集传输仪,应用物联网海量集成技术细化污染源监控系统全方位架构,并通过各种通讯信道与监控中心连接,实现在线实时通讯,这样传感器感知的点位环境状态就被源源不断地发送并存储在数据库服务器上,从而由监管部门对排污口的排污情况进行实时分析、监测、管理。

对此,杨南介绍:环保物联网技术是把各类污染源信息和环境信息实时采集,建立统一的智能海量数据资源中心,进行数据挖掘、模型建立,从而为监管部门提供总量控制、生态保护、环境执法等服务的数据基础。在谈及企业自身发展和治污环保两者之间的关系时,杨南表示:在建立了完善的污染源在线监控系统后,无论什么行业的污染控制都能够从中受益。企业可以通过各项数据分析总结,然后进行排污设施的优化调节,从而达到经济和环保的最终统一。

电子眼紧盯源头或将成为治理污染新利器

有视频监控设备为污染源在线监控系统坐镇,企业再想和监管部门躲猫猫就十分困难了。监管部门可以从监控中心清晰地看到通过视频监控设备传回的企业排污口处的实际情况,无论是排污量、污染处理设施的运转情况还是监测站房内设备运转的现场情况,都难逃电子眼的实时监控。架设了视频监控设备,监管部门能够及时发现问题并远程协助,从而提高工作效率,降低工作成本,提高污染源监控设备的运行率及准确率。同时视频监控系统还可以接入应急指挥系统,一旦企业发生污染事件,便可及时进行远程调度指挥。

在记者的采访中,相关人士表示:视频监控设备能够真实还原排污口现场的状况,这种视频监控设备在技术上并没有特殊的要求。目前深圳市还没有大规模的针对污染源的视频监控项目,但是用电子眼看住污染源能够更好地治理污染,相信这是一种必然趋势,一定会很快推广开。

监控体系建成

目前中国最大的物联网国控重点污染源自动监控系统已基本完成建设目标,初步构建起国家、省、市、重点企业的四级监控体系。这一系统是中国污染减排三大体系建设的重要组成部分。

中国环保系统管理监控手段长期滞后。管理靠经验、污染靠眼看、收费靠估算生动描述了环境保护监控和治理上的尴尬现状。为改变这种落后状况,通过自动化、信息化等技术手段加强现场环境执法,从2007年开始,中国投资7.45亿元、地方配套90多亿元启动国控重点污染源自动监控能力建设。

环境保护部环境监察局提供的数据显示,截至目前,全国共建成国家、省、市三级监控中心349个,建成率为95.9%,已经建成的343个地方监控中心全部与环保部监控中心联网,三级污染源监控中心基本建成。全国已实施自动监控的重点污染源共计15559家,其中已经监控的国控重点污染源7649家。与环保部监控中心联网的重点污染源8601家,建设及联网率均超过了100%

空气污染物联网有应对方案

有些厂商为图更高的利润,利用夜间或不定时关闭污染防治设备来排放废气,造成环境空气恶化,致使民怨四起,也让环保人员疲于奔命。对这个令人苦恼的问题,相关单位积极寻求改善的方法。

环境空气的良窳是人们生活质量的重要指针之一,近年来环保单位不遗余力地监测与控制空气污染,使空气质量恶化的现象逐年趋缓。然而仍有些厂商为图更高的利润,利用夜间或不定时关闭污染防治设备来排放废气,造成环境空气恶化,致使民怨四起,也让环保人员疲于奔命。对这个令人苦恼的问题,相关单位积极寻求改善的方法。

近年来物联网(InternetofThings,IoT)科技迅速发展,把各种传感器与生活所使用的对象连接,并透过网络进行信息的交流,提供各种服务需求,如智能交通、智能家居、灾害监测等,让生活越来越便利,也逐渐改变了我们的生活型态。

目前物联网技术也广泛运用于环境空气质量的议题,如透过空气污染传感器,当空气污染超标时,能实时通知或自动启动空气清净机等智能功能,提供生活所需的各种协助。

然而目前物联网技术的应用大都倾向于当空气污染发生时被动地采取防护措施,而无有效解决空气污染之道,使得环境空气污染事件仍层出不穷。

这个落差主因是空气污染看不见也摸不着,需要地毯式地大量设置空气污染传感器,以检测并防治,使得所需成本过高。另一方面也欠缺强而有力的组件可用以追踪污染源的扩散和污染物的种类,使得目前物联网技术对于空气污染防治与维护空气质量的功效仍有限。

