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基于LoRa技术的高压输电设备在线监测系统设计

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控制与信息技术 2024年第1期 52-57页

作者：王洋许阳刘阳薛亦峰高坤王纪红国网陕西省电力有限公司西安供电公司陕西西安710032

偏远地区高压输电设备由于没有网络,在线监测数据的实时传输是实际应用中的一个难点问题。为此,文章设计了一种基于泛在物联网和LoRa技术的高压输电设备在线监测系统,其通过构建低功耗、远距离传输的LoRa无线通信自组织网络,将前端传感... 详细信息

偏远地区高压输电设备由于没有网络,在线监测数据的实时传输是实际应用中的一个难点问题。为此,文章设计了一种基于泛在物联网和LoRa技术的高压输电设备在线监测系统,其通过构建低功耗、远距离传输的LoRa无线通信自组织网络,将前端传感器采集的输电设备状态信息及其他数据传输到LoRaWAN网关,再通过5G无线网络将数据上传至后端服务器,实现在线监测系统的整体通信链路。模拟实验结果显示,与现有技术方案ZigBee、LoRa和NB-IOT相比,采用文中所设计的方案,系统传输速度(20~100 kbit/s)最快,且丢包率、传输时延和平均耗时(分别为1.6%、0.27 s和60 s)最低,表明该系统在具有较快传输速度的同时兼顾了低功耗远距离的特点,实现了数据的稳定传输,适用于偏远地区高压输电设备的在线监测。

关键词：高压输电设备在线监测 LoRa技术泛在电力物联网边缘计算

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燃煤控制对北京市空气质量的改善分析

环境科学研究 2014年第3期27卷 253-258页

作者：薛亦峰闫静魏小强北京市环境保护科学研究院北京100037 国家城市环境污染控制工程技术研究中心北京100037 中国交通信息中心有限公司北京100088

根据清洁空气行动计划，北京市将继续调整能源结构，新建天然气热电中心替代燃煤发电，并且进行工业锅炉煤改气、居民供暖煤改电、远郊区炊事用气改造等措施，以减少煤炭的使用量．采用自下而上的排放因子法，估算减少燃煤所产生大气污... 详细信息

根据清洁空气行动计划，北京市将继续调整能源结构，新建天然气热电中心替代燃煤发电，并且进行工业锅炉煤改气、居民供暖煤改电、远郊区炊事用气改造等措施，以减少煤炭的使用量．采用自下而上的排放因子法，估算减少燃煤所产生大气污染物（TSP、PM10、一次PM2.5、SO2、NOx及VOC）的减排量，并利用ADMS—Urban模型模拟其对环境空气质量的改善．结果表明：（1）2015年北京市煤炭控制在1500×10^4t以内，测算的煤炭减量为863．38×10^4t，TSP、PM10、一次PM25、SO2、NOx和VOC的减排量分别为2580．17、2032．94、1183．53、6265．30、7220．90和1058．44t．②各污染物减排空间分布基本一致，主要集中在城市功能拓展区，包括石景山、朝阳区、海淀区和丰台区等，上述区域对TSP、PM10、一次PM2.5、SO2、NOx和VOC削减贡献分别达到78．3％、81．5％、82．7％、85．2％、83．0％和49．9％．③ADMS—Urban模型模拟结果表明，减少燃煤可使环境空气中ρ（TSP）、ρ（PM10）、ρ（一次PM25）、ρ（SO2）、ρ（NOx）和ρ（VOC）分别降低0．55～12．74、0．44～10．78、0．27～6．77、0．78～17．31、1．67～43．48和0．17～12．07μg／m^3．

关键词：燃煤大气污染空气质量一次PM2 5 ADMS—Urban模型

火化车间PM_(2.5)排放特征及其重金属暴露风险评估

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环境化学 2022年第10期41卷 3279-3287页

作者：翟晓曼崔阳阳刘杰陈曦张世豪薛亦峰王玮民政部一零一研究所民政部污染控制重点实验室北京100070 北京市生态环境保护科学研究院国家城市环境污染控制工程技术研究中心北京100037 首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 中科三清科技有限公司北京100029

