扬尘在线监测系统建设及运行技术规范

扬尘在线监测系统建设及运行技术规范1系统建设总体要求1.1适用场景本规范适用于各类扬尘污染排放场景的在线监测系统建设与运行管理，具体包括房屋建筑施工、市政道路施工、轨道交通施工、物料堆场（含建筑垃圾消纳场、砂石料场、工业物料堆场）、城市主干道路、工业企业无组织排放管控区、裸露地块等扬尘污染高发场景。不同场景的系统配置可根据管控需求进行差异化调整，核心监测指标的技术要求需统一符合本规范规定。1.2系统架构扬尘在线监测系统采用“感知层-传输层-平台层-应用层”四级架构，各层级功能边界清晰、数据交互符合标准协议：（1）感知层：由扬尘颗粒物监测单元、气象参数监测单元、视频采集单元、辅助计量单元组成，负责现场扬尘浓度、气象因子、现场影像等原始数据的采集与初步预处理；（2）传输层：采用无线公网（4G/5G）、有线专网等传输方式，按照国家生态环境监测数据传输标准完成感知层数据向平台层的加密传输，传输过程需支持断点续传，避免数据丢失；（3）平台层：部署于云服务器或本地管控服务器，负责接收、存储、解析各监测站点上传的原始数据，完成数据清洗、校验、计算等处理，为上层应用提供数据支撑，平台需支持不少于1000个监测点的并发接入，数据响应延迟不超过2秒；（4）应用层：面向生态环境、住建、城管、交通等不同监管主体的管控需求，提供监测数据查询、异常报警推送、污染溯源、统计分析、执法佐证等功能模块，支持与地方生态环境监测大数据平台、智慧城管平台、智慧住建平台的无缝对接。2硬件设备技术要求所有现场端硬件设备需取得国家计量器具型式批准证书（CPA）、生态环境监测仪器适用性检测合格证书，设备外壳防护等级不低于IP65，可适应-30℃~60℃、相对湿度0~95%无凝露的户外运行环境，平均无故障工作时间（MTBF）不低于10000小时。2.1扬尘颗粒物监测单元扬尘颗粒物监测单元优先采用光散射法测量原理，需具备自动动态温度补偿、自动零点校准功能，对于PM2.5、PM10、TSP三项核心指标的技术参数需满足以下要求：（1）测量范围：PM2.5为0~1mg/m³，PM10为0~10mg/m³，TSP为0~20mg/m³，可根据高污染场景需求扩展量程至TSP0~50mg/m³；（2）分辨率：三项指标均不低于1μg/m³；（3）示值误差：与滤膜称重法参比测量的相对误差≤±10%，重复性误差≤±2%；（4）零点漂移：24小时零点漂移≤±5μg/m³，量程漂移≤±2%F.S.；（5）采样流量：采样流量稳定在1L/min±5%，具备流量自动校准功能，流量偏差超过10%时自动触发报警。对于高湿区域的监测站点，颗粒物监测单元需配置动态加热除湿模块，加热温度控制在40℃±5℃，避免水汽凝结导致的测量数据偏高，除湿模块不得改变颗粒物的物理形态，测量偏差需控制在±5%以内。2.2气象参数监测单元气象参数监测单元用于修正扬尘浓度测量误差、判断污染扩散条件，至少需配置风速、风向、温度、湿度、气压五项参数，可选配降雨量监测模块，各项参数技术要求如下：（1）风速：测量范围0~30m/s，分辨率0.1m/s，测量误差≤±0.3m/s；（2）风向：测量范围0~360°，分辨率1°，测量误差≤±3°；（3）温度：测量范围-30℃~60℃，分辨率0.1℃，测量误差≤±0.2℃；（4）湿度：测量范围0~100%RH，分辨率1%RH，测量误差≤±3%RH；（5）气压：测量范围80~110kPa，分辨率0.1kPa，测量误差≤±0.1kPa；（6）降雨量（可选）：测量范围0~4mm/min，分辨率0.1mm，测量误差≤±4%。气象传感器需集成于一体化气象站上，避免安装遮挡，风向传感器的正北方位安装偏差不超过±5°。