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餐飲行業(yè)油煙監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用
摘 要:餐飲油煙污染問(wèn)題已經(jīng)成為城市環(huán)境污染的重要污染源,本研究的油煙在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)是油煙在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集儀的配套軟件,用于展現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)端數(shù)據(jù)采集儀采集的數(shù)據(jù),對(duì)數(shù)據(jù)采集儀進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,以及數(shù)據(jù)采集儀采集的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和報(bào)表生成等功能,并做到對(duì)油煙排放超標(biāo)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)預(yù)警,通過(guò)信息化系統(tǒng)建設(shè)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程油煙監(jiān)測(cè),解決分散的餐館油煙監(jiān)測(cè)問(wèn)題,提高油煙排放監(jiān)管效率。
關(guān)鍵詞:油煙監(jiān)測(cè);環(huán)境污染;信息系統(tǒng)
0 引言
隨著人民生活水平的不斷提高,餐飲行業(yè)得到了快速的發(fā)展,餐飲油煙污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重,油煙污染擾民已成為居民投訴的熱點(diǎn)問(wèn)題。由于餐飲企業(yè)數(shù)量多、分布廣、管理水平參差不齊,給環(huán)保部門(mén)的管理帶來(lái)很大的困難,環(huán)保部門(mén)無(wú)法及時(shí)有效地進(jìn)行監(jiān)管工作,導(dǎo)致部分餐飲企業(yè)為節(jié)約成本,不進(jìn)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的油煙凈化處理就直接排放,部分餐飲企業(yè)甚至沒(méi)有安裝油煙凈化處理設(shè)備,對(duì)居住環(huán)境危害很大。嚴(yán)重影響了人們的生活和健康。借助信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用,環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)自動(dòng)化越來(lái)越普及。早的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)40年代工業(yè)比較發(fā)達(dá)的家。在20世紀(jì)80年代發(fā)達(dá)家已經(jīng)在大氣污染、水污染等方面建立了實(shí)時(shí)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
而我對(duì)餐飲油煙污染的環(huán)境監(jiān)測(cè),大多數(shù)還停留在手工監(jiān)測(cè)階段,時(shí)間覆蓋率低、監(jiān)測(cè)范圍小,難以反映較大區(qū)域內(nèi)城市環(huán)境污染的連續(xù)狀況,人工監(jiān)測(cè)也很難做到實(shí)時(shí)監(jiān)
測(cè)、實(shí)時(shí)超標(biāo)報(bào)警、無(wú)人值守等要求,從而導(dǎo)致油煙監(jiān)測(cè)形同虛設(shè),油煙污染嚴(yán)重。
1 餐飲油煙污染的危害
油煙污染是空氣污染的重要的組成部分,伴隨著我城市化程度越來(lái)越高,餐飲服務(wù)業(yè)越來(lái)越發(fā)達(dá),酒店、飯館、集體食堂遍地,油煙排放量很大,嚴(yán)重影響了人們的身體健康及居住環(huán)境。
飲食業(yè)油煙是大氣中揮發(fā)性有機(jī)物(VOCS)和PM10(顆粒小于 10μ m的可吸入顆粒物)的主要來(lái)源之,在致肺癌因素中,烹調(diào)油煙是僅次于“深度吸煙”煙霧到達(dá)呼吸道
深部的危險(xiǎn)因素。油煙的強(qiáng)滲透性及黏性對(duì)周圍環(huán)境(包括人群、建筑物等受體)的影響很大。據(jù)研究表明,飲食業(yè)油煙是都市中僅次于汽車尾氣的大氣污染源。
針對(duì)餐飲行業(yè)的油煙污染問(wèn)題,家環(huán)保部嚴(yán)令要求全各省、市、自治區(qū)、直轄市環(huán)境保護(hù)局(廳)和環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)城市環(huán)境保護(hù)局將油煙污染問(wèn)題列入正常環(huán)境管理工作范圍;嚴(yán)格禁止油煙污染源的無(wú)組織排放,無(wú)通風(fēng)設(shè)備和凈化裝置的要強(qiáng)制安裝通風(fēng)設(shè)施和凈化裝置。排放標(biāo)準(zhǔn)要符合《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB18483-2001),允許排放濃度不得超過(guò) 2.0mg/m3。
