台积电:要扼住世界的咽喉!
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污染源视频监控的应用与发展

一、污染源视频监控现状

将物联网技术与环境信息化结合,就是智慧环保的概念,而污染源监控是智慧环保的重要一环。污染源可分为天然污染源和人为污染源。天然污染源是指自然界自行向环境排放有害物质或造成有害影响的场所,如正在活动的火山。人为污染源是指人类活动所形成的污染源,也是环境保护工作研究和控制的主要对象。

在人为污染源中,按污染的主要对象可以分为大气污染源、水体污染源和土壤污染源等,其中大气污染源和水体污染源是对人类生活影响最大的两个,也是目前视频监控在智慧环保中的主要应用。

当前全国绝大部分省份重点污染源和重点治污设施,包括排污化工企业、火电厂、化工园区和重点污水处理厂等,都已经建设了不同种类的污染源在线监测系统,在污染源附近部署各种感知传感器、监测仪,通过不同类型的感知网络,将采集到的数据上传省/市环保监控中心,实现对主要污染物排放情况的实时在线监控。而视频监控由于其本身高带宽占用较高、与数据直接关联性低等特点,在传统的污染源监控项目中,一般将视频监控与传统的污染数据采集分开建设,实施完成后也仅作为现场情况全景查看的辅助手段。再加上以往模拟摄像机清晰度低等问题,使得视频监控系统与整个污染源数据监控系统脱离,有效利用率并不高。

二、当前污染源视频监控架构
当前污染源视频监控的基本架构如下图所示,省环保厅和县市环保局建立两级联网平台,前端排污企业则是视频+门禁+报警的经典安防配置。

前端视频监控系统负责对工厂主要污染物排放口、监测站取样处等重要地点进行全天候的视频监视,满足环保部门对工厂排污实时监控的要求。

1)

排污口及监测站
工厂在成产活动中会排出大量的废水和废液,其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物,是造成环境污染,特别是水污染的重要原因。国家对于工业废水的排放有极其严格的标准,但是在实施过程中总会有某些不法企业试图通过偷排的方式来躲避监管,因此对企业废水排放的监控就显得尤为重要。

环保部门一般在企业都设有污水监测站,负责对企业排出的废水进行检测,取得各种污染物的含量指标,确保企业排出的工业废水达到规定的标准。但是这种方式获得的仅仅是数据的信息,缺少一种直观的方式来对废水的情况进行观察了解,并且监测站大都采用的是自动取样检测的无人运行方式,为了避免偷排的情况发生,需部署一套视频监控系统作为监测系统的完善和补充。

在排污管和取样口附近部署球机,确保实时全面地观察到污水排放到取样的整个过程,杜绝了企业弄虚作假的可能。高清摄像机的运用,使得管理人员能够通过监控画面清晰地观察到污水的颜色等信息,而不仅仅依赖于检测的数据。

污水监测站多是采用无人值守的方式,为了防止站内的检测仪器遭受人为破坏和偷盗,以及防止企业人员进去篡改数据,可以在大门部署门禁系统,室内部署红外双鉴及红外摄像机。监测站只允许拥有权限的人进入,并且对所有进出人员进行记录,并录像保存,便于日后查询。当有人入侵时,联动摄像机自动进行拍摄录像。

2) 烟气排放监控
工厂废气大多通过烟囱排放,一般在厂区内高处部署高清摄像机,配合云台,覆盖厂区范围内的烟囱,配合CEMS系统进行全方位的烟气排放监控。当CEMS检测到污染物超标时,管理人员可调整摄像机至预置位,监控目标烟囱,获得现场的实时高清图像,有助于了解事件的全貌。

三、视频监控与环保业务系统的融合

随着全国视频安防监控行业的不断发展,公安、金融、环保等不同的行业也对安防厂商提出了不同的监控需求。传统硬件安防厂商在引领视频高清化、智能化趋势的同时,纷纷立足自有产品和环保行业需求,提出了针对环保行业的解决方案,并拿出了针对性的行业平台软件,这就为视频监控与环保业务系统的融合提供了技术基础,这种融合主要通过以下几个步骤实现:

