劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司  上海(hai)嘉定  201801

摘 要(yao)：污染(ran)(ran)問題(ti)已(yi)經成為城市環境污染(ran)(ran)的(de)重要污染(ran)(ran)源，本研究的(de)油(you)煙(yan)在線監測數(shu)據(ju)(ju)(ju)管理信息系統是油(you)煙(yan)在線監測數(shu)據(ju)(ju)(ju)采集儀的(de)配(pei)套軟件，用于展現現場(chang)端數(shu)據(ju)(ju)(ju)采集儀采集的(de)數(shu)據(ju)(ju)(ju)，對數(shu)據(ju)(ju)(ju)采集儀進(jin)行遠程(cheng)控制，以及數(shu)據(ju)(ju)(ju)采集儀采集的(de)相關(guan)數(shu)據(ju)(ju)(ju)進(jin)行統計(ji)分析(xi)和報(bao)表生(sheng)成等功能，并做(zuo)到對油(you)煙(yan)排放(fang)超標數(shu)據(ju)(ju)(ju)實時預警，通(tong)過(guo)信息化系統建設實現遠程(cheng)油(you)煙(yan)監測，解(jie)決分散(san)的(de)餐館油(you)煙(yan)監測問題(ti)，提高(gao)油(you)煙(yan)排放(fang)監管效率。

關鍵(jian)詞(ci)：油(you)煙監(jian)測；環境(jing)污染；信息系(xi)統

0 引言

隨(sui)著(zhu)人民生活水平的(de)(de)不斷提高，餐(can)飲行業得到了快速的(de)(de)發展，污染問題日趨嚴(yan)重(zhong)，油煙污染擾民已(yi)成(cheng)為居(ju)民投訴的熱點問題。由于(yu)餐飲(yin)企業數量(liang)多、分布廣、管理水平參差不(bu)齊，給(gei)環保部(bu)門的(de)(de)管理(li)帶來很大的(de)(de)困難，環保部門(men)無法及時有效地進(jin)行監管(guan)工作，導致部分餐飲(yin)企業(ye)為節約成本，不進(jin)過標準(zhun)的油煙凈化處(chu)理就直接排放，部(bu)分(fen)餐飲企(qi)業(ye)甚(shen)至沒有安裝油煙凈化處(chu)理設備，對居住環境危害(hai)很大。嚴重影響了人們的生(sheng)活和(he)健康。借助(zhu)信息技術、物聯網技術的應用(yong)，環(huan)境監(jian)測技術自動(dong)化越來越普及。早的環(huan)境監測技術出現在20世紀40年代工業比(bi)較發達的(de)家(jia)。在(zai)20世紀80年代發達家(jia)已(yi)經(jing)在大氣污染、水污染等方面建立了(le)實時環境監測系統。

而我對污染的環(huan)境(jing)監(jian)(jian)測，大(da)多(duo)數還停留(liu)在手(shou)工(gong)監(jian)(jian)測階(jie)段，時間覆蓋率(lv)低、監測(ce)范圍小，難以反映較(jiao)大區(qu)域內城市環境污染的連(lian)續(xu)狀(zhuang)況，人工(gong)監(jian)測也(ye)很難做(zuo)到實時監(jian)

測、實(shi)時超標報警(jing)、無人值守(shou)等(deng)要求，從而導致油(you)煙監測形同虛(xu)設，油煙污染嚴重。

1 污染(ran)的危害

油煙污染是(shi)空氣污染的重要(yao)的組成部分，伴隨著我(wo)城市化程度越(yue)來越(yue)高，餐飲服務業越(yue)來越(yue)發達，酒店、飯館(guan)、集體(ti)食堂遍地(di)，油(you)煙排(pai)放(fang)量(liang)很大，嚴(yan)重影響了人們(men)的(de)身體健康及居住環境(jing)。

飲食業油(you)煙是大氣中揮發性有機物（VOCS）和PM10（顆粒(li)小(xiao)于 10μ ｍ的(de)可吸入顆(ke)粒物）的(de)主要來源(yuan)之，在(zai)致肺(fei)癌因素中，烹調油煙是(shi)僅次(ci)于“深度吸煙”煙霧到達呼吸(xi)道

