DB12 725-2017 扬尘在线监测系统建设及运行技术规范

'ICS01.040.13Z10DB12天津市地方标准DB12/T725—2017扬尘在线监测系统建设及运行技术规范Specificationsforconstructionandoperationofdustonlinemonitoringsystem2017-05-03发布2017-06-01实施天津市市场和质量监督管理委员会发布 DB12/T725—2017目次前言................................................................................II引言...............................................................................III1范围..............................................................................12规范性引用文件....................................................................13术语和定义........................................................................14系统组成与要求....................................................................15监测点位与设备安装................................................................26数据采集、传输、存储与处理........................................................37系统运行维护与管理................................................................4附录A（规范性附录）通讯协议数据结构及代码定义......................................6附录B（资料性附录）通讯过程报文示例...............................................12附录C（规范性附录）循环冗余校验（CRC）算法........................................14I DB12/T725—2017前言本标准按照GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。本标准由天津市环境保护局提出并归口。本标准起草单位：天津市环境监测中心。本标准起草人：张骥、孙猛、高翔、刘佳泓、徐媛、张丽红、郑涛、蒙海涛、赵吉睿、刘茂辉、陈曼丁、展先辉、张震。本标准于2017年5月首次发布。II DB12/T725—2017引言为了贯彻《中华人民共和国大气污染防治法》、《天津市大气污染防治条例》，实现扬尘污染连续在线监测，由天津市环境监测中心会同有关单位共同编制本标准。本标准依据国家和天津市现行法律、法规、技术标准和相关文件，在认真研究拆迁工地、建筑工地、地下铁路建设及未封闭的工业企业散体物料堆场颗粒物在线监测技术与方法，充分考虑扬尘污染监测的实际需要和全面总结天津市扬尘在线监测试点建设经验基础上，经反复论证后定稿。本标准的实施为进一步提高扬尘污染监测能力和科学评估文明施工水平提供技术支持。本标准规定了扬尘在线监测系统的组成与要求、监测点位与设备安装、数据采集、传输、存储与处理、系统运行维护与管理等技术要求。本标准中所指扬尘为空气动力学当量直径小于等于10μm的颗粒物。本标准中的污染物浓度均为质量浓度。本标准为推荐性标准。本标准为国内首次提出。III DB12/T725—2017扬尘在线监测系统建设及运行技术规范1范围本标准规定了扬尘在线监测系统的组成与要求、监测点位与设备安装、数据采集、传输、存储与处理、系统运行维护与管理等技术要求。本标准适用于天津市区域内拆迁工地、建筑工地、地下铁路建设及未封闭的工业企业散体物料堆场扬尘在线监测系统的建设与运行管理。其他产生扬尘场所的扬尘在线监测系统建设与运行管理可参照本标准执行。