1)环保业务数据获取
环保业务数据获取一般通过软件对接方式实现,环保业务软件提供的平台SDK,视频监控软件平台通过开发,获取有关联性的环保监测系统数据。

2)视频OSD叠加
视频监控软件平台将数据获取后,利用DVR、IPC等视频设备本身的OSD功能,将数据叠加到对应视频画面中去,使数据有了更加直观的呈现。该数据直接叠加入码流中进行存储,在后期录像回放时依然是视频和数据的匹配呈现。

3)预案联动
可以根据环保数据监测的内容,设置不同种类、不同等级的报警阈值,当数据超过阈值时,就会联动设置好的预案,如关联的视频在监控中心大屏弹出、中心视频存储、在电子地图上显示位置信息/管理人员信息、短信通知管理人员等等。

3)预案联动
可以根据环保数据监测的内容,设置不同种类、不同等级的报警阈值,当数据超过阈值时,就会联动设置好的预案,如关联的视频在监控中心大屏弹出、中心视频存储、在电子地图上显示位置信息/管理人员信息、短信通知管理人员等等。

四、环保、污染源视频监控的发展趋势
随着视频监控在污染源监测中起到的作用越来越大,“智慧环保”也对视频监控软硬件技术提出了更高的要求,主要体现在以下方面:

1) 看的更远的高清技术
720P、1080P等高清图像已经在交通等对视频质量要求较高的行业大量使用,污染源监控涉及对气体、颗粒、悬浮物等细小对象的监控,对图像同样有高清的需求。

2) 看得更透的透“雾”技术
这里的“雾”是指雾霾,即空气中悬浮的的微小水滴或冰晶与微小固体颗
粒物的混合物。雾霾会对光线产生较强的散射和遮挡,使图像模糊,细节丢失。当前视频监控透雾技术主要有两大类,即电子透雾和光学透雾。电子视频透雾技术针对由烟尘、雾气、灰霾等成像特征建模,采用图像处理技术有效恢复细节和色彩,获得准确、自然的透雾效果。光学透雾则是通过对特定近红外波段光线的截取与聚焦进行成像,这种方式的成像效果更加细腻,但成像图像只能是黑白色调。

3) 更有针对性的视频智能分析
视频智能分析技术是视频监控由被动变主动的重要技术,其中行为分析、人脸识别、车牌识别等技术已经广泛应用于公安、交通等行业。
在污染源监控中,排污口、污水检测采样点的区域入侵等行为分析可以有效识别人为作假等行为,同时还有很多行业性的智能分析需求:
烟体色彩识别:分析识别烟体的颜色;
烟体黑度分析:判断烟体的黑度信息;
水体颜色分析:识别水体的颜色;
水体漂浮物分析:判断水体漂浮物的数量、密度等信息;
智能读表:通过视频进行环境仪表的数据识别读取。

污染源大都分散且偏远,供电和有线传输都非常困难。现在许多传感器都支持无线传输,而且由于其本身功耗就很低,通常一块电池就可以支持数年的数据采集。相比起来视频采集设备一般功耗较大,设计更加低功耗的摄像机,使“风光互补“的供电方式可以满足用电需求;同时支持无线传输,可选择性上传视频或图片等都成为环保视频监控的需求。

5) 耐腐蚀,自清理的需求
污染源处经常处于水汽多、烟尘多、腐蚀物多的环境,需重点考虑监控设备的防尘、防水以及防腐蚀的保护。同时需要监控设备自带雨刷等自清理功能,可以定时或远程控制其进行自清理,来保证画面有效性。

6) OSD叠加和GIS地图对接
把环保业务数据读取过来,叠加到对应视频上,并通过和GIS地图的结合实现图上实时显示,使呈现更加直观。

7) 业务融合与数据挖掘
视频传感网已成为“智慧环保”的重要组成部分,而视频监控与环境监测系统业务的融合还处于开拓阶段,更多的交集也需要安防厂家去不断发现和提炼。

同时随着这种多系统的数据融合,如何通过云计算、虚拟化和高性能计算等技术手段,来整合和分析海量的跨地域、跨行业的环境、视频信息,实现海量存储、处理、挖掘和分析,实现“更深入的智能化”,是“智慧环保”的核心价值所在。

