环境噪声自动监测系统建设方案 精品.docx
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环境噪声自动监测系统建设方案精品
NGL04ENS环境噪声自动监测系统
建设方案
珠海高凌信息科技有限公司
2011年3月
1建设项目概述
为了贯彻落实《中华人民共和国环境噪声污染防治法》与环发【2010】144号《关于加强环境噪声污染防治工作改善城乡声环境质量的指导意见》，加快建设安静优美的生态环境和加速提高自身能力建设，加强噪声污染防治工作，改善城市和乡村的声环境质量，启动现代化环境自动监测系统建设具有十分重要的意义。
噪声监测是噪声治理的基础工作，传统的人工手持声级计来监测环境噪声的抽样方法，远远不能满足新的要求。
建设《环境噪声自动监测系统》将实现环境噪声昼夜连续自动监测，使我市监测水平从人工取样跨越到现代化监测，并且可填补环境噪声自动监测领域的空白，同时极大地提高监测效率，减低劳动强度。
本项目的建设应用将为创建安静优美人居环境提供及时的、准确的环境噪声监测手段，为声环境评价和治理提供有效的依据。
2项目建设的必要性
2.1环境管理的需要
有效实施环境管理的首要条件是摸清环境质量的现状，而目前采用的人工抽样方法测出的数据不连续、人为误差较大，不能准确反映城市声环境状况，因此不能及时准确地为环境管理决策提供可靠的数据基础。
以我市为例，由于缺乏噪声污染连续监测的长期数据，难以对生活噪声源进行确定，导致市民对生活噪声反应强烈。
又如，城市交通噪声对沿线地区居民干扰严重，由于没有噪声自动监测系统，无法掌握交通噪声的长期变化情况，监管单位也就无法进行科学治理。
2.2城市声环境质量监测的需要
城市声环境有其特殊性。
噪声污染属于物理污染，存在即时性和随机性，不像水和大气的化学污染，存在滞留期和扩散性。
而且城市噪声状况是随机的，要想从时间和空间上全面掌握一个城市声环境分布，不仅在空间上要有多个代表性监测点布局，在时间上还要有24小时连续监测设备，才能获得整个城市环境噪声的时空信息。
2.3建设安静优美城市的需要
加快建设环境噪声自动监测系统，是建设安静优美城市的需要，是体现城市环境监测和管理水平的重要标志。
目前世界上许多大城市都已实现了噪声监测自动化。
在我国，北京、上海、南京、广州、深圳、珠海、昆明等城市也已建成环境噪声自动监测系统。
3项目建设的紧迫性
3.1是环境监测现代化的必然趋势
国家环境保护部GB3096-2008《声环境质量标准》已提出：
“全国重点环保城市以及其他有条件的城市和地区宜设置环境噪声自动监测系统，进行不同声环境功能区监测点的连续自动监测”要求，后续全国各大中城市将逐步建立覆盖各类声环境功能区和主要城市道路交通干线区，同时考虑车流量及气象等影响因素的噪声自动监测监控网络，最终实现从“噪声采样—>车流量监控—>气象要素影响—>噪声评价—>可视化展示—>信息发布”的一体化集成的多站点同步监测、网络传输与实时发布的网络化管理。
逐步建立省、市级环境噪声自动监测子站联网系统，全面提高环境噪声监控监测水平与监管力度，构建自动化、网络化的环境噪声自动监测系统已是环境监测现代化的必然趋势。
3.2是环境监测现代化的必然要求