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB3095环境空气质量标准GB50194建设工程施工现场供用电安全规范GB50348安全防范工程技术规范GB50343建筑物电子信息系统防雷技术规范HJ653环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统技术要求及检测方法HJ/T193环境空气质量自动监测技术规范HJ/T194环境空气质量手工监测技术规范GA/T670安全防范系统雷电浪涌防护技术要求JGJ/T16民用建筑电气设计规范JGJ46施工现场临时用电安全技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1扬尘dust地表松散颗粒物质在自然力或人力作用下进入到环境空气中形成的一定粒径范围的空气颗粒物。3.21小时平均1-houraverage指任何1小时污染物浓度的算术平均值，也称为小时值。3.324小时平均24-houraverage指1个自然日24小时平均浓度的算术平均值，也称为日平均。3.4有效数据率validdateefficiency1 DB12/T725—2017指在监测时段内实际采集的有效数据的个数与理论上应采集数据的个数之比的百分数。4系统组成与要求4.1系统组成扬尘在线监测系统由扬尘在线监测仪、数据采集、传输和处理系统、监控平台及其他辅助设备等组成。4.2扬尘在线监测仪扬尘在线监测仪由样品采集、流量控制、扬尘实时监测终端组成。其技术性能指标应符合表1的要求。表1扬尘在线监测仪技术指标指标技术要求33测量范围0mg/m～400mg/m（可选）3最小显示单位1μg/m时间分辨率≤10s准确度与手工监测法比对，相对误差≤±15%，相关系数≥0.85平行性≤10%自动除湿具有自动除湿功能校零具备自动校零功能浓度报警可在全测量范围内灵活设置防护等级IP65数据类型分钟值、小时值（以起始时间计）数据存储时长一年以上运行环境-10℃～50℃，10%RH～95%RH，无冷凝4.3数据采集、传输和处理系统数据采集、传输和数据处理系统采集、存储各种监测数据，并按后台服务器指令定时向后台服务器传输在线监测数据和设备的工作状态。4.4监控平台监控平台用于扬尘等各类监测数据的信息存储，并对监测结果进行判别、检查、存储、统计分析与处理的信息化系统。4.5其他辅助设备其他辅助设备包括现场显示屏幕、供电电源、在线监测系统安装基础等。5监测点位与设备安装2 DB12/T725—20175.1点位设置要求5.1.1拆迁工地、建筑工地及地下铁路建设点位设置应符合以下要求：5.1.1.1每个建设工地设置1至2个监测点。5.1.1.2点位设置在车辆进出口、施工作业区等敏感点，可与视频监控点相结合。5.1.1.3当与其他建设工地相邻时，应避开在相邻边界处设置监测点。5.1.2工业企业散体物料堆场点位设置应符合以下要求：5.1.2.1根据占地面积确定监测点数量，监测点数量应符合表2的要求：表2工业企业散体物料堆场监测点数量设置2占地面积/m监测点数量≤5000≥15000～1万（含）≥21万～10万（含）≥422在10万m最少设置4个监测点的基础上，每增加10万m最＞10万22少增设1个监测点（不足10万m的部分按10万m计）5.1.2.2监测点设置于围挡外侧，与围挡之间的距离不大于10m。5.1.2.3优先设置于车辆进出口处，监测点数量多于车辆进出口数量时，应结合常年主导风向，沿围挡外侧设置。5.1.2.4当与其他散体物料堆场相邻时，应避开在相邻边界处设置监测点。5.1.3监测点距离任何反射面原则上应大于3.5m，扬尘在线监测仪采样口距地面的高度应在3m～5m范围内。5.2设备安装要求5.2.1施工现场应做好扬尘在线监测仪的地基及护栏建设。5.2.2施工现场应提供在线监测仪所需电源，技术指标按GB50194和JGJ46的相关要求。5.2.3施工现场应落实现场责任人员，做好安全防护。5.2.4监测点设备防雷应符合GB50348、GB50343、GA/T670和JGJ/T16的相关要求。6数据采集、传输、存储与处理6.1数据采集与传输6.1.1应按传输指令要求实现数据传输与反控，应满足多台在线监测仪的并发数据传输需求。通讯协议数据结构及代码定义见附录A、通讯过程报文示例见附录B，循环冗余校验（CRC）算法见附录C。6.1.2在线监测系统应具备自动及手动数据补传功能。6.1.3在线监测系统应按管理要求上报在线监测数据。6.2数据存储与处理6.2.1数据存储扬尘在线监测仪现场端在线监测原始数据（分钟值和小时值）存储时间不少于1年；监控平台在线监测原始数据存储时间不少于3年。