【发展粮画产业助力脱贫攻坚——馆陶县寿东村打造粮画小镇综述】粮画小镇位于馆陶县城以西3公里,是国家4A级旅游景区和中国十大最美乡村之一,是民族英雄范筑先和一二九筑先纵队司令员张维翰的故乡,是抗日英雄张寿山英勇就义、以名纪念的地方。辖寿东、寿南、寿北、法寺共4个行政村,占地3.7平方公里,景区面积0.72平方公里,耕地约6491亩,1517户5140人,党员188名。自2014年3月建设以来,以美丽乡村为载体,发展乡村旅游业和粮画产业等,走出了一条独具馆陶特色的乡村振兴、脱贫攻坚之路。

小镇渐成乡村振兴“龙头”

六年来,小镇先后荣获全国美丽宜居村、全国文明村镇、中国乡村旅游创客示范基地、中国淘宝村、产业兴旺十佳村等多项称号。2015年荣获“中国十大最美乡村”,2016年成为国家3A级旅游景区,入选全国优选旅游项目名录。2019年7月,荣获“第一批全国乡村旅游重点村”。同年11月,在巴塞罗那全球智慧城市大会上,荣获“数字乡村与智慧小镇大奖”。同年12月,荣获“国家4A级旅游景区”资质,成为华北平原大地上首个以美丽乡村为载体的国家4A级旅游景区。

粮画小镇总投资约1亿元,市场化发展粮画产业和餐饮、民宿、购物等旅游产业和田园综合体项目。目前,粮画小镇有30余个特色景点,近200个商家店铺。12家主题民宿120个床位,“以奖代补”鼓励村民发展高质量民宿。粮画农家餐厅、蒸蒸铁骨、美食街等餐饮文化备受游客青睐。

粮画小镇于2019年4月成立旅游公司,以市场化方式运作景区资源。通过对接京津冀鲁豫多家旅行社和研学团,乡村旅游实现常态化。2019年依托4A景区创建契机,共接待游客200万人次,旅游收入263万元。同年8月,小镇被评为“研学教育示范单位”。小镇现有十余家粮画业态,成功举办两届世界粮画大赛、粮画高层论坛、粮画进北京工美博物馆、进首都社区等活动,产业规模扩大,带动致富能力增强。商业街、箱包厂、扶贫微工厂等项目建成使用,集体经济壮大,实现“消薄清零”。四个村集体收入均超过5万元,其中,寿东村集体收入过百万,人均收入2.45万元,于2016年脱贫出列。寿东党支部书记张付仁被河北省委评为全省乡村振兴“领头羊”。

四个方面打造粮画小镇脱贫产业

发展家庭手工业,联结“企业+农户”的互利纽带。“粮画小镇”的得名,缘于村里发展之初引进了一个粮食画企业——海增粮艺公司。海增粮艺公司组织广大留守人员在家制作粮食画,成品后由公司按照市场价格进行收回,村民足不出村就能挣一份收入。海增粮艺定期免费举办技术培训班培训贫困户,招收贫困户和其他家庭妇女就业,并同意接收扶贫资金入股经营,企业每年根据效益分红给贫困户,最终实现了入股分红金、打工挣薪金的扶贫新路子。粮画小镇的发展为村民提供了更多的就业岗位,让村内大量外出务工人员返回家乡创业,带动周边300余名贫困群众制作粮画脱贫致富,年人均收入2万元以上。

发展乡村旅游,多种举措力促贫困群众增收致富。“粮画小镇”在为贫困户和其他农户提供工作岗位和发展平台的同时,围绕“吃、住、行、游、购、娱”六要素拓展致富路,发展乡村旅游。一是实行贫困户+公益岗位。二是实行贫困户+旅游商品。三是实行贫困户+农家乐。四是实行贫困户+生态农业。小镇人气有了,商气旺了,仅2019年春节,小镇旅游就吸引国内外游客80万人次。目前,粮食画及相关衍生品畅销国内外,旅游产业成为该区域农民增收的新亮点。

加大基础设施建设,夯实贫困群众脱贫致富基础。随着小镇旅游发展成果的不断显现和知名度不断提升,旅游公共配套服务功能也在日渐完善。一是扩大景区体量。原来游客主要游览村内两条主街道,游览时间不到两个小时。2018年,新建了艾香谷和商业街,使游览时间增加到4个多小时。