2.3视频采集单元视频采集单元需满足扬尘污染事件的溯源取证需求，技术要求如下：（1）摄像头分辨率不低于200万像素，支持1080P及以上高清视频录制，红外夜视距离不低于30米，可实现24小时全天候监控；（2）支持云台控制，水平旋转角度0~360°，垂直旋转角度-15°~90°，光学变焦倍数不低于10倍，可实现对监测点周边100米范围内作业行为的清晰拍摄；（3）支持报警联动功能，当扬尘浓度超过预设阈值时，自动触发摄像头抓拍现场图片、录制10~30秒的现场视频，并同步上传至平台层存储；（4）视频存储采用本地SD卡+云端双重存储模式，本地存储时间不低于30天，云端存储时间不低于180天，视频格式符合GB/T28181标准，可直接对接公安、城管等部门的视频监控平台。2.4数据传输单元数据传输单元（DTU）需支持多网络自动切换，当4G信号强度低于-85dBm时自动切换至备用传输网络，数据传输协议符合《污染物在线监控（监测）系统数据传输标准》（HJ212）要求，支持加密传输，加密算法采用SM2国密算法，避免数据篡改。传输单元需内置不低于8G的本地缓存，当网络中断时自动缓存监测数据，网络恢复后自动补传断点数据，缓存时间不低于30天。2.5供电与辅助单元（1）供电方式优先采用市政220V交流电供电，供电电压波动范围需满足180V~260V，配置浪涌保护装置，防止雷击导致设备损坏；无市政供电条件的偏远区域可采用太阳能+锂电池供电方案，太阳能电池板功率不低于100W，锂电池容量不低于60Ah，可满足连续7天阴雨天气下设备正常运行；（2）设备安装立杆采用304不锈钢材质，高度根据场景确定，壁厚不低于3mm，立杆顶部安装避雷针，接地电阻不超过4Ω；（3）设备箱体配置防拆报警装置，当箱体被非法开启时自动向平台推送报警信息，箱体外部喷涂明显的监测设备标识，避免人为破坏。3站点选址与安装规范3.1选址通用要求（1）监测点需避开障碍物遮挡，采样口周围270°以上为开敞空间，周边50米范围内无高大建筑物、乔木等遮挡物，避免局部小气候影响测量数据的代表性；（2）监测点需避开直接排放的污染源口，距离烟囱、废气排放口等有组织排放源的水平距离不低于50米，避免有组织排放数据干扰扬尘监测结果；（3）监测点选址需兼顾运维便利性，距离通行道路的水平距离不超过100米，避免运维人员无法到达开展校准、检修工作；（4）监测点不得设置在易受车辆碰撞、人为破坏的区域，确需设置在路边的需配置防撞墩，防撞墩高度不低于0.8米。3.2不同场景专项选址要求（1）施工工地场景：监测点设置于施工工地主出入口、渣土运输通道、物料堆放区、土石方作业区等扬尘高发区域的下风向边界处，距离围挡高度不低于1米，距离地面高度为2.5~3米，每个占地面积超过5万平方米的施工工地需设置不少于3个监测点，5万平方米以下的设置不少于1个监测点；（2）物料堆场场景：监测点设置于堆场的下风向边界处，距离堆料边缘的水平距离为2~5米，采样口高度高于堆料最高高度1米以上，每个占地面积超过10万平方米的堆场设置不少于4个监测点；（3）城市道路场景：监测点设置于城市主干道路、快速路的路旁绿化带内，距离路面高度为2.5~3米，距离路肩的水平距离为0.5~1米，监测点间距不超过2公里；（4）工业无组织排放管控区场景：监测点设置于厂区边界的下风向位置，距离地面高度为3~4米，每个厂区边界设置不少于2个监测点，重点排放区域周边加密设置。3.3安装规范（1）设备安装前需对选址进行现场勘察，确认供电、网络信号满足要求，网络信号强度不低于-75dBm，供电稳定性符合设备运行要求；（2）立杆安装需浇筑混凝土基础，基础深度不低于0.8米，宽度不低于0.5米，混凝土强度不低于C25，立杆安装完成后垂直度偏差不超过0.5°；（3）采样口方向需朝向主导下风向，不得朝向有遮挡的方向，采样口需配置防尘防雨帽，避免雨水、落叶等杂物进入采样管路；（4）所有接线需采用穿管保护，线缆接头做防水处理，避免短路、漏电等故障；（5）设备安装完成后需进行24小时试运行，试运行期间数据上传率达到100%、测量数据误差符合要求后方可正式投入使用。