随着我国环保工作的深入发展，已经提出环境监测现代化的要求，而首先是监测仪器手段的现代化，因此迫切需要大量现代化的环境监测仪器，特别需要优质的自动监测系统，噪声领域表现尤为强烈。
由于当前进行的声环境监测均为手工操作，有时不可避免地会受到各种非技术因素的干扰，产生与实际情况脱离或相悖的数据，引起群众的质疑。
长此下去，必然影响政府的公信力和执政能力。
因此，我市现行环境噪声监测的现状不能满足环境管理和人民群众的需求，建设环境噪声自动监测系统已是迫在眉睫的现实要求。
3.3是提高环境执法和治理水平的必然要求
在环境噪声监测中，由于噪声污染的即时性和随机性等特点，传统的人工监测、手持仪器监测一般是通过抽样和定点定时监测，无法对噪声源实行全天候监测，因此就无法实现噪声监测数据的实时性和准确性，给环境执法和环境治理带来很大的难度，成为噪声污染治理的瓶颈。
随着噪声自动监测系统的出现，噪声污染可望从源头上得到根治。
目前，国内已有多个城市的环境执法和治理已经装配了这种自动监测系统。
建设环境噪声自动监测系统，将为环境执法和环境治理提供强有力的支持，为提高人民的满意度及构建和谐社会提供了现代化的监测手段。
综上所述，随着环境保护事业的发展，建设环境噪声自动监测系统已是大势所趋。
4、噪声自动监测系统总体结构
由珠海高凌信息科技有限公司自主研发生产的“环境噪声自动监测系统”主要可用于以下场合的环境噪声监测和噪声源监控：
●城市功能区噪声监测。
●道路交通噪声监测；
●建筑施工噪声监测；
●工业企业噪声监测；
●社会生活噪声监测。
系统主要由前端子站、通信网络和后台软件系统三大部分组成。
前端噪声自动监测子站和环境信息发布屏、气象监测子站、视频车流量监测子站；中间的通讯网络；以及后端监控管理中心的相应软硬件组成。
系统总体结构见下图所示：
噪声监测系统总体结构
噪声监测子站：
主要由噪声采样模块、控制器和通讯模块组成。
通过噪声采样模块将环境噪声实时监测信息传输到数据采样器的预处理计算机，进行数据分析、统计、存储等处理后，通过无线/有线通讯单元自动传送给监控管理中心。
子站配套太阳能辅助供电装置，噪声子站由太阳能供电，显示屏由市电供电。
气象监测子站：
主要由气象采样模块、控制器和通讯模块组成。
依据环境技术规范要求环境噪声监测需要配置气象监测数据。
通过气象采样模块采集气象信息，经通讯模块传至监控中心，经气象处理软件生成气象数据与相应点位的环境噪声数据合并报表。
车流量监测子站：
主要由车流量采样模块、控制器和通讯模块组成。
依据环境技术规范要求交通噪声监测需要配置车流量监测数据。
通过视频车流量模块采集相应道路的车流信息，经通讯模块传至监控中心，经图像处理识别生成车流量数据与相应点位的交通噪声数据合并报表。
LED现场显示屏：
主要由LED条形显示屏、控制器和通讯模块组成。
实时显示本地噪声数据，同时接收监测中心的信息，让公众及时了解环境信息。
通讯网络：
指前段各监测子站与监控管理中心之间的传输网络，支持ADSL/光纤/GPRS/CDMA等通讯方式。
监控管理中心：
是整个系统的管理、控制维护、数据处理中心，由系统专用服务器、网络设备以及对应的噪声管理系统软件、信息发布软件、系统支撑软件组成。
噪声系统软件包括：
通信服务管理软件、数据处理软件、子站管理软件、系统管理软件以及网络视频客户端软件。
系统支撑软件由数据库软件、操作系统软件、防病毒软件组成。
2.
3.
4.
