1.概述

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，科技迅猛進(jìn)步，但目前仍然處于快速工業(yè)化階段。城填化進(jìn)程加速，汽車保有量迅猛上升，也隨之帶來(lái)一系列環(huán)境問題。

油煙污染已經(jīng)成為當(dāng)前城市大氣污染主要問題之一，而餐飲業(yè)排放的顆粒物（TSP）以PM2.5為主，約占所排放顆粒物的76.91%。PM2.5是形成灰霾的主要因素，灰霾對(duì)人們的身體及心理健康、出行安全、區(qū)域氣候等都會(huì)產(chǎn)生較大影響。同時(shí)，油煙污染給城市的生活環(huán)境和市容景觀帶來(lái)諸多不良影響，擾亂了正常的生活秩序，已成為當(dāng)前城市環(huán)境監(jiān)督管理的熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題。因此，如何有效治理油煙污染，就成為當(dāng)前環(huán)保部門亟待解決的重要問題。

油煙在線監(jiān)控是以數(shù)據(jù)為支持，強(qiáng)化分析應(yīng)用，充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，深入開展環(huán)境大數(shù)據(jù)應(yīng)用，加強(qiáng)環(huán)境資源整合集中、應(yīng)用、開放與共享，通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，形“用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)決算、用數(shù)據(jù)服務(wù)"的生態(tài)環(huán)境保護(hù)新模式，解決城區(qū)突出油煙污染問題。

.       油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)的主要系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)專門的監(jiān)控設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控中心。監(jiān)控設(shè)備主要用來(lái)油煙的在線監(jiān)控，配合專門的監(jiān)測(cè)探頭和監(jiān)控主機(jī)來(lái)使用，可以更好地監(jiān)控油煙的濃度及相關(guān)指數(shù)。監(jiān)測(cè)探頭把監(jiān)測(cè)到的信息傳輸給油煙監(jiān)控的主機(jī)上，在主機(jī)上可以得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)并及時(shí)進(jìn)行相關(guān)處理。與此同時(shí)，煙道風(fēng)機(jī)和煙油凈化器的工作狀態(tài)也屬于整個(gè)監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)測(cè)范疇，它們會(huì)將這些監(jiān)控的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)上傳到監(jiān)控中心，這樣可以更好地從線上來(lái)監(jiān)控工作（如圖1所示）。

圖1油煙在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖

2.1油煙監(jiān)測(cè)探頭

油煙監(jiān)測(cè)探頭是重要的監(jiān)測(cè)設(shè)備之一，在整個(gè)在線監(jiān)控系統(tǒng)中，油煙監(jiān)測(cè)探頭用了專業(yè)的油煙傳感系統(tǒng)，它可以監(jiān)測(cè)油煙的濃度，并對(duì)其進(jìn)行分析。從而可以得到準(zhǔn)確的油煙濃度值等各項(xiàng)指標(biāo)，同時(shí)可以感知油煙的溫度、濕度以及煙氣的壓力等。通過后期整理可計(jì)算出油煙的擴(kuò)散情況以及對(duì)空氣的污染程度，分析相關(guān)污染系數(shù)，為后期監(jiān)管提供參考依據(jù)。與此同時(shí)，油煙監(jiān)測(cè)探頭還有特別保護(hù)功能，為了防止餐飲業(yè)對(duì)其私自進(jìn)行拆卸，在安全上也做出了特殊的處理，如果探頭與油煙監(jiān)控主機(jī)之間的電纜被損壞或者不能連接到主機(jī)的話，油煙監(jiān)控主機(jī)就會(huì)自動(dòng)識(shí)別并報(bào)警。此外，油煙監(jiān)測(cè)探頭很節(jié)能，運(yùn)行功率很低，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，而且安裝非常方便、穩(wěn)定，可長(zhǎng)時(shí)間使用。