二是高标准建设旅游厕所。三是新建旅游道路。新修了振兴路、粮画大道,改建了迎宾路、寿山街、商业街等旅游专用通道,重新设计了景区游览线路。四是设立旅游标识系统。聘请专业标识牌设计公司对青兰高速、106国道、309国道等旅游交通要道、小镇游览区内标识系统统一设计安装。五是扩建旅游停车场建设。新建可停放1000辆机动车的大型生态停车场。六是推进智慧旅游建设。投资400余万元,建设了智慧旅游系统,实现了“一部手机游小镇”。

实施“产业+扶贫”联带建设,打造脱贫发展模式。寿东村全力打造“产业+扶贫+文化+生态”的特色粮画小镇。吸引了20多家商户入驻,继而升级为手工画一条街,并先后引进了民俗灯会、非遗展演、水幕电影、网红歌舞、篝火晚会、冰雕、滑雪、杂技、赛马等娱乐项目;创编并演出了以小镇文化为主题的情景剧;打造了一批特色民宿,可容纳100余人同时入住;举办了美丽乡村过大年、国庆小镇游、世界粮画大赛、世界手工画邀请赛、“粮画之夜嗨一夏”等主题活动;开发了便于游客携带的20余种小型粮画创意产品,旅游系列商品落户寿东;建设了冀南美食一条街。

建设成效显著保证如期脱贫

实现景区提档升级。目前,粮画小镇共有艾香谷、小镇党校、美丽乡村电视台、范筑先故居、爱党堂、3D广场、彭艾汤泉等数十个特色景点。设立游客服务中心、停车场、粮画剧院、田园综合体、竹池运动场、足球场等十余个功能性场所。建成主题民宿60间,“以奖代补”鼓励村民发展高质量民宿。规范提升安全、卫生、邮政电信、旅游购物等综合管理,实现景区提档升级。

发展壮大集体经济。目前小镇有11家粮画企业,4家粮画工作室,1家艺术工坊,全国第1所粮画学校,全国第1家粮画研究院,粮画产业规模扩大,带动致富能力增强。坚持“产业+收入,特色+标准”,以粮画产业优势吸引社会资本投资。粮画小镇南北、

东西两条商业步行街,田园综合体一期、箱包厂、扶贫微工厂等一批项目相继建成投入使用。四社区集体收入均超过5万元,其中,寿东社区集体收入突破百万,人均收入2.45万元,于2016年脱贫出列。以点带面,示范带动,通过旅游业带动一镇四社区连片发展,辐射带动全县旅游业、餐饮住宿业发展,初步实现了以乡促城。

基层社会治理能力进一步提升。粮画小镇深化了“党建引领+”体系建设,提升了基层社会治理能力。建成全国第一所设在农村的情景式党校,先后被授牌“中共邯郸市委党校教育培训基地”“邯郸市不忘初心、牢记使命主题教育先锋课堂”等,成为全县和外来游客接受党性教育的重要阵地。建成四处“爱党堂”,邀请县、社区职业党代表宣讲,调动老百姓建设家乡的积极性。以范筑先故居、英雄广场等地为载体,将红色文化教育融入景区建设。深入开展“不忘初心、牢记使命”主题教育,加大管党治党力度,增强基层党员队伍建设。

找准旅游市场发展脉络。以市场化、专业化思路运作特色旅游,提升商业业态软硬件环境,实现可持续发展。成立河北粮画小镇旅游开发有限公司,以市场化方式运作景区资源。对接京津冀鲁豫多家旅行社,形成稳定的旅游线路,游客吃住行游购娱在小镇,粮画古装秀、红色情景剧等节目演绎常态化。围绕中小幼教育教学目标,发展研学游,获得了众多研学机构和院校的好评。小镇固定商家店铺达到200余家,年游客接待量稳定在120万人次以上,景区知名度进一步提升。

脱贫成效不断巩固。贫困户主要通过四个途径增加收入:一是公益岗位增收。二是微工厂带动。三是产业项目。四是加大金融扶贫力度。五是入股分红。

2014年以来,共有建档立卡贫困户74户168人,已脱贫69户153人,2016年寿东村脱贫出列。2019年全县农村居民人均可支配收入14652元,寿东村居民人均可支配收入24500元,较全县增长22%。目前,小镇剩余5户15人稳定增收,能如期脱贫,已脱贫户没有返贫现象。

馆陶县宣传部


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