CN111896441A - 一种综合环境质量走航监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于环境监测技术领域，公开了一种综合环境质量走航监测系统，包括走航监测车、集成于走航监测车车体内的工控机，所述走航监测车内还安装有颗粒物激光雷达、大气臭氧激光雷达。本方案的走航监测系统通过走航监测车边走边测，实时监测分析在线数据、建立地理位置‑物种‑浓度关联性等手段，创建区域大气环境污染“动态直读”模式，为实现大气环境污染精细化管理提供重要贡献，结合环境空气污染预溯源系统，可以实现大气环境污染的预警和溯源，并使政府“管住VOCs企业排放”成为可能，与固定点监测相比，本方案的走航监测系统监测效果更全面，可实现对区域环境污染精确排查、精确打击、精确治理，大大提高环境治理效率，节约社会成本。

Description

一种综合环境质量走航监测系统
技术领域
本发明涉及环境监测技术领域，更具体地说，涉及一种综合环境质量走航监测系统。
背景技术
随着经济社会的发展，特别是工业化、信息化和城镇化的快速推进，大气环境污染事件频发，污染源种类繁多，危害及影响较大。
为应对大气污染日益严重的问题，深入推进大气污染防治攻坚，兴建了大量的固定点位的监测站，但监测站点的监测范围有限，数量也不可能无限，这种监测方式精确度差，其只能被动地监测部署区域内的数据情况，没有分布监测仪器的区域一旦出现污染就无法获取污染区域数据的变化情况，从而导致，环境污染治理效率低。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种综合环境质量走航监测系统，解决了上述问题。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：
一种综合环境质量走航监测系统，包括走航监测车、集成于走航监测车车体内的工控机，所述走航监测车内还安装有颗粒物激光雷达、大气臭氧激光雷达、VOCs在线监测仪、标气及精密动态标准仪、在线挥发性有机物质谱仪、挥发性有机物数据分析系统、环境空气污染预溯源系统、网络模块和定位装置，所述走航监测车的顶部设置有TVOC传感器、红外摄像机、气象六参数仪以及气体采样总管，所述气体采样总管通过支管分别与VOCs在线监测仪、标气及精密动态标准仪、在线挥发性有机物质谱仪、挥发性有机物数据分析系统和环境空气污染预溯源系统连接；
所述工控机的输入端分别与颗粒物激光雷达、大气臭氧激光雷达、VOCs在线监测仪、标气及精密动态标准仪、在线挥发性有机物质谱仪、挥发性有机物数据分析系统、环境空气污染预溯源系统、TVOC传感器、红外摄像机、气象六参数仪的输出端连接，所述颗粒物激光雷达、大气臭氧激光雷达、VOCs在线监测仪、标气及精密动态标准仪、在线挥发性有机物质谱仪、挥发性有机物数据分析系统、环境空气污染预溯源系统、TVOC传感器、红外摄像机、气象六参数仪将各自的信号转换为数据后分别发送给工控机，所述走航监测车内还包括为系统供电的车载供电系统，所述工控机的输出端通过网络模块连接有中心服务站，且工控机通过网络模块与移动终端。
优选的，所述网络模块采用无线网络模块、4G、5G网络模块、路由器或蓝牙。
优选的，所述走航监测车内部安装有配合车载供电系统供电的不间断电源设备UPS。
优选的，所述定位装置采用GPS系统、北斗定位系统或GLONASS定位系统。
优选的，所述采样管上端且位于走航监测车外连接有大气颗粒物切割器。
优选的，所述走航监测车的车顶安装有光学玻璃，所述颗粒物激光雷达和大气臭氧激光雷达的发射光路和接收光路均对准光学玻璃。
优选的，所述走航监测车内还包括积尘负荷监测仪。
优选的，还包括无人机，所述无人机具有图像记录装置，所述无人机与工控机网络连接。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案的走航监测系统通过走航监测车边走边测，实时监测分析在线数据、建立地理位置-物种-浓度关联性等手段，创建区域大气环境污染“动态直读”模式，为实现大气环境污染精细化管理提供重要贡献，结合环境空气污染预溯源系统，可以实现大气环境污染的预警和溯源，并使政府“管住VOCs企业排放”成为可能，与固定点监测相比，本方案的走航监测系统监测效果更全面，可快速掌握综合环境分布情况、主要污染区域及重点排污企业，对重点排污企业进行有效管控和治理，迅速降低VOCs对臭氧和细颗粒物的贡献值，有效改善环境空气质量，可实现对区域环境污染精确排查、精确打击、精确治理，大大提高环境治理效率，节约社会成本。