深(shen)部的(de)危(wei)險因(yin)素。油煙的強滲透性(xing)及(ji)黏(nian)性(xing)對周(zhou)圍環境（包括人群(qun)、建筑物等受體）的影響很大(da)。據研究表明，飲食業油煙(yan)是(shi)都市中僅次于汽車尾氣(qi)(qi)的大(da)氣(qi)(qi)污染源(yuan)。

針(zhen)對餐飲行業的油煙(yan)污染(ran)問題(ti)，家(jia)環(huan)保部嚴(yan)令(ling)要求(qiu)全(quan)各省、市、自(zi)治(zhi)區、直轄市(shi)環境保護局（廳(ting)）和環境(jing)保護(hu)重點城(cheng)市(shi)環境(jing)保護(hu)局將油(you)煙污(wu)染問題列入正(zheng)常環境(jing)管理工作范(fan)圍；嚴格禁止油煙(yan)污(wu)染源的無(wu)組織排(pai)放，無通(tong)風設備和凈化裝置(zhi)的要強(qiang)制安裝通(tong)風設施和凈化裝置(zhi)。排(pai)放標準要符合《飲(yin)食業油煙排放(fang)標準（試行）》（GB18483－2001），允(yun)許排放濃度不得(de)超過 2.0mg/m3。

為解決污染所帶來的系列問題，實現(xian)對餐飲企業的管理，設計套與油煙處(chu)理(li)與數據(ju)采集相配套的(de)信息管理(li)系統，對餐飲企(qi)業油煙的達標(biao)排放情況，以及凈化設備的工作情況進行全(quan)天候的實時(shi)監測具有重要意義。

2 油煙監控信(xin)息(xi)管(guan)理系統設計

平臺構建(jian)主要向系統管理員(yuan)、環保管(guan)理(li)部門、企(qi)業用(yong)戶提供(gong)個監控信息管理平臺(tai)。系統管理員負責系統的管理與維護(hu)，可以對系統進行數據的增、刪、改、查(cha)等管理操作，環保管理(li)部(bu)門主要進行(xing)數據(ju)查看，企(qi)業用戶查看本(ben)企(qi)業數(shu)據并對本(ben)企(qi)業數(shu)據進(jin)行管理和修改。通過數據采集儀實時收集油煙排放數據，通訊服(fu)務器將數(shu)據及時存(cun)儲(chu)到(dao)數(shu)據庫，然后由油煙監控系統展(zhan)示平臺進行展(zhan)示，并進行數據管理(li)。

2.1 油煙監控系統的整體解決方案

油煙在線(xian)監控系(xi)統(tong)主要由現場(chang)數(shu)據(ju)采(cai)集儀(yi)端(duan)和后臺軟(ruan)件系(xi)統(tong)兩部(bu)分組(zu)成，系統結構(gou)圖如圖 1 所示(shi)。

圖(tu) 1 系統總體結構圖(tu)

每個監測點安(an)裝(zhuang)臺數據(ju)采(cai)集儀，數據(ju)采(cai)集儀與(yu)油(you)煙(yan)傳感器、風機(ji)和(he)凈化器物理(li)連接，實(shi)時(shi)監測油(you)煙濃(nong)度、風(feng)機和(he)凈(jing)化器的運行狀態(tai)。數據采(cai)集儀通過無(wu)線 GPRS 網絡(luo)接入互(hu)聯網，將采集到的(de)各(ge)類(lei)數據(ju)傳輸至(zhi)通訊服務器。

服(fu)務器端(duan)包含(han)了(le)三種類型的服(fu)務器：通訊服務器、Web服務器和(he)數據庫服務器。通(tong)訊服(fu)務器負責與(yu)數(shu)據采(cai)集儀進(jin)行TCP 即時通信，接收數(shu)據(ju)采(cai)集儀(yi)上(shang)傳的數(shu)據(ju)報(bao)文，經過解析處(chu)理，將數據存儲至(zhi)數據庫服(fu)務器。同(tong)時，通訊服務器定時(shi)掃描數據庫服務器中的表，檢查是否有數據(ju)或指令需要發(fa)送至數據(ju)采集儀。