6.2.2数据有效性要求3 DB12/T725—2017数据有效性应符合以下要求：a)连续运行至少90天，有效数据率不低于85%；b)每小时至少有45分钟的采样时间；c)每日至少有20个小时平均浓度值或采样时间；d)每月至少有27个日平均浓度值（二月份至少有25个日平均浓度值）。6.2.3数据取值有效位数3扬尘在线监测数据精确至1μg/m。6.2.4异常值取舍6.2.4.1对于低浓度未检出或为负值的在线监测数据，取监测仪器最低检出限的1/2数值，作为监测结果参加统计。6.2.4.2在线监测仪器校准期间的所有数据应标注为无效数据；在线监测仪校零和校跨期间的监测数据均为无效数据。6.2.4.3当发生临时断电时，从断电时起至恢复供电后仪器正常运行止，该时段内的监测数据均标注为无效数据。不得人为擅自断电。6.2.4.4所有无效数据均应标注标示符，不参加统计，但应在原始数据库中予以保留。6.2.5自动报警可根据环境管理的要求，设定自动报警限值，当监测点扬尘小时平均浓度值超过报警限值，监控平台自动报警，通知相关管理部门。7系统运行维护与管理7.1在线监测系统的运行期应与拆迁工地、建筑工地及地下铁路建设的施工周期及工业企业散体物料堆场的使用期同步。7.2日常巡检7.2.1加强扬尘在线监测仪日常巡检工作，日常巡检间隔不超过7天；7.2.2检查监测仪器及辅助设备的运行状态和主要技术参数，判断运行是否正常；7.2.3检查电路系统、通讯系统是否正常；7.2.4检查数据传输情况；7.2.5检查地基、护栏、电源线铺设完整情况；7.2.6检查箱体及密封圈完好情况；7.2.7巡检应填写巡检记录。7.3日常维护保养7.3.1每月应维护保养一次，检查各部件耗损情况，包括线缆、接插件、密封件、固定件等，必要时进行更换，更换的备件或材料的品名、规格、数量等应记录并归档。7.3.2更换监测仪器主要装置后，应重新调试校准后方可投入运行。7.4比对测试7.4.1每台出厂设备应提供平行测定报告，三台（套）仪器平行性≤10%。4 DB12/T725—20177.4.2按照HJ/T194中相关要求对扬尘在线监测仪与手工监测法进行年度比对测试。比对测试期间，在线监测仪与手工监测法的相关系数应≥0.85，连续10对平行测定样本的平均相对误差应≤±15%。测试记录应妥善保存以备查。7.5定期校零具有自动校零功能的监测仪器，每24h至少自动校准一次仪器零点和跨度。7.6流量准确性和稳定性检查每月至少进行一次流量准确性和稳定性检查。24h内，每一次测试时间点流量变化±10%设定流量，24h平均流量变化±5%设定流量。超过允许误差应校准。运行维护过程及结果应记录，备查。5 DB12/T725—2017AA附录A（规范性附录）通讯协议数据结构及代码定义A.1通讯包结构组成通讯包结构组成见表A.1。表A.1通讯包结构组成表名称类型长度描述包头字符2固定为##数据段长度十进制整数4数据段的ASCII字符数例如：长255，则写为“0255”数据段字符0≤n≤1024变长的数据CRC校验十六进制整数4数据段的校验结果，如CRC错，即执行超时包尾字符2固定为（回车、换行）A.2数据段结构组成数据段结构组成见表A.2。表A.2数据段结构组成表名称类型长度描述请求编号QN字符17精确到毫秒的时间戳:QN=YYYYMMDDHHMMSSZZZ，用来唯一标识一个命令请求，用于请求命令或通知命令系统编号ST字符2ST=系统编号,系统编号见5.4中系统编码表命令编号CN字符4CN=命令编号,命令编号见5.8中命令列表访问密码PW字符6PW=访问密码设备唯一标识MN字符14MN=监测点编号,这个编号下端设备需固化到相应存储器中，用作身份识别。该编号由环保监测部门定义应答标志Flag整数（0-255）3目前只用一个Bit0000000AA:数据是否应答；Bit：1-应答，0-不应答指令参数CP字符0≤n≤960CP=&&数据区&&，数据区定义见5.3A.3数据区A.3.1结构定义6 DB12/T725—2017字段与其值用“=”连接；在数据区中，同一项目的不同分类值间用“,”来分隔，不同项目之间用“;”来分隔。A.3.2字段定义A.3.2.1字段名字段名要区分大小写，单词的首个字符为大写，其他部分为小写。A.3.2.2数据类型C4：表示最多4位的字符型字串，不足4位按实际位数。N5：表示最多5位的数字型字串，不足5位按实际位数。N14.2：用可变长字符串形式表达的数字型，表示14位整数和2位小数，带小数点，带符号，最大长度为18。YYYY：表示日期年，如2005表示2005年。