(2)通过积尘负荷监测仪还可同时输出所经道路上扬尘浓度的分布状况，有利于环卫重点工作的开展，通过无人机及其图像记录装置可辅助红外摄像机对走航监测车行驶不便的区域，采取无人机迅速定位并拍照，记录大气环境污染高值位置实景画面，保留图像资料，为执法提供有力支撑。
附图说明
图1为本发明的系统图。
图中标号说明：
1、走航监测车；2、工控机；3、颗粒物激光雷达；4、大气臭氧激光雷达；5、VOCs在线监测仪；6、标气及精密动态标准仪；7、在线挥发性有机物质谱仪；8、挥发性有机物数据分析系统；9、环境空气污染预溯源系统；10、网络模块；11、定位装置；12、TVOC传感器；13、红外摄像机；14、气象六参数仪；15、车载供电系统；16、中心服务站；17、移动终端；18、积尘负荷监测仪；19、无人机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，一种综合环境质量走航监测系统，包括走航监测车1、集成于走航监测车1车体内的工控机2，走航监测车1内还安装有颗粒物激光雷达3、大气臭氧激光雷达4、VOCs在线监测仪5、标气及精密动态标准仪6、在线挥发性有机物质谱仪7、挥发性有机物数据分析系统8、环境空气污染预溯源系统9、网络模块10和定位装置11，走航监测车1的顶部设置有TVOC传感器12、红外摄像机13、气象六参数仪14以及气体采样总管，气体采样总管通过支管分别与VOCs在线监测仪5、标气及精密动态标准仪6、在线挥发性有机物质谱仪7、挥发性有机物数据分析系统8和环境空气污染预溯源系统9连接，VOCs在线监测仪5适用于空气中含氧有机物、含氮有机物、含硫有机物、苯系物等VOCs以及氨气、硫化氢等恶臭气体的实时在线定量分析；
工控机2的输入端分别与颗粒物激光雷达3、大气臭氧激光雷达4、VOCs在线监测仪5、标气及精密动态标准仪6、在线挥发性有机物质谱仪7、挥发性有机物数据分析系统8、环境空气污染预溯源系统9、TVOC传感器12、红外摄像机13、气象六参数仪14的输出端连接，颗粒物激光雷达3、大气臭氧激光雷达4、VOCs在线监测仪5、标气及精密动态标准仪6、在线挥发性有机物质谱仪7、挥发性有机物数据分析系统8、环境空气污染预溯源系统9、TVOC传感器12、红外摄像机13、气象六参数仪14将各自的信号转换为数据后分别发送给工控机2，走航监测车1内还包括为系统供电的车载供电系统15，工控机2的输出端通过网络模块10连接有中心服务站16，且工控机2通过网络模块10与移动终端17。
进一步的，网络模块10采用无线网络模块、4G、5G网络模块、路由器或蓝牙。
进一步的，走航监测车1内部安装有配合车载供电系统15供电的不间断电源设备UPS。
进一步的，定位装置11采用GPS系统、北斗定位系统或GLONASS定位系统。
进一步的，采样管上端且位于走航监测车1外连接有大气颗粒物切割器。
进一步的，走航监测车1的车顶安装有光学玻璃，颗粒物激光雷达3和大气臭氧激光雷达4的发射光路和接收光路均对准光学玻璃。
进一步的，走航监测车1内还包括积尘负荷监测仪18，通过积尘负荷监测仪18还可同时输出所经道路上扬尘浓度的分布状况，有利于环卫重点工作的开展。
进一步的，还包括无人机19，无人机19具有图像记录装置，无人机19与工控机2网络连接，通过无人机19及其图像记录装置可辅助红外摄像机13对走航监测车行驶不便的区域，采取无人机19迅速定位并拍照，记录大气环境污染高值位置实景画面。
工作原理：本方案的走航监测系统通过走航监测车1边走边测，同时通过颗粒物激光雷达3、大气臭氧激光雷达4、VOCs在线监测仪5、标气及精密动态标准仪6、在线挥发性有机物质谱仪7、挥发性有机物数据分析系统8、TVOC传感器12和气象六参数仪14的相互配合，可迅速捕捉周边环境空气中的VOCs浓度变化，实时监测分析在线数据，并结合定位装置11，对污染物地位位置进行快速精准定位，从而建立地理位置-物种-浓度关联性等手段，快速建立区域大气环境污染时空的“画像”，创建区域大气环境污染“动态直读”模式，同时，结合环境空气污染预溯源系统9，可以实现大气环境污染的预警和溯源；通过中心服务站16或移动终端17形成移动指挥系统，迅速定位污染源；