Web服(fu)務器從(cong)數(shu)據庫服(fu)務器中提取已存儲(chu)的數(shu)據，按照不同的(de)功能(neng)劃分，對數據庫中數據進行統計分析(xi)，將數據結(jie)果(guo)展現在網絡(luo)平臺上。Web服(fu)(fu)務器(qi)(qi)也可以通(tong)過向數(shu)據(ju)庫(ku)服(fu)(fu)務器(qi)(qi)中的表中寫入符合(he)規則的數(shu)據(ju)報文(wen)，來(lai)實現向數據(ju)采集儀發送數據(ju)或(huo)指令。

數據庫(ku)服務器存儲系統中的基(ji)礎信息、監(jian)測數(shu)據和配置信息(xi)，是(shi)通訊(xun)服務器和 Web 服(fu)務器交互的橋梁。

2.2 油(you)煙監控信息管理(li)系統的主要功能(neng)

軟件(jian)系統功(gong)能主要分(fen)為：實時地(di)圖、數據展示、設(she)備(bei)控制、統計分析、報警(jing)記錄、后(hou)臺管理等功能，如圖 2 所(suo)示。餐飲企業是監控系(xi)統中的基本組成單位，也(ye)是環(huan)保部門的基本(ben)監管對象。

圖 2 軟件系(xi)統整體結構(gou)圖

實(shi)時地圖主要利用baidu地圖開放的 API 實(shi)現企業即(ji)時定(ding)位(wei)，并根據開放的 API 實現氣(qi)泡標注，完(wan)成(cheng)企(qi)業(ye)在地圖的定位，當點(dian)擊(ji)氣泡(pao)的(de)時候出現彈出窗(chuang)口，在彈出框(kuang)顯(xian)示即時查詢(xun)的(de)該企業(ye)的(de)油煙監測數據(ju)。該數據主要以該企(qi)業的排口信息為主。

數據(ju)展示顯示監測(ce)數據(ju)，主(zhu)要包含以(yi)下內容：企業(ye)編號、企業名稱(cheng)、排口名稱、油煙濃(nong)度、風機狀態、凈化器(qi)狀態、清潔度、今日(ri)聯動率、昨日(ri)聯動率、監測(ce)時間和數據采集儀通訊狀(zhuang)態(tai)等實時及歷史情況；其中油煙濃度按(an)等級劃(hua)分(fen)為正常(chang)、臨(lin)界、超(chao)標(biao)和嚴重超(chao)標(biao)，每(mei)種等級(ji)對(dui)應個濃度(du)值范圍；清潔度同樣(yang)按等級劃分(fen)為清潔、較(jiao)臟(zang)和太臟(zang)，每種等(deng)級對(dui)應個清潔度范圍；數(shu)據采集儀(yi)通(tong)訊(xun)狀(zhuang)態(tai)根據數(shu)據采集儀(yi)的活(huo)動時間進(jin)行判斷，超過(guo)N秒(miao)未進(jin)行任何活動即(ji)認為(wei)數據采(cai)集(ji)儀(yi)離線。

統計分(fen)析按(an)分(fen)鐘數據、小時數據、日數據、月數(shu)據(ju)、年數據分別進行統計分析，且(qie)分別按照曲線圖、柱狀圖和(he)表(biao)格數據三種形式(shi)顯示統(tong)計結果。

系統(tong)后臺管(guan)理(li)功能主要實(shi)現(xian)企業管(guan)理(li)、設備管理、配(pei)置管理、反向(xiang)控制和報(bao)表管理功能，如(ru)圖(tu) 3 所示(shi)。企業管理(li)功能主要實現(xian)企業信息(xi)瀏(liu)覽、企(qi)(qi)業(ye)信息管(guan)理以及與企(qi)(qi)業(ye)相關的(de)設備管(guan)理等功能；設備(bei)管理(li)主要實現設備(bei)信息瀏覽(lan)、設(she)備(bei)信息管理(li)等(deng)功能；配置管理(li)主要短(duan)信、用(yong)戶、通道等信(xin)息的配置管理，報表(biao)處理主要是對已經存(cun)在的數(shu)據(ju)按照要求實時生成報表(biao)，以(yi)提供直觀分析依據。