子站功能特点
1）数据测量和远程控制
具备Leq，Le，Lmax，Lmin，Lp，LN（5，10，50，90，95）测量功能。
具备车流量数据（总交通流量、车辆分类、车辆速等）测量及实时视频监控功能。
具备气象六参数（温度、湿度、风速、风向、气压、降水量）测量功能。
具备噪声频率计权、时间计权、采样时间和统计时间远程设置功能；具备远程自动校时、校准功能；具备远程启动子站功能。
2）系统异常告警
数据采集器可以上报当前的工作状态和挂接的监测仪器的工作状态。
当出现监测仪器或电源异常或防护箱门被强行入侵，自动发送报警信息到服务器。
由服务器进行报警。
3）自动校准
当噪声仪表用一段时间后，数据会产生一定的偏差，需要进行声校准或者自动校准。
自动校准可以每天定时进行，校准时间及次数可设。
4）噪声事件录音
数据采集器具有对噪声突发事件的录音功能（需要宽带支持）。
5）数据存储
当网络因故障断开，不影响当前的数据监测。
当前测量到的数据保存到采集器本地的数据存储空间，可以存储60天的原始数据；当网络再次连通时，数据采集器自动上传已经保存在数据存储空间中的历史数据。
6）数据安全性
市电电源临时断电不影响数据采集，子站暂时将由蓄电池供电，还可以选择太阳能供电。
通讯网络出现的临时故障不影响数据采集，通讯恢复后可自动上传延误传输的数据到服务器；永久断电不丢失已采集数据；配备硬件看门狗，终端若死机，有自动唤醒功能；数据总采集率不低于99%。
噪声监测子站组成
噪声自动监测设备主要由噪声统计分析仪、数据采集器、通讯模块组成。
噪声统计分析仪将环境噪声实时监测信息传输到数据采集器的预处理计算机，进行数据分析、统计、存储等处理后，通过无线/有线通讯单元自动传送给监控中心。
设备原理图如下：
现场自动监测设备原理图
注：
气象监测与车流量监测设备可接入本系统，根据项目需求选择建设。
本次项目噪声监测部分包含噪声自动监测设备、信息显示条屏与太阳能供电装置。
信息显示条屏主要由信息显示条屏、控制器和通讯模块组成。
信息显示条屏通过与噪声子站连接，能实时显示噪声数据，同时接收监测中心的水、气、声等环境信息或宣传标语，让公众及时了解环境信息的同时起到宣传教育作用。
子站防护箱开门图
为展现环保节能以及保证噪声自动监测设备的稳定可靠工作，各噪声自动监测子站均可配备太阳能供电装置。
气象监测子站组成
气象参数自动监测子站，集成了国际先进的六参数一体化气象传感器产品作为气象监测仪，是一体式气象自动监测子站。
监测量程与精度：
参数
温度（℃）
湿度（RH）
风速（m/s）
风向（度）
气压（hPa）
降雨量（mm/h）
测量范围
－50~60
0%~100%
0~60
0~360
600~1100
0~200
精度
±0.2
±5%
±0.3
±2
±0.3
±4%
其中降雨量参数包括了降雨量（mm），降雨强度（mm/h），持续时间，雹量（撞击次数/平方厘米），雹强度（撞击次数/平方厘米.小时），持续时间。
气象子站特点：
●一体化气象传感器。
在一个气象探头上，集成了大气压力、温度、湿度、降雨量、风速、风向6个气象参数的传感器，具有高度的集成化，没有可移动部件；
●
应用领域广，适用于气象站，加密观察网，建筑，高尔夫球场，海上，港口，宾馆----任何需要实施天气数据的地方；
●外形小巧轻便，耗能低且支持太阳能供电；采用单螺栓安装方式，简单方便。
它安装简单、低功耗的特点使WXT520非常适合要求轻巧、紧凑的气象站的应用；
●无移动部件，外壳和安装组件都采用防紫外线、防腐蚀材料，防水性能好，密封等级达到IP66；
●国际知名品牌，产品坚固可靠，使用周期长；测量精度高，长期稳定性好；
●可获取实时气象数据。
采样、上传时间：
1分钟－24小时可设，支持远程设置；
●数据存储：
在网络通信断开情况下，自动存储采集数据大于60天。
右图为气象子站建设效果参考示意图。
车流量监测子站组成
为分析车流量信息对交通噪声的影响，依据国家环保部颁布GB3096-2008《声环境质量标准》要求上报交通噪声数据时需配套车流量参数作为补助。
因此，车流量自动监测子站通常作为交通噪声监测的辅助监测设备，与噪声自动监测子站同时建设及投入使用。
车流量监测子站主要由摄像头/快球、网络视频服务器及车流量统计分析仪等监测分析设备及车流量数据采集模块、电源控制器和通讯模块组成。