2.2油煙監(jiān)測(cè)主機(jī)特點(diǎn)介紹

它的主要性能特點(diǎn)是可以采用無(wú)線通訊，實(shí)現(xiàn)在線數(shù)據(jù)的上報(bào)和上傳，并且油煙監(jiān)測(cè)探頭體積非常小，重量很輕，密封性非常好，有效防止油煙對(duì)其損壞。而且它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)便于清潔，安裝方便。監(jiān)測(cè)主機(jī)可以查詢到油煙凈化設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行溫度，包括油煙的壓力、油煙的濃度和開關(guān)機(jī)時(shí)間，并且將數(shù)據(jù)上報(bào)。智能開機(jī)系統(tǒng)可以自行開關(guān)機(jī)來(lái)實(shí)施在線的監(jiān)測(cè)。聯(lián)網(wǎng)功能可以與各大環(huán)保局聯(lián)網(wǎng)，實(shí)行環(huán)保局在線監(jiān)控的要求。

2.3相關(guān)的軟件平臺(tái)

生態(tài)云平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)與軟件配合使用，它可以實(shí)時(shí)顯示企業(yè)的運(yùn)行狀況、油煙凈化器和風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)凈化效率監(jiān)測(cè)，設(shè)施停運(yùn)告警，超標(biāo)異常告警等功能，方便數(shù)據(jù)保存、顯示、處理、查詢、統(tǒng)計(jì)，借助歷史數(shù)據(jù)，可以更直觀地反映出監(jiān)控點(diǎn)油煙污染情況，對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行多種分析，生成報(bào)表。警報(bào)管理包括短信平臺(tái)，當(dāng)數(shù)據(jù)超過標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，設(shè)備關(guān)閉或異常，動(dòng)態(tài)報(bào)警閃爍系統(tǒng)卡通過短信向執(zhí)法機(jī)構(gòu)傳遞與企業(yè)相關(guān)的信息，為確保更有效地執(zhí)法運(yùn)作和協(xié)助。

3.油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

3.1規(guī)范管理，減少油煙的污染

通過在線的油煙監(jiān)控管理，相關(guān)的管理就會(huì)更加的規(guī)范，可以防止一些不法企業(yè)鉆法律的空子非法排放油煙，油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)跟蹤系統(tǒng)專注于設(shè)備運(yùn)行的分散性、安裝狀態(tài)的變化，這是以前無(wú)法集中控制的。能夠?qū)φ麄€(gè)油煙監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行、清洗和維護(hù)情況進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控，并及時(shí)向管理層報(bào)告，我們要對(duì)油煙的監(jiān)控多重視，多負(fù)責(zé)，要減少油煙對(duì)于環(huán)境的污染。

餐飲業(yè)排放的顆粒物（TSP）以PM2.5為主，減少餐飲業(yè)油煙排放有助于降低空氣中細(xì)顆粒物PM2.5的污染，“十三五"期間，PM2.5年均濃度呈逐年遞減趨勢(shì)，2020年PM2.5年均濃度較2016年下降了29.6%，“十三五"期間，PM2.5的年均濃度如圖2所示。“十三五"期間，臺(tái)江區(qū)空氣污染物PM2.5的超標(biāo)情況也有所改善，2020年未出現(xiàn)PM2.5超標(biāo)天氣，2015～2020年臺(tái)江區(qū)空氣中細(xì)顆粒物（PM2.5）超標(biāo)天數(shù)詳見表1。PM2.5的空氣污染物負(fù)荷系數(shù)也在逐年降低，2020年較2016年下降了3.8%。如圖3所示。

圖22016-2020年PM2.5濃度變化曲線

表12015-2020年臺(tái)江區(qū)空氣污染物PM2.5超標(biāo)天數(shù)表

圖32016-2020年臺(tái)江區(qū)污染物PM2.5負(fù)荷系數(shù)變化圖（%）

3.2提高工作效率

傳統(tǒng)采樣分析法無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)出油煙排放濃度，得到一組數(shù)據(jù)需大約2天時(shí)間。要經(jīng)過采樣、萃取、分析、計(jì)算等步驟，過程繁瑣，需要現(xiàn)場(chǎng)采樣和實(shí)驗(yàn)分析兩部門的人員共同完成。測(cè)量精度受采樣設(shè)備、四氯化碳純度、操作人員經(jīng)驗(yàn)等因素影響，濾筒多次使用后空白值增高也會(huì)影響到數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。使用高純度四氯化碳，成本高，且四氯化碳對(duì)人身健康危害很大。油煙在線監(jiān)控裝置24小時(shí)記錄信息，確保數(shù)據(jù)的一致性和可逆性，通過對(duì)生態(tài)云平臺(tái)計(jì)算機(jī)化控制，我們可以改變傳統(tǒng)的手動(dòng)控制模式，除了大大減少了執(zhí)法人員及監(jiān)測(cè)人員的數(shù)量和工作強(qiáng)度外，也為環(huán)境決策提供了科學(xué)依據(jù)，這樣不僅節(jié)約了人力成本，與此同時(shí)，大大提升了工作效率。