圖 3 后臺(tai)管(guan)理功能(neng)

反向控(kong)制主要是通過軟件系統來實現(xian)數(shu)采(cai)(cai)儀設備的遠程控(kong)制，用(yong)戶按照數(shu)采(cai)(cai)儀設備的指令(ling)集要求將指令(ling)提(ti)交給Web 服務(wu)器，Web 服務器負責將需要發(fa)送的(de)指令(ling)提交(jiao)給數據庫(ku)服務器中的(de)數據表，通訊服務器負責發(fa)送指令(ling)并(bing)處理指令(ling)執行結(jie)果(guo)，指令執(zhi)行結果由通訊(xun)服務器提(ti)交(jiao)給數據庫(ku)服務器，Web 服務(wu)器再通過數據庫(ku)服務(wu)器獲取指(zhi)令執(zhi)行結果情況，以便(bian)用戶及時查詢數(shu)采儀設備(bei)指(zhi)令(ling)執行情況。反向控(kong)制只提供數據采集儀參數遠(yuan)程(cheng)配置功能，遠程(cheng)配置流程(cheng)如下：

（1）Web 服(fu)務器獲取用戶提交的指令以(yi)文本的形式提交至(zhi)數(shu)據庫服(fu)務器的數(shu)據表中；

（2）通訊服(fu)務器通過數(shu)據庫服(fu)務器的(de)指令(ling)數(shu)據表獲取(qu)該指令(ling)，下(xia)發至數(shu)據采集儀；

（3）數據采集(ji)儀獲取指令后執(zhi)行指令并上傳配(pei)置(zhi)信息至(zhi)通訊服務器；

（4）通訊服務器(qi)將數(shu)采(cai)儀反饋的配置(zhi)信(xin)息(xi)解析后保(bao)存在數(shu)據(ju)庫(ku)服務器(qi)數(shu)據(ju)表中；

（5）Web 服務器讀取(qu)數(shu)(shu)據(ju)庫服務器數(shu)(shu)據(ju)表中保存的(de)配置信息，以(yi) Web 用戶界(jie)面的形式(shi)展示(shi)給用戶，用(yong)戶通過(guo)該界面及(ji)時查(cha)詢(xun)數采儀指令執行情況以及(ji)更改指令；

（6）用戶修改指令完畢(bi)后，Web 服(fu)務器將修改后的配置(zhi)信息提交給(gei)數(shu)(shu)據庫服(fu)務器并替(ti)換原先(xian)的指令數(shu)(shu)據；

（7）通(tong)訊程序獲取配置信息替換指令(ling)，將修改后(hou)的配(pei)置信息下發至數據采集(ji)儀，數(shu)據采集儀成功處理后(hou)，返回執行結果給通訊服務器；

（8）通訊服(fu)務器(qi)將操(cao)作(zuo)結果(guo)保存(cun)在數據庫服(fu)務器(qi)中，Web 服務器(qi)可(ke)實時(shi)獲取(qu)指(zhi)令執行(xing)結果，整個流程完成(cheng)。

2.3 用戶角(jiao)色管理

系統(tong)管(guan)理員：可以(yi)使(shi)用系統任何功(gong)能。

系(xi)統(tong)操作員：日常瀏(liu)覽操作。

企業用戶：僅可(ke)查(cha)看本(ben)企業(ye)的相關信息。

用(yong)戶角(jiao)色管理：允許查看的企業可進行配置管理；是(shi)否允許(xu)接收(shou)短消(xiao)息(xi)報警(jing)；使(shi)用(yong)用(yong)戶管(guan)理功(gong)能的權限；使用基(ji)礎信息管理的權限(xian)。

短消息報警(jing)yong戶管理功能：實現用戶的添加、修改和刪(shan)除；用戶與(yu)企(qi)業(ye)關(guan)聯(lian)關(guan)系的添(tian)加(jia)、修改和(he)刪除。

企業和排口信息管理(li)功能：實現企業基礎信息的添加、修改(gai)和刪(shan)除等功(gong)能；實現排口信息的添加、修(xiu)改(gai)和刪除(chu)等(deng)功能。