火化车间受设备工作负荷、人员操作规范性等因素影响,颗粒物浓度通常较高,易对暴露人群产生健康风险.研究通过对京津冀区域内20家火葬场的火化车间细颗粒物(fine particulate matter,PM_(2.5))进行了样品采集,探究了火化车间PM_(2.5)浓... 详细信息

火化车间受设备工作负荷、人员操作规范性等因素影响,颗粒物浓度通常较高,易对暴露人群产生健康风险.研究通过对京津冀区域内20家火葬场的火化车间细颗粒物(fine particulate matter,PM_(2.5))进行了样品采集,探究了火化车间PM_(2.5)浓度水平及其化学组分特征,并利用美国环境保护署(*** Protection Agency,USEPA)推荐的健康风险评价模型评估了火葬场场所PM_(2.5)重金属元素对人体健康的暴露风险.研究结果表明,火化车间PM_(2.5)平均浓度为470μg·m^(−3)较高,是国家环境空气质量二级标准的6.3倍.PM_(2.5)化学组分中金属元素占比较大,平均质量浓度为131.2μg·m^(−3),占PM_(2.5)浓度的22%,8种水溶性离子(Ca^(2+)、NO_(3)^(−)、SO_(4)^(2-)、NH_(4)^(+)、Cl^(-)、K^(+)、Na^(+)、Mg^(2+))平均总质量浓度为26.9μg·m^(−3),占4.5%.火化车间PM_(2.5)中重金属对暴露人群的非致癌和致癌风险在可接受范围内,但部分重金属元素非致癌和致癌风险超过可接受阀值,与其暴露时间较长、设备气密性较差、人员操作水平及车间通风换气条件等因素有关.非致癌风险水平由高到低均为Mn>Cr>Sb>Co>Pb>Ni>Zn>Cu,其中Mn、Cr和Sb数值大于非致癌风险阀值1,具有明显的非致癌风险,此外,Cr的致癌风险值还超过了致癌风险可接受阈值(1×10^(−6)—1×10^(−4)),需引起关注.

关键词：火化车间 PM_(2.5) 浓度水平化学组分暴露风险

基于道路遥感监测的北京市汽油车大气污染排放水平及对标准修订的启示

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环境科学学报 2022年第8期42卷 101-108页

作者：崔阳阳田野郝利君葛胜龙沈岩葛蕴珊连爱萍薛亦峰北京市生态环境保护科学研究院国家城市环境污染控制工程技术研究中心北京100037 北京市生态环境局北京100048 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

机动车遥感监测(以下简称遥测)具有快速和便捷特点,可减轻人工执法工作量,为机动车污染排放监管和执法提供良好的支持.本研究对北京市2021年1—4月60个道路机动车遥测站点污染排放数据进行统计分析,获取了北京市汽油车大气污染物排放浓... 详细信息

机动车遥感监测(以下简称遥测)具有快速和便捷特点,可减轻人工执法工作量,为机动车污染排放监管和执法提供良好的支持.本研究对北京市2021年1—4月60个道路机动车遥测站点污染排放数据进行统计分析,获取了北京市汽油车大气污染物排放浓度(均为体积浓度)累积分布概率等排放特征.通过数据比对和典型现场实验,对车辆在稳态工况法(ASM)和遥测大气污染物排放数据进行相关性分析,并提出了北京市地方标准修订的建议.研究结果表明:(1)将监测到的1149.7万条数据按污染物浓度由高到低的顺序排列,累积分布概率前10%、50%和90%的CO浓度分别为1.73%、0.58%和0.16%;HC分别为96.38×10^(-6)、22.44×10^(-6)和6.59×10^(-6);NO则为686.58×10^(-6)、117.70×10^(-6)和24.13×10^(-6).(2)排放水平与排放标准有较大的关系,其中国VI排放标准车辆污染物浓度水平显著低于国I车辆,累积分布概率前10%、50%和90%对应的CO浓度下降率为54.83%~85.71%,HC下降率为75.71%~85.35%,NO则为65.73%~85.00%.(3)与稳态工况法相关性分析表明,在样本量较大的情况下,两种方法检出的排放水平趋于一致,但对于单个车辆来讲,具有一定的波动性.(4)现执行的北京市地方标准污染物种类不全,限值较为宽松,建议充分利用现有的遥测设备资源,将HC和NO纳入标准限值,筛查高排放车辆,提高机动车排放监管和执法效率.