通常双向车道我们采用双摄像头对车流量进行监控，因此，视频识别器中，一个采用室外高速快球，另外一个采用枪式固定摄像机（或者两个摄像头均采用枪式固定摄像机）。
通过视频车流量模块采集相应道路的车流信息，经图像处理识别生成车流量数据，经通讯模块传至监控中心，与相应点位的交通噪声数据进行关联处理，生成报表。
功能特点：
Ø自动识别车流量、大小车比例、车速等车流量参数信息；
Ø车流量参数信息、视频图像数据自动传至监控中心
Ø自动实时和定时（时间：
1分钟-24小时可设定）上传数据，远程可设定。
Ø摄像头可以通过云台由监控中心进行远程控制；
Ø与噪声监测无缝融合，监测数据在监控中心与噪声数据进行关联分析；
Ø数据存储：
可存储不小于15天的原始监测数据、运行日志；
主要技术指标如下：
Ø
车流量：
检测率＞97%（白天），检测率＞95%（夜间）
Ø车型分类（1~5）:
检测率＞95%）
Ø瞬时车速：
检测率＞92%
Ø速度：
检测率＞95%（l~180km/h）
Ø占有率：
检测率＞95%
Ø最大视频通道：
6
Ø每路视频可处理最大车道数：
8车道
Ø输入接口：
BNC输出接口：
RS232。
注：
以上所述的检测率为标准的参考值，实际检测率与摄像机的安装高度和安装角度有关。
车流量子站安装图
车流量视频识别
5、监控中心噪声管理软件
监控中心噪声管理软件是环境噪声自动监测系统后台管理主要组成部分，包括通信服务管理软件、子站管理软件、数据处理软件、业务系统管理软件、视频图像管理软件与信息发布软件。
5.
软件架构
环境噪声自动监测系统软件架构如下图。
噪声监测系统软件结构
监控管理中心软件包括：
子站管理软件、数据处理软件、通信服务软件和用户管理中心。
通信服务管理软件具备对各硬件之间的通信和数据传输管理功能。
子站管理软件具备监测点信息管理，在线设备监控，报警管理和参数设置功能。
数据处理软件具备监测数据实时显示、数据查询、统计和分析功能，具备噪声数据和气象数据按小时对应功能。
用户管理中心具备用户管理、权限管理和日志管理等功能。
信息发布软件具备两地信息发布统一管理和审核的功能，具备局域网内信息起草、审核、传递和管理功能，在发布显示环境质量信息的同时，信息发布软件也支持政策法规、环境宣传信息和其他信息的编辑和发布；发布的环境宣传信息支持文字、图片、视频以及其多种组合的多媒特信息。
信息发布软件采用B/S模式，利用Office模板作为信息载体，具备方便的审核控制和管理等功能。
通信服务管理软件
通信服务管理软件主要通过网络接收前端子站传输过来的数据，根据协议对数据进行解析，将数据分别保存进入数据库。
主要功能有：
●接收子站上传的测量数据并入库；
●维护子站与服务器的连接状态；
●接收子站的报警状态信息并通知监控中心；
●转发监控中心的各种对子站的参数的设置指令；
●提供自动校准功能，支持远程参数配置功能；
●更新子站系统软件和提供软件版本自动升级功能；
●支持100个子站同时接入，平滑扩充到200个。
子站管理软件
子站管理监测点类型管理软件是本系统的管理核心之一。
主要功能有区域信息管理，监测点信息管理，监测点报警信息管理，子站设备信息管理，自动校准，远程复位，测量参数的采集时间间隔远程设置、上传时间间隔远程设置、测量仪表参数远程设置等。
数据处理软件
数据处理软件是为环境监督管理部门开发设计的，其数据处理功能是本系统的核心功能。
数据处理中心（软件）从数据库中获得需要处理的数据，根据需求进行数据播放，根据一定算法进行统计分析，把播放、统计、分析结果表现于用户界面上。
数据处理软件主要功能如下：
●瞬时播放：
多点噪声数据对比显示（曲线图）；
●噪声、气象、车流量最新数据查看；
●噪声、气象、车流量历史数据查询
●噪声、气象、车流量关联分析报表;
●数据报表（日报表、月报表等），可查询及导出EXCEL文件；
●统计分析（平均值、分布统计、动态分析、相关性统计等）
●数据采集率统计;
●噪声趋势预测.
业务系统管理软件
业务系统管理软件的主要功能为日志管理，用户管理，用户密码修改，在线用户管理，角色设置，菜单权限配置，监测点权限配置、系统状态监控等。
软件主要界面
首页电子地图
多点实时数据比较
数据综合报表
气象数据显示
噪声气象数据关联分析
车流量视频监控
车流量数据统计
6、信息发布系统
6.
