秸稈焚燒預警係統產品方案（àn）

1. 產品背景

秸稈是指小麥、水稻、玉米、薯類（lèi）、油料、棉花（huā）、甘蔗和其他雜糧等農作（zuò）物在收貨（huò）籽實（shí）之後剩餘的部分。而秸（jiē）稈焚燒則指農作物秸稈被當作廢棄物露天焚燒，中國是一個農業大國，秸（jiē）稈資源豐富，約占世界秸稈（gǎn）總量的（de）20%~30%，其數量大約相當於我國北方草原產草（cǎo）總（zǒng）量的（de）50餘倍（bèi）。上世紀70年代以前，農作物秸稈主要用作生（shēng）活燃料和大牲畜的飼料，由於作物單產水（shuǐ）平較（jiào）低，秸稈數量（liàng）也極為有限，秸稈總量供（gòng）應緊缺。但上世紀80年代以來（lái），隨著農作物單產提高，秸稈（gǎn）總量迅速增加，而（ér）直接作為生活燃料和飼料的（de）比例大幅度減少，農民為趕農時，多數地區就開始出現秸稈焚燒（shāo）現象，並越來越嚴重。
秸稈的露天焚（fén）燒屬於低溫焚燒，不（bú）完全燃（rán）燒，秸（jiē）稈燃燒（shāo）時二氧化硫的濃度比平時高出一倍，二氧化氮、可吸入（rù）顆粒物（wù）的濃（nóng）度比平時高出三倍，相當於日均濃度的五（wǔ）級水平。使人咳嗽（sòu）、流淚、精神（shén）煩躁，汙染環境、危害人體健康，以及破壞土壤結構，造成農田質量下降等危（wēi）害。焚燒秸稈所形成的滾滾煙霧、片片焦（jiāo）土，破壞環境，造成大氣汙染，且會在一定程度上加重霧霾的發生。

2. 現狀分析

2.1. 點多麵廣，監管人員匱乏，監管力不從心

中國（guó）是一（yī）個農業大國，農業人口約占總數的40%以上，耕地麵積121億公頃，居世（shì）界第三位，占世界（jiè）總耕地麵積的百分之8.0%左右，農田分布廣泛，麵對季（jì）節性的秸稈（gǎn）焚燒（shāo）問題，存在監管人員相對嚴重匱乏，耗時耗力的困擾。

2.2. 監（jiān）管手段單一，監管信息不（bú）及時，效率低下

現如今國家（jiā）利用衛星（xīng）實時監（jiān）測各地火點情況，很多地方政府也實行安（ān）裝攝（shè）像頭的方式，進行監管。但（dàn）是隻有火點達（dá）到一定程度、一定範圍，攝（shè）像頭端才能發現，等（děng）到相關執法人員到達現場，火勢已經蔓延，因此單一的視頻（pín）監控，並不能及時製止秸（jiē）稈燃燒事件的發生。

2.3. 宣傳力度不夠，不能（néng）真正理解秸稈焚燒的危（wēi）害

近年來，由於大量農村青（qīng）壯年勞動力流入城市（shì）務工，老人（rén）、婦女成為農業生產的主（zhǔ）力軍，客觀（guān）上造成了秸稈清理運輸困難，而秸稈還田成本又明顯偏高（gāo），尤其是一些高緯度地區受環境因素影（yǐng）響，還（hái）田的秸（jiē）稈（gǎn）腐爛、發酵慢，不僅不能達到預想（xiǎng）中的效果，反而（ér）給春季耕種（zhǒng）帶來不小的麻煩。因此，民眾在（zài）不能真正理解其危害前（qián），缺乏一（yī）定的（de）積極主動性。