4数据采集、传输与存储规范4.1数据采集要求（1）原始数据采集频率不低于1次/分钟，采集的原始数据包括PM2.5、PM10、TSP的分钟浓度值、各项气象参数值、设备运行状态参数、供电状态参数等；（2）数据采集过程需自动进行有效性校验，对于超出量程、数值为负、设备故障标识的数据自动标记为无效数据，避免无效数据进入传输环节；（3）分钟数据需在采集完成后10秒内完成预处理，小时数据由同小时内不少于45个有效分钟数据算术平均计算得出，日数据由当日内不少于20个有效小时数据算术平均计算得出。4.2数据传输要求（1）实时分钟数据传输频率不低于1次/分钟，小时数据、日数据分别在每小时、每日结束后30分钟内完成上传；（2）数据传输需支持断点续传，网络中断恢复后，需在1小时内完成中断期间所有缓存数据的补传，补传数据需保留原始采集时间戳，不得篡改数据时间；（3）数据传输过程需进行完整性校验，平台层接收到数据后需返回接收确认信息，若传输单元未收到确认信息则自动重新传输，重复传输次数不超过3次，避免数据重复上传。4.3数据存储要求（1）原始分钟数据、小时数据、日数据的存储时间不低于3年，报警数据、联动抓拍的图片、视频存储时间不低于5年；（2）数据存储需采用异地备份机制，本地服务器与云端服务器同步存储，避免数据丢失；（3）所有存储数据不得随意篡改、删除，确需修正的无效数据需标注修正原因、修正人员、修正时间，修正记录永久留存。5系统功能要求5.1实时监测功能平台层需支持所有监测点数据的实时展示，在电子地图上标注各监测点的位置、实时浓度值、设备运行状态，浓度值采用不同颜色标识，绿色代表浓度达标、黄色代表浓度接近阈值、红色代表浓度超标，支持单站点历史数据的趋势查询，查询时间范围可选择1小时、24小时、7天、30天等。5.2异常报警功能（1）支持多阈值设置，不同场景的报警阈值可差异化配置，施工工地场景默认报警阈值为TSP小时均值≥0.3mg/m³、PM10小时均值≥0.15mg/m³，道路扬尘场景默认报警阈值为PM10小时均值≥0.1mg/m³，工业堆场场景默认报警阈值为TSP小时均值≥0.5mg/m³，阈值可根据地方管控要求动态调整；（2）报警方式包括平台弹窗报警、短信报警、APP推送报警、邮件报警等，报警推送对象包括监管部门工作人员、场景责任单位负责人、运维人员，报警推送延迟不超过1分钟；（3）报警事件需自动生成台账，记录报警时间、报警点位、报警浓度、报警原因、处置情况、处置人员、处置时间，形成完整的报警闭环管理。5.3统计分析功能平台需支持多维度统计分析，包括：（1）浓度排名统计：按照行政区域、场景类型、监测点位等维度统计周、月、季度、年度的扬尘平均浓度排名，生成排名报表；（2）超标统计：统计各点位的超标次数、超标时长、最大超标浓度，分析超标时段规律，为精准管控提供支撑；（3）污染溯源分析：结合气象参数、周边监测点数据，分析扬尘污染的来源方向、扩散路径，识别污染责任主体。5.4远程运维功能平台支持对现场设备的远程管理，包括远程重启设备、远程调整采样参数、远程查看设备运行状态、远程升级设备固件，减少现场运维次数，运维人员可通过平台查看设备的故障类型、故障时间，提前准备运维备件，提高运维效率。5.5数据共享功能系统需提供标准化的数据接口，支持与地方生态环境局、住建局、城管局、交通局等部门的监管平台对接，数据共享内容包括实时浓度数据、超标报警数据、统计分析报表等，数据共享频率可根据对接部门需求调整，最低不低于1次/15分钟。