概述
随着社会的发展，人民群众生活水平的提高，近年来，生活环境质量逾来逾受到广大市民关注。
加之构建和谐社会的需要，环境信息发布系统已经逐渐成为各级政府环保部门所关注的重点。
环境信息发布系统以信息发布中心为核心，负责水、气、声等环境数据的整合、审核与发布处理，并通过实现网络、户外LED显示屏进行环境信息发布。
系统支持手动发布和自动发布两种方式。
可以手动进行数据发布，也可以将整合后的环境质量数据进行自动发布，同时能将监测现场的监测数据进行实时显示；其它信息（环境新闻事件、环境宣传等）也能通过环保局与发布中心实现信息交换和发布。
支持各种文字、图片、视频、环境数据的发布。
环境信息发布系统通过户外LED显示屏对公众发布每天空气污染指数、空气级别等空气、水质状况、噪声污染等环境质量信息。
保证环境质量信息的公开性和开放性，同时也保障广大人民群众的环境知情权益。
系统架构
系统通过LED全彩显示屏，将编排好的数据进行发布显示，并实时采集各环境质量监测子站的瞬时数据，实时在LED显示屏上进行发布显示。
系统主要由LED显示屏、通讯系统、信息发布中心三部分组成。
系统架构如下图：
信息发布系统总体结构
LED显示屏负责对的现场监测数据采集并进行实时显示，并接受和发布显示来自信息发布中心水、气、声等环境信息及各类宣传图像与视频。
通讯网络负责将信息发布中心的环境信息发送到LED显示屏上。
一般传送视频、图像等信息需选择宽带通讯方式，传送文字信息可选择窄带通讯方式。
信息发布中心负责信息的整合，包括对水、气、声等环境数据以及其它监测子站实时监测数据的采集与整合，并负责发布信息的统一审核，以及对信息显示模式的编排和发布工作。
软件功能
信息发布软件的具有文字、数据、图形信息编辑、审核、发布功能。
该软件主要用于发布水、气、声等环境数据及噪声监测子站实时数据发布。
主要功能特点如下:
●具备环境质量监测数据统一整合、统计和发布功能；
●具备自动监测数据和人工采样数据整合处理功能；
●具有现场监测数据采集并进行实时显示的功能；
●具有水、气、声、环境质量信息统计、发布功能；
●具有传递、审批和管理功能，并能备查；
●具有权限管理和发布策略管理（直接发布、审核发布）；
●具备信息发布、图像显示、调节控制和远程编辑控制等功能；
●可控制显示屏定时开关机；
●软件产品具有可扩展性，适应未来的业务需要。
信息发布过程
软件发布界面
现场显示效果
7.设备技术规格
序号
项目名称
规格
1-1噪声自动监测子站
1.
噪声统计分析仪
户外传声器
执行标准：
符合国家计量检定规程JJG188-2002《声级计》符合1级仪表要求
功能要求：
防风、防水、防腐、防干扰
技术指标要求：
灵敏度：
在250Hz的灵敏度大于30mV/Pa
本机噪声：
小于18dB（A）SPL
量程范围：
25～140dB
指向性：
全向
环境特性：
高温50℃
低温-10℃
使用寿命：
大于5年
校准方式：
能实现远程电校准和其他方式校准
噪声统计分析仪
执行标准：
符合国家计量检定规程JJG778-2005《噪声统计分析仪》，符合1级仪表要求。
技术指标要求：
测量噪声参数：
Leq，LN（5，10，50，90，95….），Lmin，Lmax,Ld，Ln，Ldn，Sd等
测量精度：
小于0.５dB
动态分析范围：
大于100dB
测量范围：
28～138dB
频率计权：
A计权、C计权和线性（可远程软件切换）
时间计权：
快档、慢档和脉冲（可远程软件切换）
记录间隔：
最小1/2秒
2.
数据采样器
具有掉电数据保护功能；
具有电源远程监测功能；
具有通讯状态检测功能；
具有超标自动判断、报警功能；
具有工作状态自动监测功能；
具有自动补齐缺失数据功能；
具有录音装置的接口；
数据总采集率大于98%。
3.