2.4. 秸稈利（lì）用率低下，綜合利用難以推廣

由於秸稈利用價值低，作業費用高，因此對秸稈實施的肥料化、能源發電、用作（zuò）工業原料（liào）等綜合利用措施，很難完全推廣開來。

3. 建設任務

首先，利用科學現代化監測（cè）、監控技（jì）術，對農業園區進行全天候24小時監測，在（zài）各（gè）個區域分別安裝監測監控設備，進行環境空氣（qì）質量監測，主（zhǔ）要有溫度、濕度、風速（sù）、風向、大氣壓力、PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO，同時現場配備LED顯示大屏，將（jiāng）監測數據實時顯示（shì）在大（dà）屏上，可供監管人員（yuán）查看，對（duì）汙染排放進行有效管（guǎn）控。
然後在監測點同時布設一套觀測型熱成像雙光譜網絡中載雲台攝像機，其（qí）適用於（yú）輸電線路防山火（huǒ）、森林防火、邊（biān）海防等中遠距離可視化管理。內置深度學（xué）習煙火識別算法和Smart功能，環境適應性（xìng）強,可對遠距離目（mù）標做到24小時全天候實時視頻采（cǎi）集。
最後，建立一套（tào）科學、有效（xiào）的高科技（jì）能管控係（xì）統，前端利用（yòng）熱成像智能識別和可見光（guāng）視（shì）頻AI智能算法，以及全天候空氣質量監測係統和專業的空氣質量模型算法（fǎ），將采集的AQI六要素（四（sì）氣兩塵）數據按照空氣質量變化的規律（lǜ）和趨勢進行科學預測，三管齊下，準確的研判，同時依（yī）托林區雙光譜視頻監控、火險預（yù）警，以應對違規操作造成的火險警情（qíng）。
 

4. 秸稈焚燒在線監測係統（tǒng）

4.1. 空氣質量在線監測係統

空氣質量在線監測係（xì）統，集數據采集、存儲、傳輸和管理於一體的無人值守的（de）環境監測（cè）係統，能全天候、連續、自（zì）動地（dì）監測環境，可提（tí）供PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO、O3、溫度、濕度（dù）、風速、風向、大氣壓力等參數的實（shí）時數（shù）據監測，並可根據需求擴展添加（jiā）：負氧離子、含（hán）氧量、噪聲、雨量、日照（zhào）、TVOC、H2S等參數的監測，按照（zhào）“網定格、格（gé）定責、責（zé）定人”的理念，建立“橫向到邊、縱向到底”的區域網格化監控（kòng）平台，應用、整合了多項智慧環保技術，在全麵掌握（wò）、分（fèn）析汙染源排放、氣（qì）象因素（sù）的（de）基礎之上，采用因地製宜的靈活設點方法（fǎ）進行部署。
實時（shí）統計各地區監測（cè）點的（de）監測設備數據（jù），並根據各（gè）監測點的環（huán）境條件及其汙染情況，來分析與推測區域內整體的排放情況（kuàng），實現對（duì）熱點排放區域整體監控，汙染物（wù）擴散趨勢推算以及排（pái）放源解析等功能；同時結合物聯網、智（zhì）能（néng）采集（jí）係統、地理信息係統、動態圖表係統（tǒng）等先進技術，整合、共享、開發，建立全麵化、精細化、信息化、智能化的區域環境在線監測平台，實現（xiàn）對控製汙染源無組織排放，減少大氣汙染等綜合管理，為製（zhì）定節能減排（pái）方案提供（gòng）可（kě）靠的數據（jù）信息和科學的輔（fǔ）助管理決策；為（wéi）環保部門的環境決策、環境管理、汙染防治提供詳實的數據資料和科學依據。