企(qi)業查(cha)詢：能(neng)夠進(jin)行企(qi)業(ye)的(de)模糊(hu)查詢，實現按(an)照(zhao)企業(ye)所屬行政區(qu)、街道或道路進行(xing)企業的(de)篩選(xuan)功能。

數據采集儀和通道(dao)信息：實現數(shu)據采集儀的添加(jia)、修改和刪除(chu)等功能(neng)；實現通道配置的添加、修改和刪除等功能。

3 安科(ke)瑞AcrelCloud3500監測云平(ping)臺

為了彌(mi)補現(xian)存餐飲行業在煙油(you)監(jian)測(ce)上(shang)的漏洞，同時(shi)便利監(jian)管部門的監(jian)察，安(an)科瑞油(you)煙監(jian)測(ce)云平(ping)臺(tai)應運(yun)(yun)而(er)生。油(you)煙監(jian)測(ce)模塊通(tong)過(guo)2G/4G與(yu)(yu)云端平(ping)臺(tai)進(jin)行通(tong)信(xin)和數據交互，系(xi)統(tong)能夠對(dui)企(qi)業餐飲設備的開機(ji)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)、運(yun)(yun)行狀(zhuang)(zhuang)態(tai)進(jin)行監(jian)控；實現(xian)開機(ji)率監(jian)測(ce)，凈化效(xiao)率監(jian)測(ce)，設施停運(yun)(yun)告警(jing)，待清洗告警(jing)，異(yi)常告警(jing)等功(gong)能；對(dui)采集(ji)數據進(jin)行統(tong)計(ji)分(fen)析、前等統(tong)計(ji)功(gong)能；較之傳統(tong)的靜電監(jian)測(ce)方案，更(geng)具性和實效(xiao)性。平(ping)臺(tai)預留與(yu)(yu)其他應用系(xi)統(tong)、設備交互對(dui)接(jie)接(jie)口(kou)，具有很(hen)好的擴(kuo)展性及融合性。

3.1平臺結構(gou)

平臺GIS地(di)圖(tu)采集處理設備(bei)運(yun)行狀態和(he)油(you)煙(yan)排放(fang)的(de)(de)(de)濃(nong)度(du)數據，自動對超標排放(fang)及異常企(qi)業(ye)進(jin)行提示預警，監管部門可迅(xun)速進(jin)行處理，督促(cu)餐飲企(qi)業(ye)整改設備(bei)，并定期清洗、維護，實(shi)現減排環保，不(bu)擾民等目的(de)(de)(de)。現場安裝監測終端，持續監測油(you)煙(yan)凈化器(qi)的(de)(de)(de)工(gong)作狀態，包(bao)括(kuo)設備(bei)運(yun)行的(de)(de)(de)電(dian)流(liu)、電(dian)壓、功(gong)率、耗(hao)電(dian)量等等，同(tong)時結(jie)合排煙(yan)口的(de)(de)(de)揮(hui)發性物(wu)質、顆(ke)粒(li)物(wu)濃(nong)度(du)等進(jin)行對比分析(xi)，旦排放(fang)超標，系統(tong)會發出異常信號(hao)。

■ 油(you)煙監(jian)測設備用來監(jian)測油(you)煙、顆粒物、NmHc等數(shu)據

■ 凈化(hua)器和風(feng)機配合對油煙進行凈化(hua)處理(li)，同時(shi)對凈化(hua)設(she)備(bei)的電(dian)流(liu)、電(dian)壓進行監測(ce)

■ 設備通過(guo)4G網絡將采集的(de)數據(ju)上(shang)傳(chuan)至(zhi)遠程云端服務器(qi)

3.2 平臺主要(yao)功能(neng)

()在線監(jian)測

對(dui)油煙(yan)排污數(shu)據的(de)監(jian)(jian)測，包括油煙(yan)排放濃度，顆粒物，NmHc等數(shu)值采集(ji)監(jian)(jian)測;同時對(dui)監(jian)(jian)控風機和凈化器的(de)啟停狀態、運行(xing)數(shu)據進(jin)行(xing)監(jian)(jian)測。