3.3在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)確度高于人工采樣

我們?cè)诮趯?duì)臺(tái)江區(qū)六家酒店的油煙排放狀況進(jìn)行了在線監(jiān)控和人工采樣，并對(duì)于兩種方案進(jìn)行了比對(duì)，見表1、表2。從在線監(jiān)控與人工采樣的數(shù)據(jù)對(duì)比中，可以看出監(jiān)測(cè)結(jié)果很接近，差異基本在誤差范圍以內(nèi)，這說明在線監(jiān)控的數(shù)據(jù)可信度很高，同時(shí)，在線監(jiān)控工作效率更高。

表1監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)1

表2監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)2

4.油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)的幾種監(jiān)測(cè)原理

油煙在線監(jiān)測(cè)儀得到了大量的應(yīng)用，目前市面上油煙在線監(jiān)測(cè)儀有三種監(jiān)測(cè)原理，所得的油煙細(xì)顆粒物質(zhì)量濃度見表3。

表3油煙細(xì)顆粒物質(zhì)量濃度

4.1傳統(tǒng)電化學(xué)

具有多孔位的篩子傳感器，當(dāng)油煙顆粒進(jìn)入到傳感器當(dāng)中，傳感器的孔位會(huì)接收到油煙顆粒，從而導(dǎo)致篩子的阻力增加，影響電流強(qiáng)度的變化。不難發(fā)現(xiàn)，電流強(qiáng)度和油煙濃度之間成線性關(guān)系（正比關(guān)系），從而可以根據(jù)電場(chǎng)（電流）強(qiáng)度計(jì)算出油煙濃度。

特點(diǎn)：精度低，平均1～2周需要維護(hù)一次；采用單邊安裝，但每年需要更換探頭。

4.2對(duì)光法

采用雙邊固定安裝，一端為發(fā)射端，另一端為接收端。發(fā)射端會(huì)持續(xù)發(fā)出一道紅外線光波給接收端，當(dāng)油煙顆粒進(jìn)入到傳感器中，與激光束交匯時(shí)會(huì)產(chǎn)生散光，接收端會(huì)接受到這樣的光學(xué)變化，從而可以得出油煙濃度的大小。

特點(diǎn)：光學(xué)法的一種，精度比電化學(xué)高，比前散光學(xué)低；雙邊安裝抗震動(dòng)能力差，偏差后容易出現(xiàn)數(shù)值不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。凈化器出口震動(dòng)大；對(duì)光法由于沒有反吹系統(tǒng)基本1～2個(gè)月需要清洗探頭。

4.3光散射原理

光散射監(jiān)測(cè)分為“光粒子計(jì)數(shù)器"與“粒子集合光散射"兩類。油煙細(xì)顆粒物在煙管內(nèi)部傳輸時(shí)成分穩(wěn)定，粒徑譜偏移量小，且顆粒物形狀呈球形，表面光散射特性非常穩(wěn)定，適合采用“粒子集合光散射法"進(jìn)行表面積濃度測(cè)量后換算成油煙細(xì)顆粒物質(zhì)量濃度，其優(yōu)點(diǎn)是裝置簡(jiǎn)單，測(cè)量下限低、精度高。

現(xiàn)階段油煙污染治理與其它污染源治理有所不同，急迫解決的不是油煙污染物排放總量控制而是對(duì)油煙擾民問題的迅速有效控制。油煙細(xì)顆粒物屬于大氣PM2.5貢獻(xiàn)的粒子，其巨大的比表面積造成油煙細(xì)顆粒物是油煙煙羽視覺污染的主要因素。因此油煙細(xì)顆粒物是油煙在線監(jiān)測(cè)的首要對(duì)象。準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)油煙細(xì)顆粒物的濃度，對(duì)準(zhǔn)確評(píng)估油煙煙羽視覺污染擾民程度以及油煙氣味擾民程度起到?jīng)Q定性作用，因此油煙細(xì)顆粒物的濃度監(jiān)測(cè)是油煙在線監(jiān)測(cè)的首要項(xiàng)目。綜上所述，油煙污染物在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能要求是實(shí)現(xiàn)對(duì)油煙細(xì)顆粒物（PM2.5）排放情況的監(jiān)測(cè)，其次是油煙VOCs的排放監(jiān)測(cè)。同時(shí)，為了修正監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，油煙污染物在線監(jiān)測(cè)設(shè)備可以配置煙管風(fēng)速傳感器、煙管氣壓傳感器、煙氣溫度傳感器、煙氣濕度傳感器等輔助傳感器，通過實(shí)驗(yàn)比對(duì)光散射原理傳感器基本上都能達(dá)到要求。