4.1.1. 參數配置

總（zǒng）體性能	總體性能	嵌入式、模塊（kuài）化結構（gòu）設計，體積小
	實時數（shù）據	實時顯示監測數據
	信號輸出	RS232、RS485、4G
	遠程訪問	支持遠程（chéng）訪問模式、遠程升級
	本地存（cún）儲	支持（chí）本地SD卡存儲
	供電電壓	AC220V/DC24V
空氣質量 監測參數	PM2.5	量程：0-1000ug/m³；分辨率:1ug/m3原理（lǐ）：光散射
	PM10	量程：0-2000ug/m3；分辨率:1ug/m3；原理：光散射
	CO	量程：0-3000ppb；分辨率:﹤5ppb；原理：電化學
	SO2	量程：0-4000ppb；分辨率:﹤10ppb；原理：電化學
	NO2	量程：0-3000ppb；分辨率:﹤10ppb；原理：電化學（xué）
	O3	量程：0-1000ppb；分辨率（lǜ）:﹤5ppb；原理：電化學
氣象（xiàng）環境監測參數	風速	測量範圍（wéi）：0-45m/s；精度：±0.5+2%FS；分辨率：0.01m/s
	風向	測量範（fàn）圍：0-360°；精度（dù）：±3°；分辨率：1°
	溫度	測量範圍：-50-100℃；精度：±0.5℃；分辨率：0.1℃
	濕度	測量範圍：0-100%RH；精度：±5%RH；分辨率：0.1%RH
	大氣壓	測量範圍：500-1100hPa；精度：±1.5hPa；分辨率（lǜ）：0.1hPa
顯示單元	戶外高清LED屏幕	可通過同步或異步顯示，含（hán）控製係統及防水外框（kuàng）（屏幕尺寸可靈活定製（zhì））
支（zhī）架	立杆	標配1.5M*2截立（lì）杆

4.1.2. 功能特點

l 采用柵格網孔，適用於各種氣象條件，保（bǎo）證空氣流通無死角，內外無溫差，采（cǎi）用自由擴散的方式進行氣體流動監測，以柵格（gé）網孔結構包裹監測傳（chuán）感器，實現監測傳感器與外（wài）部氣體的自由接觸，保證空氣（qì）流通無（wú）死角，內外無（wú）溫差。同時，空氣監測傳感器位於設備的底部，而且以柵格網狀金屬結構包裹，能夠很好的防雨防風，適用於各種氣象（xiàng）條件。
l 配備LED單色（sè）屏、雙色屏、全彩屏進行數據顯示，具備超標（biāo）變色功能。
l 可擴展性：可（kě）擴展添加噪聲，降雨量，氣象（xiàng）要素（sù），含（hán）氧量（liàng）檢測指標等參數，通訊模塊參數要求。
l 在設備離線的情況下，正常監測數據，設備恢複網絡後遠程補傳。
l 具備加熱除濕功能、濃度報警功能、斷電保護功能。
l 具有（yǒu）雲端自動在線校準功能，可實現零點和量程飄移自動校正及交叉幹擾（rǎo）自動（dòng）修（xiū）正，支持人工校（xiào）準和平（píng）台自動校（xiào）準。微型自動監（jiān）測站設備支持遠（yuǎn）程在線校準功能，用戶可在平台端（duān）對設備進行在線校（xiào）準，修正因設備零點漂移（yí）而產生的數據異常及環境（jìng）幹擾（rǎo），無需現場人工校準。
l 支持采用外接太陽能、蓄電池供電，解決（jué）布線接（jiē）電等問題。支持智能切換工（gōng）作模式，市政斷電情況下，自動切換太陽（yáng）能（néng）或蓄電池供電模式，保證設備連續正（zhèng）常工作≥8小時。（不含LED配（pèi）置）。

4.2. 觀測型熱成像雙光譜網絡中載雲台攝像機

4.2.1. Smart功能（熱成像）

l Smart跟蹤：全景跟蹤、事件（jiàn）跟蹤等多種（zhǒng）跟蹤方式並支持多場景巡航跟蹤功能
l Smart偵（zhēn）測（cè）：區（qū）域入侵偵測（cè）、越界（jiè）偵測、進入區域偵測、離開區域偵測、音頻異（yì）常偵測、高溫物體檢測等功能
l Smart錄像：支持斷網續傳功能保（bǎo）證錄像不丟（diū）失
l Smart圖像增強：Smart編碼：支持低（dī）碼（mǎ）率、SVC自適應編碼技術
l Smart報警：支持網線（xiàn）斷、IP地址衝突、存儲器滿、存儲器錯、非法訪問異常檢測並聯動報警的功（gōng）能
l Smart聯動：熱成像（xiàng）和可見（jiàn）光（guāng）聯動智能跟蹤（zōng）
l Smart防灼（zhuó）傷：熱成像探測器防灼傷智能躲避