　　(二(er))告警(jing)數據(ju)監(jian)測

　　系統根(gen)據采(cai)集的(de)(de)油(you)煙數值大小，產生對(dui)應的(de)(de)排放超標(biao)告警;對(dui)凈化器的(de)(de)運行(xing)數據分析，上傳凈化設備對(dui)應的(de)(de)運行(xing)、停(ting)機、故障等告警事件。

　  (三(san))數據分析

運行時(shi)長分析(xi)，離線分析(xi);告警(jing)占(zhan)比(bi)、前分析(xi);歷(li)史數據(ju)統計等(deng)。

　　(四)隱患(huan)管理

系統(tong)對采集的告(gao)警(jing)數據(ju)分析，產生對應的隱患(huan)記錄，派發、處(chu)理隱患(huan)，及時處(chu)理告(gao)警(jing)，形成閉環(huan)

(五)統計分(fen)析

包(bao)括時長分(fen)析、超標分(fen)析、歷史(shi)數(shu)據(ju)、分(fen)析報告(gao)等模塊

(六)基(ji)礎數據維護

個人信(xin)息、權限(xian)維護，企(qi)業信(xin)息錄(lu)入，對應測點信(xin)息錄(lu)入等

(七(qi))數據(ju)服務(wu)

數據(ju)采集，短信提(ti)醒，數據(ju)存儲和解析(xi)

3.3油煙監測主機

油煙監控主(zhu)機是現場的管(guan)理(li)(li)設備，實時采集(ji)油(you)煙濃度探測器(qi)和工況傳感器(qi)的信號，進(jin)行(xing)數(shu)據處理(li)(li)，通過(guo)有線或無線網絡通訊將數(shu)據傳輸到(dao)服(fu)務器(qi)平臺。同時，對本(ben)地(di)數(shu)據進(jin)行(xing)存儲，監控現場(chang)設備(bei)狀態，提供人(ren)機操作界面。

具體技術參數如下：

3.4 設(she)備選型方案

注：雙探頭適合(he)雙排煙通道(dao)的場合(he)，每路(lu)探頭監測(ce)1路(lu)排煙通道(dao)。

4 工程(cheng)應(ying)用價值

油煙污(wu)染是空氣(qi)污(wu)染重要的組成部分，隨著我(wo)城市(shi)化程度越來(lai)越高，餐飲服務業越來越發達，酒店、飯館、集體(ti)食堂遍地，油煙(yan)排放量很大，嚴重影(ying)響了人們(men)身體健康及居住(zhu)環境。

為了對餐(can)飲行業的油(you)煙(yan)排(pai)放進行監(jian)管，家(jia)已經出臺(tai)了些政策法規(gui)和技術標(biao)準(zhun)，根據這些法(fa)規(gui)和標(biao)準，這些年已經(jing)有些方法在實際中得到了應用，如使用油(you)煙凈化系統，以及對油(you)煙(yan)凈(jing)化(hua)系統進行監控。為了能對(dui)油煙排放情(qing)況進行實時(shi)監(jian)控，需(xu)要(yao)安裝數據(ju)采(cai)集和(he)通信(xin)裝置，通過本應用系統對其(qi)進行實時管理(li)。通過對監(jian)測點(dian)實時監(jian)測油煙排放(fang)數據，以便及時(shi)要求(qiu)監測點及時(shi)整改油煙排(pai)放方(fang)案，凈(jing)化空氣，改善人們的居住(zhu)環(huan)境。通過該系統的應用，可(ke)以節約(yue)環境治理的人力成本、提高(gao)監測及治理效率。

【參考文獻】

[1] 高俊敏(min)，李百戰，金振星. 重慶市油煙(yan)污染現狀調查(cha)及原因分(fen)析和防治(zhi)對(dui)策[J]，重慶建筑大(da)學學報(bao)，2008（1）：83-87

[2] 卜言彬，薛雁丹，曹海燕. 油煙監控信(xin)息管(guan)理系(xi)統設計研究

[3] 安科瑞AcrelCloud-3500監測(ce)云(yun)平臺.2020.05版(ban)

作者簡(jian)介：劉(liu)細鳳，女，現任安科瑞電(dian)氣股(gu)份(fen)有限公司，主要從(cong)事監測的研發與應用。