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物联网技术应用  智慧环(huán)保之污染源监控

发(fā)表时间:2018-01-30 10:48

智慧(huì)环保究其根(gēn)本,就是物联(lián)网技术与环境信息化的结合,而污染源监控是智慧环保的(de)重要一环。污染源可分为天然污染(rǎn)源和人为污染(rǎn)源。天然污染源是指自然界自行(háng)向环境排放有(yǒu)害物质或造成有害影(yǐng)响(xiǎng)的场所,如正在活动的火山。人为污染源是指人类活(huó)动所形成(chéng)的(de)污(wū)染源(yuán),也是环境保护(hù)工作(zuò)研究和控制的主要(yào)对象。

  在人为污染源中,按(àn)污染的主要对象可以分为大气(qì)污染源、水体(tǐ)污染源和土(tǔ)壤污(wū)染源等,其中大气污染源和水体污染源是(shì)对人类生活影响最大的两个,也是(shì)目前视频(pín)监控在智慧环保中的主(zhǔ)要(yào)应用(yòng)。

  当前全国绝大部分省份重点污染源(yuán)和(hé)重点治污设施,都(dōu)已经建设(shè)了不同种类的污染源在(zài)线监测系(xì)统,包括排污化工企(qǐ)业(yè)、火(huǒ)电厂、化工园区(qū)和重点污水处理厂(chǎng)等,一般在污染源附近部署(shǔ)各种感知传感器、监测仪,通过(guò)不同类型的感(gǎn)知网络,将采集到的数(shù)据上传(chuán)省/市环保监控中(zhōng)心,实现对主要污染物排放情况的实时在线监控。

  而视频(pín)监控由于其(qí)本身特性的限制,如高带(dài)宽(kuān)占用、与数据直接关联(lián)性低等(děng),一直在传统的污(wū)染源监控项目中处于辅助(zhù)或安保地(dì)位,实施完成后也仅作为现场(chǎng)情况全景查看的(de)辅助手(shǒu)段,与传统的污染数据采集分(fèn)开独立建设。而(ér)以往模拟摄像机清晰(xī)度低、传输线(xiàn)路(lù)铺(pù)设困难等问题,使得视频监(jiān)控系统与(yǔ)整(zhěng)个污染源数据监控(kòng)系统脱离,有效利用率并不高。后(hòu)来随着视频技术的发展,清晰度大幅提升(shēng),码流压缩率越来(lái)越高,3G/4G无线视频和图片传输技术(shù)的应用,使得视(shì)频监(jiān)控在污染源监控领域有了新的(de)切入点。

  污染源视(shì)频监控常规方案

  当前(qián)污染源视频监控的(de)基本架(jià)构如(rú)图2所示,省环(huán)保(bǎo)厅和(hé)县市环(huán)保局建立(lì)两级联网平(píng)台,前端排污(wū)企业则是视频+门禁+报警的经典安防配置。

  前端视频监(jiān)控系(xì)统负(fù)责对工厂(chǎng)主要污染物(wù)排放口、监测站取(qǔ)样处等重要地点(diǎn)进行(háng)全天候(hòu)的视频监视,满足环保(bǎo)部门对工厂排污实时监控的(de)要求。

  1、排污口及监测站

  工厂在(zài)生产活动中会排出大量的废水(shuǐ)和废液,其中含有随水流失的工业(yè)生产用料、中间产物、副产品以(yǐ)及生产过程中(zhōng)产生的污染物,是(shì)造成环境污染,特别是水(shuǐ)污染的重要原因。国家对于工业废水的排放有极其严(yán)格(gé)的标准,但是在实施过程中总会有某些不法企业试图通过偷排的方式来躲避监管,因此对企业废水排放(fàng)的监控就显(xiǎn)得尤为重要。

  环保(bǎo)部门一(yī)般在企业(yè)都(dōu)设有污水监测站,负(fù)责对企业排出的废水进(jìn)行检测,取得(dé)各种污染物的含量(liàng)指标,确保企业排出的(de)工业(yè)废水达到规定的标准。但是(shì)这种方式获得的仅仅是数据的信息,缺少(shǎo)一种直观的方式来对废水(shuǐ)的情况进行观察了(le)解,并且监测站大都采用的是(shì)自动取样检测(cè)的无人运行(háng)方(fāng)式(shì),为了避免偷排的情况发生,需部署一套视频监控系统作为监测(cè)系统的完善和(hé)补充。

  在(zài)排污管和取样口附近部署球机,确保(bǎo)实时全(quán)面地观察到(dào)污水排放到(dào)取样的整个过程,杜绝了企业弄虚作假的可能。高清摄像(xiàng)机的运用,使得管理人员能(néng)够通过(guò)监控画面清晰地观察到(dào)污水的颜(yán)色等信息,而(ér)不仅仅依赖于检测的数(shù)据。

污水监测站多是采(cǎi)用无人值守的方式,为了(le)防(fáng)止站内的检(jiǎn)测仪(yí)器(qì)遭受人为破坏和偷盗,以及防止企业人员进(jìn)去篡改数据,可(kě)以在大门(mén)部(bù)署门(mén)禁(jìn)系(xì)统,室(shì)内部署红外双(shuāng)鉴及红外摄像(xiàng)机。监测站(zhàn)只允许拥(yōng)有权限的(de)人进入,并且对所有进出人员进(jìn)行记录,并(bìng)录像(xiàng)保(bǎo)存,便于日后查询。当有人入侵时,联动摄像机(jī)自动进(jìn)行拍摄录像。