4.2.2. 係統功能（néng）

l 采用1/1.8”英寸高性能傳感器，圖像清（qīng）晰，可見光最大分辨率可達2688×1520
l 6-240mm40倍光學變倍，16倍數字變倍
l 支持自動（dòng）光圈、自動聚焦、自動白平衡、背光補償、數字寬動態、3D數字降噪、日夜（yè）轉換
l 支持激光補光（guāng），有效距離800m
l 支持多邊形隱私遮蔽，多區域（yù）可設（shè），多顏色可選
l 支持透霧（wù）、強光抑製、電子防抖、SmartIR防紅外過曝技術
l ROI感興（xìng）趣區域增強編碼
l 支持智能雨刷功能（單次、自動、循環等設（shè）定）

4.2.3. 熱成（chéng）像機芯功能

l 分辨率384×288，高（gāo）靈敏度探（tàn）測器，支（zhī）持對比度調節
l 支持智（zhì）能（néng）火點檢測功能
l 支持溫（wēn）度（dù）異（yì）常報警功能
l 支持定時（shí）、溫差和手動模式下（xià）快（kuài）門校正，AGC模式可選擇
l 支持3D降噪功能，15種偽彩（cǎi）色可調節，圖像（xiàng）細節增（zēng）強（qiáng）功能
l 支持鏡像、本地（dì）視頻輸（shū）出；熱成像鏡頭25mm，最大支持8倍數字變倍

5. 技術方案（àn）

5.1. 方案概述

秸稈焚燒在線（xiàn）監測係統兼顧“聞”和“看”兩種主要功能以及一定的宣傳、警示（shì）、火情預判等附加功能 。
“看”——設備具有視頻監控係統，通過高清攝（shè）像頭，對禁燒區等區域的秸稈焚燒情況進行智能化、可視化、實時化的（de）全天候監控和錄像，實現（xiàn）全方位、無死角、有據（jù）可依的全方位監管。
“聞”——秸稈露天焚燒為不（bú）完全燃燒（shāo），一旦燃燒，煙氣（qì）中會生成大量有害氣體。將監（jiān）測設備置於下風口處，當“聞”到有害氣體濃度（dù）增加，發現數據異常時，係（xì）統（tǒng）自動報警提醒（xǐng）監管人員查看。由於我國耕地麵積普遍範圍廣泛，因此監測設備與（yǔ）視頻監控係統配合使用，可以（yǐ）更（gèng）早更快更（gèng）準確的發現火情，在第一時間進行製止，真正做到“及時發現（xiàn）、及時製止”，並（bìng）減少漏報、誤報、錯報事件的發生。
同時，還（hái）可在視頻監控基點安裝功放喇叭，把（bǎ）禁燒警示語輸入係統，一旦監測到疑似或（huò）確認秸稈（gǎn）焚燒，則係統自動開啟喊話係統，製（zhì）止焚燒。

6. 環（huán）保大數據雲平台

主要依托於大數據可視化分（fèn）析模型進（jìn）行建設，數據24小時全天（tiān）侯實時，接收、保存（cún），並通過圖表等形式（shì）具象化顯示（shì）、智能（néng）分析（xī）、智能告警提醒/管理，自動生成報表分析，集數據與視頻於一體，實現汙染溯源、趨勢預測、火線預（yù）警等功能，充分貫徹總量管理、總量控製的原則，包含了環境管理信息係統的許多重要功能，充（chōng）分滿足各級環保部門環境（jìng）信（xìn）息網絡的建設要求，政（zhèng）府部門（mén）可充分挖掘環境監測數據價值，打通環（huán）境監測、監管（guǎn）的通道，形成一套集監測、預警、指揮、執（zhí）法、管（guǎn）理五位一體的環境監管模式，構（gòu）建區域化高分辨率監（jiān）測網絡，實現大氣（qì）環境精準化管理。切實為跨界各領域提供全方位的解決（jué）方案（àn），為打贏汙染（rǎn）防治攻堅戰提供科學、真實數（shù）據決策依據。