為解決餐飲油煙污染所帶來(lái)的系列問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)對(duì)餐飲企業(yè)的長(zhǎng)效管理,設(shè)計(jì)套與油煙處理與數(shù)據(jù)采集相配套的信息管理系統(tǒng),對(duì)餐飲企業(yè)油煙的達(dá)標(biāo)排放情況,以及凈化設(shè)備的工作情況進(jìn)行全天候的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)具有重要意義。
2 油煙監(jiān)控信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
平臺(tái)構(gòu)建主要向系統(tǒng)管理員、環(huán)保管理部門(mén)、企業(yè)用戶提供個(gè)監(jiān)控信息管理平臺(tái)。系統(tǒng)管理員負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理與維護(hù),可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的增、刪、改、查等管理操作,環(huán)保管理部門(mén)主要進(jìn)行數(shù)據(jù)查看,企業(yè)用戶查看本企業(yè)數(shù)據(jù)并對(duì)本企業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和修改。通過(guò)數(shù)據(jù)采集儀實(shí)時(shí)收集油煙排放數(shù)據(jù),通訊服務(wù)器將數(shù)據(jù)及時(shí)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù),然后由油煙監(jiān)控系統(tǒng)展示平臺(tái)進(jìn)行展示,并進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。
2.1 油煙監(jiān)控系統(tǒng)的整體解決方案
油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)主要由現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集儀端和后臺(tái)軟件系統(tǒng)兩部分組成,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 1 所示。
圖 1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖
每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝臺(tái)數(shù)據(jù)采集儀,數(shù)據(jù)采集儀與油煙傳感器、風(fēng)機(jī)和凈化器物理連接,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油煙濃度、風(fēng)機(jī)和凈化器的運(yùn)行狀態(tài)。數(shù)據(jù)采集儀通過(guò)無(wú)線 GPRS 網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng),將采集到的各類數(shù)據(jù)傳輸至通訊服務(wù)器。
服務(wù)器端包含了三種類型的服務(wù)器:通訊服務(wù)器、Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。通訊服務(wù)器負(fù)責(zé)與數(shù)據(jù)采集儀進(jìn)行TCP 即時(shí)通信,接收數(shù)據(jù)采集儀上傳的數(shù)據(jù)報(bào)文,經(jīng)過(guò)解析處理,將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。同時(shí),通訊服務(wù)器定時(shí)掃描數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中的表,檢查是否有數(shù)據(jù)或指令需要發(fā)送至數(shù)據(jù)采集儀。
Web服務(wù)器從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中提取已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù),按照不同的功能劃分,對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,將數(shù)據(jù)結(jié)果展現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上。Web服務(wù)器也可以通過(guò)向數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中的表中寫(xiě)入符合規(guī)則的數(shù)據(jù)報(bào)文,來(lái)實(shí)現(xiàn)向數(shù)據(jù)采集儀發(fā)送數(shù)據(jù)或指令。