电源控制
带可充电储备电源，具有防过充电和过放电功能，并配备外接交流电220V50Hz能力。
4.
防护箱
执行标准：
符合IP55标准
具有防腐设计；
具有散热功能；
具有耐候性设计；
具有防盗报警装置
5.
LED信息显示条屏
执行标准：
符合SJ/T11141《LED显示屏通用规范》
显示屏体面积0.5m2
像素管型号：
进口管芯
物理点间距：
16mm
发光点颜色：
双基色
物理密度：
3906点/m2
亮度：
≥4000cd/m2
寿命：
大于5万小时（亮度衰减一半时）
失控率：
小于万分之二
6.
安装结构
架杆和支架可方便地进行声校准和维护；
抗风等级：
风速10级时不损坏；
具有散热设计、电磁兼容设计、防腐处理、防水、防尘处理；
寿命：
大于10年。
7.
条屏控制器
具有直接与噪声自动监测子站通信功能，实现采集现场瞬时噪声并显示；
控制方式：
脱机控制；
接口：
RS232/422/485兼容的串行通讯口；
1-2气象参数子站
8.
气象监测仪表
温度：
－50~60℃，±0.2；
湿度：
0%~100%RH，±5%；
风速：
~65m/s，±0.5；
风向：
0~360（度），±5.0；
气压：
600~1100hPa，±0.3；
降雨量：
0~200mm/h，±4%。
9.
数据采样器
具有数据存储功能；
具有上传和接受指令功能；
具有数据预处理功能；
具备固定和移动2种通信能力。
10.
电源控制器
电源：
交流电220V50Hz
供电功率：
大于40W；
具有DC5V和DC12V输出。
11.
安装支架
支架为防腐防锈全金属材质；
支架具有方便检修的设计；
抗风等级：
风速10级时不损坏。
1-3视频车流量监测子站
12.
室外高速快球（车流量采样）
1、集成全方位云台：
水平360°无限位连续旋转；
2、智能性断电记忆，预置位≥64个；
3、防护罩：
专用防护罩，密封、防尘、防水。
：
4、视频输出：
75Ω1Vpp；BNC连接头；
制式：
PAL或NTSC；
5、摄像机指标：
成像器件：
752×582；
最低照度（彩色）：
0.1Lux；
6、镜头指标：
变焦范围：
≥20倍；
自动光圈控制：
视频驱动。
13.
车流量
分析仪
车流量：
检测率＞95%（白天）
检测率＞90%（夜间）
速度：
检测率＞95%（l~180km/h）
实际检测率根据监测点安装条件略有调整；
输入接口：
BNC输出接口：
RS232。
14.
车流数据
采样器
数据传输：
可自动实时和定时（时间：
1分钟-24小时可设定）上传数据，远程可设定；
接口：
串口、网口；
数据通信：
具备固定和移动2种通信能力。
15.
电源控制器
电源：
交流电220V50Hz能力。
供电功率：
大于50W；
具有DC5V和DC12V输出。
1-4信息发布系统（显示屏部分）
16.
8平米全彩色显示屏屏体
执行标准：
符合SJ/T11141《LED显示屏通用规范》
性能指标：
像素管型号：
进口管芯
物理点间距：
16mm
基色：
三基色
物理密度：
3906点/m2
最佳视距：
10～150m
最佳视角：
水平70度，垂直30度
扫描频率：
≥120帧/秒
画面刷新频率：
≥60帧/秒
亮度：
≥4000cd/m2，符合当地使用要求。
平均无故障时间大于10,000小时
寿命：
10万小时（亮度衰减一半时）
失控率：
小于万分之二
均匀性：
像素光强、模块亮度均匀
电源开关：
自动开关
17.
安装框架
框架结构根据显示屏面积设计；
具有散热设计、电磁兼容设计、防腐处理、防水处理；
防护等级：
符合IP55；
抗风等级：
风速10级时不损坏；
使用寿命：
大于10年。
18.
显示屏控制器
具有直接与噪声自动监测子站通信功能，实时采集现场瞬时噪声并显示；
实时采集自动站数据并显示；
实时采集现场亮度并实现屏体亮度自动控制。
采集接口：
RS232速率9600
升级会员 