6.1. 應用模塊

6.1.1. 環境監測監控

構建“互聯網+環保”理念，建設監測與監控一體化平台，實現汙染源、水質、空（kōng）氣（qì）質量、噪聲、土壤、惡臭等在（zài）線監測，同時結合“時”“空”“物”分（fèn）析等技術手段進行汙染源（yuán）分析，為預測預警、執法指揮提供有利數（shù）據支撐。

6.1.2. 汙染源監控監管

結合大數（shù）據分析模型，由點及（jí）麵，網格化全麵（miàn）覆蓋，刻畫汙染擴散軌跡，實現汙染溯源，趨勢預測，形成對汙染源 企業的生（shēng）命周期監管（guǎn），掌握企（qǐ）業環境行（háng）為的詳細情況，為（wéi）汙染源的監管提供科（kē）學的數據決（jué）策支（zhī）持。

6.1.3. 環保（bǎo）綜合應急指揮

建（jiàn）立現場應急業務數據庫，以應急指（zhǐ）揮和決策分析為基礎，支持遠程畫麵實時監（jiān）控，雲台控製界麵，實現應急（jí）處（chù）理預案電子化、可視化、可控化界麵，為應急指揮提供強有力支持。

6.1.4. AI智能煙火識（shí）別

本（běn）係統基於視頻的實時森林智能識別係統（tǒng），自主研發了智能識別算法，能同時識別煙、火（huǒ）目標，檢測率高、誤告率低。同時應用了傳（chuán）統的圖像處理、模式識別技（jì）術外，還改進了目（mù）前流行的深度（dù）學習技術。

6.1.5. 雙光譜結（jié）合檢測（cè） 

采用可見過與紅外熱成像技術（shù），係統檢測（cè）時采用（yòng）紅外線熱成像進行（háng）全麵（miàn）掃描，檢測到疑似火情時，通過可見過圖片（piàn）進行二次（cì）識別，提升報警準（zhǔn）確性與漏報（bào）等。

6.1.6. 檢測區（qū）域全景拚接 

對森林煙火檢測區域進（jìn）行全景掃描，係統自動生成全景畫麵（miàn），全景畫麵與檢測設備具有聯動功（gōng）能，在全景畫麵上點擊某位置時，攝像機（jī）自動會轉動到指定位置，同時畫麵也進行變化。

6.1.7. 生態環境綜合展示（shì）

  勢、達標率分析綜合執法數據、環境數據排名數據等（děng），促進多方資源共享，探索（suǒ）生態環境現（xiàn）況，直觀展現生（shēng）態環境質量的變化趨勢，綜合提高環（huán）境事件的（de）預警能力。

6.1.8. 環境質量改（gǎi）善決策

基於環境數據（jù）中心資源，利用大數據挖掘、分析技術，實現環境質量智能化綜（zōng）合評價，支持環境形勢綜合研判、環境（jìng）政策措施製定、環境風（fēng）險預測預警、環境改善任務監督落實、提供生態（tài）環境綜合（hé）治理能力（lì），為環境質量決（jué）策提供
數據支持。

6.1.9. 信息發布

集成多種發布方式，加強相關監（jiān）管部門與企業，公眾間的交流，實現環境數據對外開放，為公眾（zhòng）展現生態環境質量現況，滿足日益多元化的公眾對生態環境質量了解的（de）需求，提供正負環（huán）境信息服務能力以及公眾參與（yǔ）環保的意識。