數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器存儲(chǔ)系統(tǒng)中的基礎(chǔ)信息、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和配置信息,是通訊服務(wù)器和 Web 服務(wù)器交互的橋梁。
2.2 油煙監(jiān)控信息管理系統(tǒng)的主要功能
軟件系統(tǒng)功能主要分為:實(shí)時(shí)地圖、數(shù)據(jù)展示、設(shè)備控制、統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)警記錄、后臺(tái)管理等功能,如圖 2 所示。餐飲企業(yè)是監(jiān)控系統(tǒng)中的基本組成單位,也是環(huán)保部門(mén)的基本監(jiān)管對(duì)象。
圖 2 軟件系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖
實(shí)時(shí)地圖主要利用度地圖開(kāi)放的 API 實(shí)現(xiàn)企業(yè)即時(shí)定位,并根據(jù)開(kāi)放的 API 實(shí)現(xiàn)氣泡標(biāo)注,完成企業(yè)在地圖的定位,當(dāng)點(diǎn)擊氣泡的時(shí)候出現(xiàn)彈出窗口,在彈出框顯示即時(shí)查詢的該企業(yè)的油煙監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)主要以該企業(yè)的排口信息為主。
數(shù)據(jù)展示顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),主要包含以下內(nèi)容:企業(yè)編號(hào)、企業(yè)名稱、排口名稱、油煙濃度、風(fēng)機(jī)狀態(tài)、凈化器狀態(tài)、清潔度、今日聯(lián)動(dòng)率、昨日聯(lián)動(dòng)率、監(jiān)測(cè)時(shí)間和數(shù)據(jù)采集儀通訊狀態(tài)等實(shí)時(shí)及歷史情況;其中油煙濃度按等級(jí)劃分為正常、臨界、超標(biāo)和嚴(yán)重超標(biāo),每種等級(jí)對(duì)應(yīng)個(gè)濃度值范圍;清潔度同樣按等級(jí)劃分為清潔、較臟和太臟,每種等級(jí)對(duì)應(yīng)個(gè)清潔度范圍;數(shù)據(jù)采集儀通訊狀態(tài)根據(jù)數(shù)據(jù)采集儀的活動(dòng)時(shí)間進(jìn)行判斷,超過(guò)N秒未進(jìn)行任何活動(dòng)即認(rèn)為數(shù)據(jù)采集儀離線。
統(tǒng)計(jì)分析按分鐘數(shù)據(jù)、小時(shí)數(shù)據(jù)、日數(shù)據(jù)、月數(shù)據(jù)、年數(shù)據(jù)分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,且分別按照曲線圖、柱狀圖和表格數(shù)據(jù)三種形式顯示統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
系統(tǒng)后臺(tái)管理功能主要實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理、設(shè)備管理、配置管理、反向控制和報(bào)表管理功能,如圖 3 所示。企業(yè)管理功能主要實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息瀏覽、企業(yè)信息管理以及與企業(yè)相關(guān)的設(shè)備管理等功能;設(shè)備管理主要實(shí)現(xiàn)設(shè)備信息瀏覽、設(shè)備信息管理等功能;配置管理主要短信、用戶、通道等信息的配置管理,報(bào)表處理主要是對(duì)已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)按照要求實(shí)時(shí)生成報(bào)表,以提供直觀分析依據(jù)。
圖 3 后臺(tái)管理功能
反向控制主要是通過(guò)軟件系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)采儀設(shè)備的遠(yuǎn)程控制,用戶按照數(shù)采儀設(shè)備的指令集要求將指令提交給Web 服務(wù)器,Web 服務(wù)器負(fù)責(zé)將需要發(fā)送的指令提交給數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)表,通訊服務(wù)器負(fù)責(zé)發(fā)送指令并處理指令執(zhí)行結(jié)果,指令執(zhí)行結(jié)果由通訊服務(wù)器提交給數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器,Web 服務(wù)器再通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器獲取指令執(zhí)行結(jié)果情況,以便用戶及時(shí)查詢數(shù)采儀設(shè)備指令執(zhí)行情況。反向控制只提供數(shù)據(jù)采集儀參數(shù)遠(yuǎn)程配置功能,遠(yuǎn)程配置流程如下:
(1)Web 服務(wù)器獲取用戶提交的指令以文本的形式提交至數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)表中;