5.安科瑞餐飲油煙監(jiān)測(cè)云平臺(tái)解決方案

AcrelCloud-3500餐飲油煙監(jiān)測(cè)平臺(tái)可對(duì)餐飲點(diǎn)位進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計(jì)分析，在發(fā)生油煙濃度預(yù)警時(shí)，信息可多種途徑及時(shí)通知相關(guān)單位處理，確保油煙等污染物的正常排放，讓超標(biāo)濃度無(wú)處可藏，防患于未然。針對(duì)各餐飲點(diǎn)位安科瑞通過加裝多種產(chǎn)品可以進(jìn)行檢測(cè)，主要有ACY100型號(hào)餐飲油煙監(jiān)測(cè)設(shè)備，外加裝電流互感器及溫濕度探頭。

餐飲油煙監(jiān)測(cè)平臺(tái)GIS地圖采集餐飲油煙處理設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和油煙排放的濃度數(shù)據(jù)，自動(dòng)對(duì)超標(biāo)排放及異常企業(yè)進(jìn)行提示預(yù)警，監(jiān)管部門可迅速進(jìn)行處理，督促餐飲企業(yè)整改設(shè)備，并定期清洗、維護(hù)，實(shí)現(xiàn)減排環(huán)保，不擾民等目的。

現(xiàn)場(chǎng)安裝油煙在線監(jiān)控儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)排煙煙道內(nèi)的油煙、顆粒物和非甲烷甲烷總烴等濃度，同時(shí)對(duì)油煙凈化器和風(fēng)機(jī)的運(yùn)行電流和開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一旦排放超標(biāo)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出告警信息。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：

6.平臺(tái)主要功能

系統(tǒng)拓?fù)鋱D如下：

6.1首頁(yè)

①接入企業(yè)

顯示接入的企業(yè)數(shù)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)；

②AQI天氣

實(shí)時(shí)AQI天氣狀況；

③告警率、超標(biāo)率、在線率

顯示告警企業(yè)數(shù)量，告警率，包括超標(biāo)、在線率統(tǒng)計(jì)；

④地圖點(diǎn)位統(tǒng)計(jì)

按接入企業(yè)GIS，在地圖展示。

6.2大屏展示

該頁(yè)面通過分倉(cāng)形式將云平臺(tái)系統(tǒng)的所有基本信息全部展示在大屏上，主要包含了項(xiàng)目總覽，企業(yè)隱患排名，報(bào)警信息列表，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位以及報(bào)警統(tǒng)計(jì)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位地理位置，工單任務(wù)統(tǒng)計(jì)等。

6.3實(shí)時(shí)監(jiān)控

系統(tǒng)可進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)的篩選，點(diǎn)擊每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)信息，可以看到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和24小時(shí)數(shù)據(jù)變化曲線。并且可以看到監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的歷史告警信息。

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括油煙凈化器和風(fēng)機(jī)的運(yùn)行電流，油煙濃度、顆粒物濃度和NMHC濃度等信息。

實(shí)時(shí)狀態(tài)列表

系統(tǒng)對(duì)當(dāng)前點(diǎn)位進(jìn)行數(shù)據(jù)列表統(tǒng)計(jì)，對(duì)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)匯總，分析其運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)警范圍等。

運(yùn)行工況

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括油煙凈化器和風(fēng)機(jī)的運(yùn)行電流，根據(jù)電流數(shù)值來(lái)判斷當(dāng)前進(jìn)化器的運(yùn)行狀態(tài)，包括失聯(lián)、停機(jī)、運(yùn)行等狀態(tài)，結(jié)合運(yùn)行數(shù)據(jù)曲線，更加方便直觀。