通过车载供电系统15为本系统各设备进行供电，使其能够正常工作，通过红外摄像机13、无人机19及其图像记录装置，实时记录大气环境污染高值位置实景画面，保留图像资料，为执法提供有力支撑，且通过额外搭载的积尘负荷监测仪18，还可同时输出所经道路上扬尘浓度的分布状况，有利于环卫重点工作的开展，与固定点监测相比，本方案的综合环境质量走航监测系统，监测效果更全面，可快速掌握综合环境分布情况、主要污染区域及重点排污企业，对重点排污企业进行有效管控和治理，迅速降低VOCs对臭氧和细颗粒物的贡献值，有效改善环境空气质量，可实现对区域环境污染精确排查、精确打击、精确治理，大大提高环境治理效率，节约社会成本。
需要说明的是，本方案未详述部分为现有技术，在此不做过多赘述。
需要说明的是，本申请中的各设备均为市场常见设备，具体使用时可根据需求选择，且个设备的电路连接关系均属于简单的串联、并联连接电路，在电路连接这一块并不存在创新点，本领域技术人员可以较为容易的实现，属于现有技术，不再赘述。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种综合环境质量走航监测系统，其特征在于：包括走航监测车(1)、集成于走航监测车(1)车体内的工控机(2)，所述走航监测车(1)内还安装有颗粒物激光雷达(3)、大气臭氧激光雷达(4)、VOCs在线监测仪(5)、标气及精密动态标准仪(6)、在线挥发性有机物质谱仪(7)、挥发性有机物数据分析系统(8)、环境空气污染预溯源系统(9)、网络模块(10)和定位装置(11)，所述走航监测车(1)的顶部设置有TVOC传感器(12)、红外摄像机(13)、气象六参数仪(14)以及气体采样总管，所述气体采样总管通过支管分别与VOCs在线监测仪(5)、标气及精密动态标准仪(6)、在线挥发性有机物质谱仪(7)、挥发性有机物数据分析系统(8)和环境空气污染预溯源系统(9)连接；
所述工控机(2)的输入端分别与颗粒物激光雷达(3)、大气臭氧激光雷达(4)、VOCs在线监测仪(5)、标气及精密动态标准仪(6)、在线挥发性有机物质谱仪(7)、挥发性有机物数据分析系统(8)、环境空气污染预溯源系统(9)、TVOC传感器(12)、红外摄像机(13)、气象六参数仪(14)的输出端连接，所述颗粒物激光雷达(3)、大气臭氧激光雷达(4)、VOCs在线监测仪(5)、标气及精密动态标准仪(6)、在线挥发性有机物质谱仪(7)、挥发性有机物数据分析系统(8)、环境空气污染预溯源系统(9)、TVOC传感器(12)、红外摄像机(13)、气象六参数仪(14)将各自的信号转换为数据后分别发送给工控机(2)，所述走航监测车(1)内还包括为系统供电的车载供电系统(15)，所述工控机(2)的输出端通过网络模块(10)连接有中心服务站(16)，且工控机(2)通过网络模块(10)与移动终端(17)。
2.根据权利要求1所述的一种综合环境质量走航监测系统，其特征在于：所述网络模块(10)采用无线网络模块、4G、5G网络模块、路由器或蓝牙。
3.根据权利要求1所述的一种综合环境质量走航监测系统，其特征在于：所述走航监测车(1)内部安装有配合车载供电系统(15)供电的不间断电源设备UPS。
4.根据权利要求1所述的一种综合环境质量走航监测系统，其特征在于：所述定位装置(11)采用GPS系统、北斗定位系统或GLONASS定位系统。
5.根据权利要求1所述的一种综合环境质量走航监测系统，其特征在于：所述采样管上端且位于走航监测车(1)外连接有大气颗粒物切割器。
6.根据权利要求1所述的一种综合环境质量走航监测系统，其特征在于：所述走航监测车(1)的车顶安装有光学玻璃，所述颗粒物激光雷达(3)和大气臭氧激光雷达(4)的发射光路和接收光路均对准光学玻璃。
7.根据权利要求1所述的一种综合环境质量走航监测系统，其特征在于：所述走航监测车(1)内还包括积尘负荷监测仪(18)。
8.根据权利要求1所述的一种综合环境质量走航监测系统，其特征在于：还包括无人机(19)，所述无人机(19)具有图像记录装置，所述无人机(19)与工控机(2)网络连接。
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