MM：表示日期月，如09表示9月。DD：表示日期日，如23表示23日。HH：表示时间小时。MM：表示时间分钟。SS：表示时间秒。ZZZ:表示时间毫秒。A.3.2.3字段对照表A.3.2.3.1字段可以扩充，见表A.3。A.3.2.3.2表A.3中的xxx代表某个监测参数编号，见A.4。表A.3字段对照表（可扩充）字段名描述字符集宽度取值及描述SystemTime系统时间0-9N14YYYYMMDDHHMMSS，时间点向前对齐QN请求编号见A.2QnRtn请求回应代码0-9N3见A.6ExeRtn执行结果回应代码0-9N3见A.7xxx-Rtd监测参数实时采样数据0-9N14.2“xxx”是监测参数代码xxx-Min监测参数指定时间内最小值0-9N14.2xxx-Avg监测参数指定时间内平均值0-9N14.2xxx-Max监测参数指定时间内最大值0-9N14.2xxx-Flag监测参数实时数据标记A-ZC1P：电源故障、F：排放源停运、C：校验、M：维护、T：超测上限、D：故障、N：正常xxx-RS设备运行状态的实时采样值0-9N10：设备关，1：设备开xxx-RT设备指定时间内的运行时间0-9N14.20=n<=24xxx-Ala监测参数报警期间内采样值0-9N14.2xxx-UpValue污染物报警上限值0-9N14.2xxx-LowValue污染物报警下限值0-9N14.27 DB12/T725—2017表A.3（续）字段对照表（可扩充）字段名描述字符集宽度取值及描述AlarmTime超标开始时间0-9N14YYYYMMDDHHMMSSAlarmType报警事件类型0-9N11：超标，0：回复正常PolId监测参数的编号0-9，A-ZC3见A.5监测参数编码表BeginTime开始时间0-9N14YYYYMMDDHHMMSSEndTime截止时间0-9N14YYYYMMDDHHMMSSDataTime数据时间信息0-9N14YYYYMMDDHHMMSS，时间点向前对齐A.4系统编码系统编码见表A.4。表A.4系统编码表（可扩充）系统名称系统编号描述城市扬尘51空气质量监测22大气环境污染源31系统交互91用于下位机与上位机的交互A.5监测参数编码监测参数编码见表A.5。表A.5监测参数编码表（可扩充）参数名称编码计量单位数据类型备注3颗粒物PM10A01μg/mN4.3A.6请求返回表请求返回表见表A.6。表A.6请求返回表（可扩充）编号描述备注1准备执行请求2请求被拒绝3密码错误A.7执行结果定义执行结果定义见表A.7。8 DB12/T725—2017表A.7执行结果定义表（可扩充）编号描述备注1执行成功2执行失败，但不知道原因100没有数据A.8命令列表命令列表见表A.8。表A.8命令列表（可扩充）命令编号命令名称命令类型描述上位向下位下位向上位参数命令a提取下位机时间请求命令用于同步上位机和下位机的系统时间，上位机1011提取下位机系统时间上传下位机时间1011上传命令用于下位机上传自己的系统时间设置下位机时间请求命令用于同步上位机和下位机的系统时间，远程设置1012下位机系统时间提取监测参数报警门限值1021请求命令用于提取下位机设置的监测参数超标报警门限上传监测参数报警门限值1021上传命令用于下位机上传自己的监测参数超标报警门限设置监测参数报警门限值请求命令用于上位机远程设置下位机的监测参数超标报警1022门限提取实时数据间隔1061请求命令用于上位机提取下位机设置的实时数据间隔上传实时数据间隔1061上传命令用于下位机上传设置的实时数据间隔设置实时数据间隔1062请求命令用于上位机远程设置下位机的实时数据间隔设置访问密码1072请求命令用于上位机远程设置下位机的访问密码预留参数命令预留命令范围1073-1099数据命令实时数据取监测参数实时数据请求命令用于上位机通知下位机开始按照设置的间隔发送2011实时数据上传监测参数实时数据2011上传命令用于下位机按照设置的间隔自动上传实时数据停止查看实时数据2012通知命令用于上位机告诉下位机停止发送实时数据实时设备状态取设备运行状态数据请求命令用于上位机告诉下位机开始按照设置的间隔发送2021实时设备状态上传设备运行状态数据2021上传命令用于下位机按设置的间隔自动上传实时设备状态停止察看设备运行状态2022通知命令用于上位机告诉下位机停止发送实时设备状态分钟数据（可以自定义分钟间隔数，目前统一定为10分钟）9 DB12/T725—2017表A.8（续1）字段对照表（可扩充）命令编号命令名称命令类型描述上位向下位下位向上位取监测参数分钟数据请求命令用于上位机通知下位机开始按照要求时间发送保2051存的分钟历史数据上传监测参数分钟数据上传命令用于下位机按照上位机的时间要求发送保存的分（平时为钟历史数据。