  2、烟气(qì)排放监控

  工厂废气(qì)大多(duō)通(tōng)过烟囱排放(fàng),一般在(zài)厂区(qū)内高处部(bù)署高清摄像机,配合云(yún)台(tái),覆盖厂区范围内(nèi)的烟(yān)囱(cōng),配(pèi)合(hé)CEMS系统进(jìn)行全(quán)方位的烟气排(pái)放监控(kòng)。当(dāng)CEMS检测(cè)到污(wū)染物超标时,管理(lǐ)人员可(kě)调整摄像机至预置位,监控(kòng)目标(biāo)烟囱(cōng),获得现场的实时高清图像,有助(zhù)于了解事件的(de)全貌。

  视频与业(yè)务系统的(de)融合

  随(suí)着全(quán)国视频安防(fáng)监(jiān)控行业的不断发展,公安(ān)、金融、环保等不同(tóng)的行业也对安防厂商提出了不(bú)同的(de)监控(kòng)需求。传(chuán)统硬(yìng)件(jiàn)安防厂商(shāng)在引领视频高(gāo)清(qīng)化、智能化趋(qū)势的同时(shí),纷纷立(lì)足自(zì)有产(chǎn)品(pǐn),细分(fèn)行业市场,对环保行业越发(fā)重视(shì),通过(guò)项目挖掘(jué)环保行业需求,提出了针对环(huán)保行业的解决(jué)方案,并开发出了针对性的(de)行业(yè)平台软(ruǎn)件,这(zhè)就为视频监控(kòng)与环保业务系(xì)统的融合提供了技术(shù)基础,这(zhè)种(zhǒng)融合主要通过以下几个步(bù)骤实(shí)现:

  1、环(huán)保业务数据获取

  环保业务数据获取(qǔ)一般通(tōng)过软件对接方(fāng)式(shì)实现,环(huán)保业(yè)务软(ruǎn)件提供的平台SDK,视频监控软件平台通过开发,获取(qǔ)有关联性(xìng)的环保监测系(xì)统数据。

  2、视频OSD叠(dié)加

  视频(pín)监(jiān)控软件平台将数据获取后,利用(yòng)DVR、IPC等视频设备本身(shēn)的OSD功能,将数据(jù)叠加到对应视(shì)频画面中去,使数(shù)据有了更加直观的(de)呈现。该(gāi)数据直接叠加入码(mǎ)流中进行存储,在后期录像回放(fàng)时依然是视频和(hé)数据的匹(pǐ)配呈(chéng)现。

  3、预(yù)案联动

  可以根据环保(bǎo)数据监测的内容,设置不同种类、不同等级(jí)的报(bào)警(jǐng)阈值,当数据(jù)超(chāo)过阈值时,就会联动设置好的预案,如(rú)关联的(de)视频在监控中心大屏弹出、中(zhōng)心视频存储、在电子地(dì)图上显示位置信息/管(guǎn)理人(rén)员信息、短信通知(zhī)管理人员等等。

  环保行业对视频(pín)监控的技术(shù)要求

  高清、智(zhì)能(néng)、融合、联动等视频技术和概念(niàn)被提(tí)出(chū)并(bìng)逐渐成熟,视频监控在污染源监测中起到的作用越来越大(dà),同时“智慧环保”也对视频监控软硬件技(jì)术提出了更高的要(yào)求,技(jì)术和行业需(xū)求互相促(cù)进(jìn),共同推动了(le)智慧环(huán)保的发展。

  智慧(huì)环(huán)保对(duì)视(shì)频监控产品和技(jì)术(shù)的要求,主要体现(xiàn)在以下方面:

  1、看的更远的高清技术

  720P、1080P等高(gāo)清(qīng)图(tú)像已(yǐ)经在交通(tōng)等对视频质量要(yào)求较高的行业大量使用,污染源监控涉及对气体(tǐ)、颗粒、悬浮物等细小对(duì)象的监控,对图像同样(yàng)有高清的需求。

  除(chú)了高像素(sù)的高(gāo)清外,可以看几公(gōng)里甚至十几公(gōng)里远的(de)高清激光云台摄像(xiàng)机在水体、大气污染监测方面也有了更多的使用需求。

  2、看得更透的透“雾”技(jì)术(shù)

  这里的“雾”是指雾霾,即空气(qì)中悬(xuán)浮的的(de)微小水滴或冰晶与微小固体颗粒物的混合(hé)物。雾霾会(huì)对光线产生较强(qiáng)的散射和遮挡,使图像(xiàng)模(mó)糊,细节丢失。当(dāng)前视频监控透雾技(jì)术主要有两大类(lèi),即电子透雾和光学透雾。

  电子(zǐ)视(shì)频(pín)透(tòu)雾技术针对由(yóu)烟尘(chén)、雾(wù)气(qì)、灰(huī)霾等成像特征建模,采用(yòng)图像处理技术有效恢(huī)复细节和色彩(cǎi),获得准确、自然的透雾效果。


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