VOCs区域在线监测及预警系统技术方案

本发明专利技术提出了一种VOCs区域在线监测及预警系统，包括：所述监测模块采集每个所述监测点的监测数据；所述通讯模块接收监测数据；所述数据存储模块存储所述监测数据；所述应用服务模块接收并对所述监测数据进行智能分析，通过结合气象参数和排放源数据，进行无组织排放源强解析和污染物扩散趋势推算，并绘制源强及污染物扩散趋势示意图，建立污染物扩散模型；所述人机交互模块接收用户输入的操作命令，并显示各个监测点的监测数据及报警记录。本发明专利技术可以实现污染物源强计算及扩散趋势推算的功能，并可以在GIS上动态绘制等效源强和扩散趋势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及污染物排放监测
，特别涉及一种VOCs区域在线监测及预警系统。
技术介绍
近年来，在中央和地方财政的有力支持下，空气质量常规监测体系有了较大的发展，监测能力不断提高,但与此相比，有毒有害气体的预警监测体系尚处于起步阶段。如氯气、光气、硫化氢、氨气、苯系物等能在短时间内造成大面积的人员伤亡，对人体健康有着严重威胁的有毒有害气体并未纳入常规空气质量监测体系中。在风险物质和人群聚集的重点区域建设有毒有害气体预警体系是健全监测网络的重要一环，是应对工业化快速发展所带来的潜在风险的必要举措。为切实保障人民群众生命财产安全，解决大气污染导致的环境问题、环保部门区域监测困难的问题，现开发区域监测系统。实时统计各厂区、监测点的监测设备数据，并根据各监测点的排放情况及其气象条件，来分析与推测区域内整体的排放情况。这样能够很大程序上减少环保部门的人力与时间的投入，并能够解决及时性问题。据统计，当前我国已建省级以上化工园区112个、地市级化工园区305个，县级化工园区829个，集中了全国约42.3％的规模以上化工企业。与此同时，据2010年环境保护部调查统计，51.7％的化工企业周边1公里范围内有居民聚集区，约90％以上的化工企业周边5公里范围内居民聚集区。为扎实推进国家化工园区有毒有害气体环境风险预警体系建设工作，此次试点计划在全国选择16个重点化工园区开展试点工作。选择16个化工园区开展试点工作有三方面的主要原因。一是有毒有害气体种类繁多，类型复杂，需要在不同的聚集区探索风险预警体系建设，从而建立健全不同类型的有毒有害气体预警标准和规范。二是有毒有害气体聚集区在生产企业聚集的数量、种类，区域的面积，周边人口的聚集数量，区域的气候、地形等多方面有着明显的差别，环境风险预警的内容也要相应调整，因地制宜，体现出差别化。三是风险预警体系的建设，国家还没有相应的标准，试点工作应允许和鼓励试点园区结合自身的特点，探索不同的预警监测的模式，从而确定适合中国国情的有毒有害气体环境风险预警网络。无组织排放的监测是以区域为单位的监测，小到一个车间，大到一个居民区，都是我们的监测对象。在经过一些低矮的排气筒排到空气中的污染气体，由于排气筒没有达到一定的高度，由此排出的气体不能像有组织排放气体一样，不会进入大气环流而是很快在出口处逸散，所以在一般情况下，会将这种比较低矮的烟囱作为无组织排放源处理。等效源强指的是，结合厂界监测浓度，结合风速、风向等气象参数通过算法得出的无组织排放源单位时间内污染物的排放量。无组织排放监测，由于排放源较为分散，如何准确的定位无组织排放源是在监测过程中要解决的首要问题；其次就是无组织排放源强监测，并且会根据监测算法求得污染源周围的各个点的浓度值；最后根据各个点的浓度和国家环境保护法中规定的标准，圈定受到污染较小的区域。这就是污染源无组织排放监测的基本理论。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种VOCs区域在线监测及预警系统，可以实现污染物源强计算及扩散趋势推算的功能，并可以在GIS上动态绘制等效源强和扩散趋势。为了实现上述目的，本专利技术的实施例提供一种VOCs区域在线监测及预警系统，包括：监测模块、通讯模块、数据存储模块、应用服务模块和人机交互模块，其中，所述监测模块包括多个现场监测设备，分别安装于VOCs区域内的各个监测点，用于采集每个所述监测点的监测数据，其中，所述监测数据包括：区域信息、设备信息、排放源数据和气象数据，将所述监测数据发送至所述通讯模块，其中，所述排放源数据包括监测点设备的污染物浓度；所述通讯模块采用多路复用IO接口，接收来自所述监测模块的监测数据，并发送至所述数据存储模块；所述数据存储模块内置有数据库，用于存储所述监测数据，并对所述监测数据进行备份存储；所述应用服务模块用于接收并对所述监测数据进行智能分析，通过结合气象参数和排放源数据，进行无组织排放源强解析和污染物扩散趋势推算，并绘制源强及污染物扩散趋势示意图，建立污染物扩散模型，并在判断任一个监测点的污染物监测浓度超标时，生成报警记录，以及根据分析得到的污染物扩散趋势，得到污染影响范围，并对受影响的区域发送报警提示；所述人机交互模块与所述应用服务模块进行通信，用于接收用户输入的操作命令，并显示各个监测点的监测数据及报警记录。进一步，还包括：GIS地理信息模块，用于在GIS地图上标准各个监测点的位置，并实时显示各个监测点的监测数据。进一步，所述应用服务模块根据监测点设备的污染物浓度和预设的参考点设备的浓度的差值，得到监测点浓度；计算影响扩散参数的影响因子并选择合适的系数计算扩散参数；根据所述监测点浓度和扩散参数进行无组织排放源强解析；根据计算得到的源强，推算VOCs区域的扩散趋势。