按每个10另外，该命令平时为主动上报，上报时间为每个分钟段主10分钟段上报一次该10分钟段的统计数据，同时2051动上报该也可以响应上位机的采集命令2051。报文中时间10分钟段标签向前对齐。的统计数据）小时数据取监测参数小时数据请求命令用于上位机告诉下位机开始按照要求时间发送保2061存的小时历史数据上传监测参数小时数据上传命令用于下位机按照上位机的时间要求发送保存的小（平时为时历史数据。按每个整另外，该命令平时为主动上报，上报时间为每个2061点主动上整点上报一次该小时的统计数据，同时也可以响报该小时应上位机的采集命令2061。报文中时间标签向前的统计数对齐。据）监测参数小时数据记录通知命令用于上位机通知下位机已经收到监测参数小时数2062据报警数据取监测参数报警记录2071请求命令用于上位机提取下位机保存的报警记录上传监测参数报警记录上传命令用于下位机按照上位机的时间要求发送保存的报2071警记录。上传报警事件通知命令用于下位机采样值超过报警门限时主动向上位机2072（为主动发送报警信息上报）预留数据命令预留命令范围2073-2099控制命令校零校满3011请求命令用于上位机对下位机的一次仪表进行远程校准即时采样命令请求命令用于上位机远程通知下位机的一次仪表即时开始3012取样分析设备操作命令3013请求命令设置设备采样时间周期请求命令用于上位机远程设置现场一次仪表的取样分析时3014间即时图像抓拍3015请求命令用于上位机远程通知下位机的一次图像即时抓拍10 DB12/T725—2017表A.8（续2）字段对照表（可扩充）命令编号命令名称命令类型描述上位向下位下位向上位预留控制命令预留命令范围3016-3099交互命令请求应答用于下位机回应上位机的请求。例如是否执行请9011求操作执行结果9012用于下位机回应上位机的请求的执行结果通知应答90139013用于回应通知命令数据应答90149014用于数据应答命令预留交互命令预留命令范围9023-9099a“上位机”指监测中心平台，“下位机”指扬尘在线监测系统。11 DB12/T725—2017BB附录B（资料性附录）通讯过程报文示例B.1上传实时数据上传实施数据见表B.1。表B.1上传实时（2011）数据类别项目示例/说明上位机提取下位机分钟采样数据##0077QN=20140516010101001;ST=91;CN=2011;PW=123456;MN=88888880000001;Flag=1;CP=&&&&FA01使用命令下位机请求应答##0099ST=51;CN=2011;PW=123456;MN=88888880000001;CP=&&DataTime=20140516020111;A01-Rtd=100.001,A01-Flag=N&&BE01执行过程说明上位机发送提取下位机分钟采样数据命令，下位机收到命令后返回最新采样时间的数据（采样频率1分钟）。B.2下位机时间同步下位机时间同步见表B.2。表B.2下位机时间同步(获取上位机时间)类别项目示例/说明上位机设置下位机时间##0102QN=20140516010101001;ST=91;CN=1012;PW=123456;MN=88888880000001;Flag=1;CP=&&SystemTime=20140516010101&&FE41下位机请求应答##0084ST=91;CN=9011;PW=123456;MN=88888880000001;Fl使用命令ag=1;CP=&&QN=20140516010101001;QnRtn=1&&BE01下位机返回操作执行结果##0078ST=91;CN=9012;PW=123456;MN=88888880000001;CP=&&QN=20140516010101001;ExeRtn=1&&9601执行过程说明上位机发送设置下位机时间命令给下位机，下位机收到命令后执行设置时间请求，返回请求应答结果。B.3上传分钟数据上传分钟数据见表B.3。