(2)通訊服務(wù)器通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的指令數(shù)據(jù)表獲取該指令,下發(fā)至數(shù)據(jù)采集儀;
(3)數(shù)據(jù)采集儀獲取指令后執(zhí)行指令并上傳配置信息至通訊服務(wù)器;
(4)通訊服務(wù)器將數(shù)采儀反饋的配置信息解析后保存在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器數(shù)據(jù)表中;
(5)Web 服務(wù)器讀取數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器數(shù)據(jù)表中保存的配置信息,以 Web 用戶界面的形式展示給用戶,用戶通過(guò)該界面及時(shí)查詢數(shù)采儀指令執(zhí)行情況以及更改指令;
(6)用戶修改指令完畢后,Web 服務(wù)器將修改后的配置信息提交給數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器并替換原先的指令數(shù)據(jù);
(7)通訊程序獲取配置信息替換指令,將修改后的配置信息下發(fā)至數(shù)據(jù)采集儀,數(shù)據(jù)采集儀成功處理后,返回執(zhí)行結(jié)果給通訊服務(wù)器;
(8)通訊服務(wù)器將操作結(jié)果保存在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中,Web 服務(wù)器可實(shí)時(shí)獲取指令執(zhí)行結(jié)果,整個(gè)流程完成。
2.3 用戶角色管理
系統(tǒng)管理員:可以使用系統(tǒng)任何功能。
系統(tǒng)操作員:日常瀏覽操作。
企業(yè)用戶:僅可查看本企業(yè)的相關(guān)信息。
用戶角色管理:允許查看的企業(yè)可進(jìn)行配置管理;是否允許接收短消息報(bào)警;使用用戶管理功能的權(quán)限;使用基礎(chǔ)信息管理的權(quán)限。
短消息報(bào)警戶管理功能:實(shí)現(xiàn)用戶的添加、修改和刪除;用戶與企業(yè)關(guān)聯(lián)關(guān)系的添加、修改和刪除。
企業(yè)和排口信息管理功能:實(shí)現(xiàn)企業(yè)基礎(chǔ)信息的添加、修改和刪除等功能;實(shí)現(xiàn)排口信息的添加、修改和刪除等功能。
企業(yè)查詢:能夠進(jìn)行企業(yè)的模糊查詢,實(shí)現(xiàn)按照企業(yè)所屬行政區(qū)、街道或道路進(jìn)行企業(yè)的篩選功能。
數(shù)據(jù)采集儀和通道信息:實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集儀的添加、修改和刪除等功能;實(shí)現(xiàn)通道配置的添加、修改和刪除等功能。
3 安科瑞AcrelCloud3500餐飲油煙監(jiān)測(cè)云平臺(tái)
為了彌補(bǔ)現(xiàn)存餐飲行業(yè)在煙油監(jiān)測(cè)上的漏洞,同時(shí)便利監(jiān)管部門(mén)的監(jiān)察,安科瑞油煙監(jiān)測(cè)云平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。油煙監(jiān)測(cè)模塊通過(guò)2G/4G與云端平臺(tái)進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交互,系統(tǒng)能夠?qū)ζ髽I(yè)餐飲設(shè)備的開(kāi)機(jī)狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控;實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)率監(jiān)測(cè),凈化效率監(jiān)測(cè),設(shè)施停運(yùn)告警,待清洗告警,異常告警等功能;對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、等統(tǒng)計(jì)功能;較之傳統(tǒng)的靜電監(jiān)測(cè)方案,更具安全性和實(shí)效性。平臺(tái)預(yù)留與其他應(yīng)用系統(tǒng)、設(shè)備交互對(duì)接接口,具有很好的擴(kuò)展性及融合性。
3.1平臺(tái)結(jié)構(gòu)
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(mén)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?,F(xiàn)場(chǎng)安裝監(jiān)測(cè)終端,持續(xù)監(jiān)測(cè)油煙凈化器的工作狀態(tài),包括設(shè)備運(yùn)行的電流、電壓、功率、耗電量等等,同時(shí)結(jié)合排煙口的揮發(fā)性物質(zhì)、顆粒物濃度等進(jìn)行對(duì)比分析,旦排放超標(biāo),系統(tǒng)會(huì)發(fā)出異常信號(hào)。
■ 油煙監(jiān)測(cè)設(shè)備用來(lái)監(jiān)測(cè)油煙、顆粒物、NmHc等數(shù)據(jù)
■ 凈化器和風(fēng)機(jī)配合對(duì)油煙進(jìn)行凈化處理,同時(shí)對(duì)凈化設(shè)備的電流、電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)