6.4隱患管理

1）后臺(tái)根據(jù)測(cè)點(diǎn)設(shè)置的濃度閾值在隱患巡查中產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的報(bào)警信息，并在首頁(yè)進(jìn)行鈴鐺和語(yǔ)音提示；

2）企業(yè)用戶對(duì)隱患進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)工單派發(fā)對(duì)象，工單截至期限，以及工單任務(wù)描述；

3）運(yùn)維人員確認(rèn)工單內(nèi)容并對(duì)隱患進(jìn)行處理，填寫處理結(jié)果詳情，上傳現(xiàn)場(chǎng)圖片等附件或進(jìn)行二級(jí)派發(fā)；

4）相關(guān)企業(yè)用戶可在“隱患記錄"頁(yè)面來(lái)確認(rèn)對(duì)應(yīng)隱患信息的處理進(jìn)度，包括是否處理、是否派發(fā)；

6.5統(tǒng)計(jì)分析

超標(biāo)分析

對(duì)相關(guān)的采集數(shù)據(jù)油煙、顆粒物、NMHC數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，對(duì)超標(biāo)的種類、企業(yè)進(jìn)行餅狀圖的展示，同時(shí)對(duì)報(bào)警企業(yè)進(jìn)行排名，根據(jù)排名情況對(duì)相關(guān)企業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)的分析評(píng)價(jià)。

歷史數(shù)據(jù)

支持對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行年、月、日篩選查詢，自定義日期篩選數(shù)據(jù)，相關(guān)數(shù)據(jù)支持Excel表格導(dǎo)出，便于后期數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和排查。

設(shè)備維護(hù)

設(shè)備需要定期清洗、維護(hù)和更換濾芯。

6.6統(tǒng)計(jì)分析

用戶分析報(bào)告

用戶分析報(bào)告模塊，將企業(yè)目前的告警進(jìn)行匯總，支持模板的Word導(dǎo)出，具體的模板內(nèi)容可根據(jù)客戶需求實(shí)現(xiàn)定制化設(shè)計(jì)。

在線時(shí)長(zhǎng)分析

企業(yè)在線時(shí)長(zhǎng)報(bào)告模塊，將企業(yè)目前監(jiān)測(cè)儀的在線時(shí)長(zhǎng)，失聯(lián)時(shí)長(zhǎng)，風(fēng)機(jī)、凈化器的在線、離線時(shí)間進(jìn)行匯總，以折線圖、雷達(dá)圖的形式展示。

6.7設(shè)備清洗維護(hù)

設(shè)置企業(yè)檢測(cè)儀定期的清洗、更換計(jì)劃，包括維護(hù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的安裝時(shí)間，上一次清洗時(shí)間，以及下一次的維護(hù)周期，對(duì)應(yīng)的負(fù)責(zé)人等信息，清洗前/后照片對(duì)比。

6.8視頻功能

支持餐飲點(diǎn)位“一點(diǎn)一視頻"的接入模式，在餐飲污染排放點(diǎn)位安裝攝像頭。

支持：

①視頻實(shí)時(shí)預(yù)覽監(jiān)測(cè)

②歷史視頻回放功能

7.系統(tǒng)硬件配置

5.總結(jié)與分析

油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控各個(gè)餐飲企業(yè)的油煙凈化器風(fēng)機(jī)的開關(guān)狀態(tài)，并且可以將指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)系統(tǒng)的上傳，同時(shí)，也可以查詢統(tǒng)計(jì)在不同階段每個(gè)企業(yè)的油煙監(jiān)測(cè)的情況，包括對(duì)于企業(yè)油煙的凈化率也可以做出相應(yīng)的調(diào)整，一方面是這項(xiàng)油煙凈化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以為監(jiān)管部門提供有效的數(shù)據(jù)和相關(guān)的監(jiān)測(cè)報(bào)告，合格才解決環(huán)保部門對(duì)于餐飲業(yè)的監(jiān)督情況。與此同時(shí)，它可以提高環(huán)境管理能力和監(jiān)督執(zhí)法的水平，我相信這項(xiàng)系統(tǒng)可以為以后的監(jiān)管帶來(lái)更多的幫助，并且對(duì)改善城市環(huán)境質(zhì)量有重要的意義。

參考文獻(xiàn)

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