12 DB12/T725—2017表B.3上传分钟（2051）数据类别项目示例/说明上位机取分钟数据##0124QN=20140516010101001;ST=91;CN=2051;PW=123456;MN=88888880000001;Flag=1;CP=&&BeginTime=20140506000000,EndTime=20140506010000&&9E81下位机请求应答##0084ST=91;CN=9011;PW=123456;MN=88888880000001;Flag=1;CP=&&QN=20140516010101001;QnRtn=1&&BE01下位机上传分钟数据##0120ST=51;CN=2051;PW=123456;MN=88888880000001;CP=&&DataTime=20140506000000;A01-Min=200.001,A01-Avg=200.001,A01-Max=200.001&&D701…下位机返回操作执行结果##0078ST=91;CN=9012;PW=123456;MN=88888880000001;CP=&&QN=20140516010101001;ExeRtn=1&&9601执行过程说明上位机发送分钟数据请求，下位机收到命令后开始上传分钟数据并返回请求应答结果。下位机发送的报文中时间标签向前对齐，在本示例报文中用DataTime=20140506000000表示2014年5月6日0时0分0秒至2014年5月6日0时10分0秒之间的分钟数据。B.4上传小时数据上传小时数据见表B.4。表B.4上传小时（2061）数据类别项目示例/说明取小时数据##0124QN=20140516010101001;ST=91;CN=2061;PW=123456上位机;MN=88888880000001;Flag=1;CP=&&BeginTime=20140506000000,EndTime=20140506050000&&AD81下位机请求应答##0084ST=91;CN=9011;PW=123456;MN=88888880000001;Flag=1;CP=&&QN=20140516010101001;QnRtn=1&&BE01##0120ST=51;CN=2061;PW=123456;MN=88888880000001;C使用命令下位机上传小时数据P=&&DataTime=20140506000000;A01-Min=200.001,A01-Avg=200.001,A01-Max=200.001&&C601…下位机返回操作执行结果##0078ST=91;CN=9012;PW=123456;MN=88888880000001;CP=&&QN=20140516010101001;ExeRtn=1&&9601上位机通知命令##0124QN=20140516010101001;ST=91;CN=2062;PW=123456;MN=88888880000001;Flag=1;CP=&&BeginTime=20140506000000,EndTime=20140506050000&&FD81执行过程说明上位机发送小时数据请求，下位机收到命令后开始上传小时数据并返回请求应答结果。上位机收到小时数据后，发送通知命令。下位机发送的报文中时间标签向前对齐，在本示例报文中用DataTime=20140506000000表示2014年5月6日0时0分0秒至2014年5月6日1时0分0秒之间的小时数据。13 DB12/T725—2017CC附录C（规范性附录）循环冗余校验（CRC）算法CRC校验（CyclicRedundancyCheck）是一种数据传输错误检查算法，CRC码两个字节，包含一16位的二进制值。它由传输设备计算后加入到数据包中。接收设备重新计算接收到消息的CRC，并与接收到的CRC域中的值比较，如果两值不同，则有误。具体算法如下：CRC是先调入一值全„1‟的16位寄存器，然后调用一过程将消息中连续的8位字节各当前寄存器中的值进行处理。仅每个字符中的8Bit数据对CRC有效，起始位和停止位以及奇偶校验位均无效。CRC校验字节生成步骤如下：a)装入一个16位寄存器，所有数位均为1；b)取被校验串的一个字节与16位寄存器的高位字节进行“异或”运算。运算结果放入这个16位寄存器；c)把这个16位寄存器向右移一位；d)若向右（标记位）移出的数位是1，则生成多项式1010000000000001和这个寄存器进行“异或”运算；若向右移出的数位是0，则返回3）；e)重复c）和d），直至移出8位；f)取被校验串的下一个字节；g)重复c）-f），直至被校验串的所有字节均与16位寄存器进行“异或”运算，并移位8次；h)这个16位寄存器的内容即2字节CRC错误校验码。校验码按照先高字节后低字节的顺序存放。校验码按照先高字节后低字节的顺序存放。_________________________________14'