■ 設(shè)備通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)將采集的數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程云端服務(wù)器
3.2 平臺(tái)主要功能
()在線監(jiān)測(cè)
對(duì)油煙排污數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè),包括油煙排放濃度,顆粒物,NmHc等數(shù)值采集監(jiān)測(cè);同時(shí)對(duì)監(jiān)控風(fēng)機(jī)和凈化器的啟停狀態(tài)、運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
(二)告警數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)
系統(tǒng)根據(jù)采集的油煙數(shù)值大小,產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的排放超標(biāo)告警;對(duì)凈化器的運(yùn)行數(shù)據(jù)分析,上傳凈化設(shè)備對(duì)應(yīng)的運(yùn)行、停機(jī)、故障等告警事件。
(三)數(shù)據(jù)分析
運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)分析,離線分析;告警占比、分析;歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等。
(四)隱患管理
系統(tǒng)對(duì)采集的告警數(shù)據(jù)分析,產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的隱患記錄,派發(fā)、處理隱患,及時(shí)處理告警,形成閉環(huán)
(五)統(tǒng)計(jì)分析
包括時(shí)長(zhǎng)分析、超標(biāo)分析、歷史數(shù)據(jù)、分析報(bào)告等模塊
(六)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)
個(gè)人信息、權(quán)限維護(hù),企業(yè)信息錄入,對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)信息錄入等
(七)數(shù)據(jù)服務(wù)
數(shù)據(jù)采集,短信提醒,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和解析
3.3油煙監(jiān)測(cè)主機(jī)
油煙監(jiān)控主機(jī)是現(xiàn)場(chǎng)的管理設(shè)備,實(shí)時(shí)采集油煙濃度探測(cè)器和工況傳感器的信號(hào),進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器平臺(tái)。同時(shí),對(duì)本地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài),提供人機(jī)操作界面。
具體技術(shù)參數(shù)如下:
3.4 設(shè)備選型方案
注:雙探頭適合雙排煙通道的場(chǎng)合,每路探頭監(jiān)測(cè)1路排煙通道。
4 工程應(yīng)用價(jià)值
油煙污染是空氣污染重要的組成部分,隨著我城市化程度越來(lái)越高,餐飲服務(wù)業(yè)越來(lái)越發(fā)達(dá),酒店、飯館、集體食堂遍地,油煙排放量很大,嚴(yán)重影響了人們身體健康及居住環(huán)境。
為了對(duì)餐飲行業(yè)的油煙排放進(jìn)行監(jiān)管,家已經(jīng)出臺(tái)了些政策法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)這些法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),這些年已經(jīng)有些方法在實(shí)際中得到了應(yīng)用,如使用油煙凈化系統(tǒng),以及對(duì)油煙凈化系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。為了能對(duì)油煙排放情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,需要安裝數(shù)據(jù)采集和通信裝置,通過(guò)本應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)管理。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油煙排放數(shù)據(jù),以便及時(shí)要求監(jiān)測(cè)點(diǎn)及時(shí)整改油煙排放方案,凈化空氣,改善人們的居住環(huán)境。通過(guò)該系統(tǒng)的應(yīng)用,可以節(jié)約環(huán)境治理的人力成本、提高監(jiān)測(cè)及治理效率。
【參考文獻(xiàn)】
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作者簡(jiǎn)介:繆建梅,女,安科瑞電氣股份有限公司,主要從事電氣防火限流式保護(hù)器的研發(fā)與應(yīng)用