对此,学者结合物联网技术与地理信息系统(GIS)开发了一种新颖的光学雷达∕光达(LIDAR)系统,能快速呈现污染源和污染物扩散的范围,有效协助环保单位进行空气污染的监控与防治。这套系统突破传统监测模式所提供的服务,可提供相关人员更多样性、更具时效性与更有效的服务,预期有利于提升环保相关单位的监控、防治与空气质量预警等能力。

空气污染监测光达

2009年开始由产、官、学、研合作,开发了各式光达系统,主要目的是监测环境空气污染,提供空气污染分布的情形,协助环保单位维护空气质量。

光达是以雷射为工具的一种遥测技术,其原理是利用待测位置的介质做为散射体,接收其背向散射的光讯号以测量介质的特性。由于不需外加任何反射装置,因而系统具有遥测的功能。

至于其对空气污染监测的原理,则是取雷射光穿过空气污染时会与污染物交互作用,而可得到空气中污染物的各种即时消息。因此利用雷射遥测技术可涵盖广泛的面积,且有机动、实时的优点,可针对大气的局部环流特性、空气污染物的传输与浓度的变化等搜集信息。

目前光达系统已应用于工业区空气污染排放的监测。把光达系统架设于制高点,一般是大楼屋顶,除可大范围扫描外,也可快速筛选污染排放的热区,测得的信息可套迭至地理信息地图,协助环保人员快速掌握污染源的位置,并迅速到达现场实时处理污染事件。光达设备也设有摄影装置,可随扫描式光达同步录像,保存污染事证。
    物联网应用于环境污染

以往对空气污染防制的方式,通常需环保稽查人员依工厂登记、制程、民众检举等逐一清查,因此造成稽查人员疲于奔命,却又成效不彰,时常引发民怨。

本文介绍一个目前进行实证中的新方法,利用先进的光达遥测设备结合污染传感器和物联网技术,运用于空气污染的防制。这系统已施用于2017年的世界大学运动会,并有效维护了选手村的空气质量。

世大运开始前,光达设备已先架设于林口工业区附近的制高点,用以监测污染排放的热区,并在工业区到林口选手村的路途中设置微型传感器。对于污染排放明显的管道,则另设有连续的侦测器以监控污染物的排放,并把信息送交云端搜集与交流。一旦侦测到该区污染物排放超标,就会警示稽查人员戒备,并密切观察传送路径上的微型传感器所量到的污染浓度状况。

若靠近林口工业区的污染浓度与林口选手村的浓度具高度相关性,并与当时风向一致,就表示污染已在传输。这时系统会立即进行污染源的追踪与定位,并通知稽查人员管制被锁定的工厂。这防制措施显示2017世大运期间的空气质量相较于非世大运期间改善约15%,显然透过这个技术可有效减少污染的排放,维护空气的质量。

利用物联网技术把光达环境监测的结果,如污染排放的位置与浓度、于监测中出现污染排放超标的情事,都可利用空气污染物联网移动稽查应用程序(APP)自动发送讯息给默认的人员,以利他们查核。移动稽查(APP)未来也可把监测数据,借助云端数据库让厂商业者自行上网,了解自家工厂污染排放的情形,以便自我管理,或让民众了解自家环境的空气质量等,达到环保无假期随时监控的目的。

监测PM2.5与空气污染的关键之钥匙—物联网气体传感器

时序进入秋冬季节转换期,在PM2.5细悬浮微粒及源自各工业区排放之污染物同时发威下,已使近来天空逐渐蒙上一层灰色面纱,为免将来...

PM2.5细悬浮微粒发威、空气污染威胁加剧环境污染来源VOCs无所不在气体传感器-空污防治新利器、开启消费者健康安全应用大未来

结论

在物联网即将来临的时代,如何透过遍布各处的传感器,随时随地监测环境异常状态,借助传感器彼此连动与应急处理,以达到充份保障人类生活安全无虞,已成为物联网应用最主要的精神所在。回顾过往,量测各种物理量变化的力学Sensor与磁学Sensor,已在3C/智能手持装置发展鼎盛的年代开创一波空前的市场商机,环顾手边的智能手机、游戏机,无不可见透过人机接口感测操控使娱乐生活更便利的成功案例。

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