进一步，所述应用服务器模块基于高斯烟羽模型改进后的无组织气体连续排放模型，推导出基于时间参数变化的气体浓度公式，根据多个现场监测设备采集到的监测数据进行分析，利用多传感器数据融合算法进行源目标定位及等效源强反算，计算排放贡献量及排放扩散趋势。进一步，所述数据存储模块内置的数据库采用分布式存储方式。进一步，所述应用服务模块还用于根据历史监测数据，生成相应的数据表格和绘制图表，并由所述人机交互界面进行显示。进一步，所述应用服务模块设置有多个计算服务器和调度服务器，由所述计算服务器作为计算节点，用于进行无组织排放源强解析和污染物扩散趋势推算；所述调度服务器对各个计算服务器分配计算任务。进一步，所述人机交互模块采用基于角色的访问控制，对登录用户分配相应的权限和密码管理。进一步，所述应用服务模块对用户密码、数据库存储的监测数据和传输中的监测数据进行加密处理。进一步，对所述用户密码采用单相散列加密算法，对所述数据库存储的监测数据采用对称加密算法，对传输中的监测数据采用非对称加密算法。根据本专利技术实施例的VOCs区域在线监测及预警系统，基于化工园规划地形以及环境参数(包括季节风向，温度，湿度等等)，合理的在厂界布局传感器节点，实现利用尽可能少的气体监测设备满足化工园区无工厂盲区的要求，实现污染物排放、气象数据的存储、管理及应用。实现海量数据下污染物源强计算及扩散趋势推算的功能，并可以在GIS上动态绘制等效源强和扩散趋势。本专利技术针对企业包含石油化工、煤化工、橡胶、食品生产、塑料、制药、电子、化纤等多种行业的工艺废气排放、仓储装卸、物料转移、烟气排放等引起VOCs无组织排放及污染扩散，减少我国化工企业突发环境事件，减小有毒有害气体对大气的污染，以及对企业园区周围居民身体和生活环境的影响。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术实施例的VOCs区域在线监测及预警系统的结构图；图2为根据本专利技术实施例的计算源强及扩散趋势的流程图；图3为根据本专利技术实施例的VOCs区域在线监测及预警系统的架构图；图4为根据本专利技术实施例的I/O复用模型的架构图；图5为根据本专利技术实施例的通信服务器的架构图；图6为根据本专利技术实施例的数据同步热备示意图；图7为根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种VOCs区域在线监测及预警系统，其特征在于，包括：监测模块、通讯模块、数据存储模块、应用服务模块和人机交互模块，其中，所述监测模块包括多个现场监测设备，分别安装于VOCs区域内的各个监测点，用于采集每个所述监测点的监测数据，其中，所述监测数据包括：区域信息、设备信息、排放源数据和气象数据，将所述监测数据发送至所述通讯模块，其中，所述排放源数据包括监测点设备的污染物浓度；所述通讯模块采用多路复用IO接口，接收来自所述监测模块的监测数据，并发送至所述数据存储模块；所述数据存储模块内置有数据库，用于存储所述监测数据，并对所述监测数据进行备份存储；所述应用服务模块用于接收并对所述监测数据进行智能分析，通过结合气象参数和排放源数据，进行无组织排放源强解析和污染物扩散趋势推算，并绘制源强及污染物扩散趋势示意图，建立污染物扩散模型，并在判断任一个监测点的污染物监测浓度超标时，生成报警记录，以及根据分析得到的污染物扩散趋势，得到污染影响范围，并对受影响的区域发送报警提示；所述人机交互模块与所述应用服务模块进行通信，用于接收用户输入的操作命令，并显示各个监测点的监测数据及报警记录。

【技术特征摘要】
1.一种VOCs区域在线监测及预警系统，其特征在于，包括：监测模块、通讯模块、数据存储模块、应用服务模块和人机交互模块，其中，所述监测模块包括多个现场监测设备，分别安装于VOCs区域内的各个监测点，用于采集每个所述监测点的监测数据，其中，所述监测数据包括：区域信息、设备信息、排放源数据和气象数据，将所述监测数据发送至所述通讯模块，其中，所述排放源数据包括监测点设备的污染物浓度；所述通讯模块采用多路复用IO接口，接收来自所述监测模块的监测数据，并发送至所述数据存储模块；所述数据存储模块内置有数据库，用于存储所述监测数据，并对所述监测数据进行备份存储；所述应用服务模块用于接收并对所述监测数据进行智能分析，通过结合气象参数和排放源数据，进行无组织排放源强解析和污染物扩散趋势推算，并绘制源强及污染物扩散趋势示意图，建立污染物扩散模型，并在判断任一个监测点的污染物监测浓度超标时，生成报警记录，以及根据分析得到的污染物扩散趋势，得到污染影响范围，并对受影响的区域发送报警提示；所述人机交互模块与所述应用服务模块进行通信，用于接收用户输入的操作命令，并显示各个监测点的监测数据及报警记录。2.如权利要求1所述的VOCs区域在线监测及预警系统，其特征在于，还包括：GIS地理信息模块，用于在GIS地图上标准各个监测点的位置，并实时显示各个监测点的监测数据。3.如权利要求1所述的VOCs区域在线监测及预警系统，其特征在于，所述应用服务模块根据监测点设备的污染物浓度和预设的参考点设备的浓度的差值，得到监测点浓度；计算影响扩散参数的影响因子并选择合适的系数计算扩散参数；根据所述监测点...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兴华，
申请(专利权)人：北京伟瑞迪科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11