5.6联动控制功能对于配置自动降尘设施的施工工地、物料堆场场景，系统可设置自动联动规则，当扬尘浓度超过预设阈值且风速低于3m/s时，自动触发现场的雾炮机、喷淋系统启动降尘，降尘设施启动15分钟后自动检测扬尘浓度，若浓度降至阈值以下则自动关闭降尘设施，实现扬尘污染的智能化管控。6系统运行与维护规范6.1日常运维管理要求扬尘在线监测系统的运维责任主体可由监管部门委托具备CMA检测资质的第三方运维机构承担，运维人员需经过专业培训考核合格后方可上岗，每个运维人员负责的监测点位数量不超过50个，建立“一人一档、一点一档”的运维管理台账。6.2日常巡检要求（1）日常巡检频率不低于每15天1次，重点区域、高污染场景的巡检频率不低于每周1次；（2）巡检内容包括：检查设备供电是否正常、网络信号是否稳定、采样管路是否堵塞、摄像头是否清晰、立杆是否倾斜、接线是否松动，清理采样口的落叶、灰尘等杂物，擦拭摄像头镜头；（3）每次巡检完成后需填写巡检记录，上传巡检现场照片至平台，巡检记录内容包括巡检时间、巡检点位、巡检内容、发现的问题、处置情况、巡检人员签字。6.3定期校准要求（1）每3个月对扬尘颗粒物监测单元进行1次现场校准，校准采用标准膜片法或滤膜称重法进行比对，比对次数不少于6次，每次比对时间不少于15分钟，若示值误差超过±10%，需对设备进行调校，调校后重新进行比对，直至误差符合要求；（2）每年委托具备CMA资质的第三方检测机构对所有监测点位进行1次全性能比对检测，出具正式的检测报告，检测不合格的设备需及时更换；（3）气象参数监测单元每6个月校准1次，风速、风向采用标准风洞校准，温度、湿度采用标准温湿度箱校准，气压采用标准气压源校准，校准误差超过技术要求的需及时更换传感器。6.4故障处置要求（1）平台收到设备故障报警后，运维人员需在2小时内响应，判断故障类型，一般故障（如网络中断、供电跳闸）需在24小时内处置完成，重大故障（如传感器损坏、主板损坏）需在48小时内处置完成，故障处置期间需在平台标记该点位数据为无效数据；（2）故障处置完成后需进行24小时试运行，试运行期间数据上传率达到100%、测量误差符合要求后方可恢复数据有效性，故障处置记录需永久留存。6.5耗材更换要求（1）颗粒物监测单元的采样滤膜每3个月更换1次，采样管路每6个月清洗1次，干燥器的变色硅胶每2个月更换1次；（2）太阳能供电的站点每3个月检查1次锂电池的放电容量，容量低于额定容量的80%时需及时更换锂电池；（3）设备内置的备用电池每1年更换1次，避免断电导致数据丢失。7数据有效性判定规则7.1有效数据判定条件同时满足以下条件的监测数据判定为有效数据：（1）设备处于正常运行状态，无故障报警、无校准标识；（2）数据采集、传输过程完整，时间戳准确，无篡改痕迹；（3）与参比方法比对的示值误差≤±10%；（4）小时数据有效分钟数不少于45个，日数据有效小时数不少于20个，月数据有效日数不少于当月自然日的80%。7.2无效数据判定条件存在以下情形之一的监测数据判定为无效数据，不得纳入统计分析、执法考核：（1）设备故障、校准、维护期间采集的数据；（2）网络中断超过1小时未补传的数据；（3）超出设备测量量程的数据、数值为负的数据；（4）采样管路堵塞、进水导致的异常偏高数据；（5）经比对检测示值误差超过±15%时段内的所有数据；（6）人为篡改、伪造的数据。7.3无效数据处理规则无效数据需在平台中标记为“无效”，不得参与浓度均值计算、超标统计，确需补全的可采用周边同类型点位的同期数据插值计算，插值数据需标注“插值”标识，不得作为执法依据。8系统验收要求8.1验收主体与流程系统建设完成后，由建设单位组织监管部门、第三方检测机构、运维单位共同开展验收，验收分为资料核查、现场核查、性能测试、连续试运行测试四个环节，所有环节合格后方可通过