关键词：机动车汽油车遥感监测高排放车辆大气污染

基于HSPF模型的潮河流域非点源污染模拟研究

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基于HSPF模型的潮河流域非点源污染模拟研究

作者：薛亦峰首都师范大学

学位级别：硕士

本研究选取HSPF ( Hydrological Simulation Program-Fortran )模型为评价工具,以潮河流域为研究对象,开展模型输入、模型参数的优选以及不确定性分析研究。运用校正和验证后的模型,定量评价了流域的非点源污染负荷,总结非点源污染发生... 详细信息

本研究选取HSPF ( Hydrological Simulation Program-Fortran )模型为评价工具,以潮河流域为研究对象,开展模型输入、模型参数的优选以及不确定性分析研究。运用校正和验证后的模型,定量评价了流域的非点源污染负荷,总结非点源污染发生的时空变化规律,完成流域非点源控制措施情景分析研究。主要结论如下: (1)采用相对误差(RE)以及Nash-Suttcliffe效率系数(Ens)作为模型适用性的评价系数,得出流量相对误差为0.17、Ens为0.87,泥沙负荷相对误差为0.27、Ens为0.76,营养物负荷相对误差为0.19.25, Ens为0.79.85,结果表明HSPF模型在研究区对流域长期连续的非点源污染模拟具有较好的适用性。 (2)输入数据不确定性分析的结果如下:气象输入的8个参数中,仅有降雨和潜在蒸散数据对流域非点源负荷较为敏感。降雨量与潜在蒸散量系统误差对非点源污染负荷的影响具有相似性,均是泥沙不确定性最大,然后依次是TP负荷、河流流量和TN负荷。而对于同一种非点源污染物,降雨量对非点源污染负荷的影响大于潜在蒸散对其影响。 (3)运用HSPF模型,对流域1998-2003年的非点源污染负荷进行了定量评价、计算各污染源的贡献率,总结潮河流域非点源污染的时间和空间规律。结果表明,流域非点源污染负荷以泥沙、TN、TP为主,2003年各污染负荷分别为:TN:2319.44 t/a,TP:21.15 t/a,SS:324.18 t/a。潮河流域非点源入库负荷大部分发生在汛期,特别是在丰水年和平水年,汛期泥沙流失量占全年82 %以上;总氮负荷枯水年份汛期约占397 %,平水年和丰水年汛期占651 %;总磷负荷枯水年汛期约占325 %,而平水年和丰水年汛期占552 %。 (4)针对潮河流域非点源污染现状,进行控制非点源污染的情景设计,分别是①25°以上坡耕地退耕还林;②155°坡耕地变为果园;③25°以上荒草坡还林;④15°坡耕地设置等高植物篱;⑤畜禽养殖污染物排放削减50 %;⑥施肥比例由50%降低为10 %;⑦在河流和水库的敏感地带设置植被保护带。利用模型对这七个情景进行1998003年潮河流域TN、TP、SS的削减比率的计算,结果表明畜禽养殖污染物排放削减50 %和在河流和水库的敏感地带设置植被保护带情景优于其它设计情景,两种措施结合将更有效减少潮河流域的非点源污染。

关键词： HSPF模型非点源污染潮河流域模拟最佳管理措施

北京市老旧汽车淘汰经验启示及未来政策发展方向

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环境工程技术学报 2022年第3期12卷 943-947页

作者：连爱萍田野崔阳阳刘欣宇武彤冉沈岩薛亦峰北京市生态环境局北京市生态环境保护科学研究院国家城市环境污染控制工程技术研究中心

梳理2011年以来北京市老旧汽车淘汰相关政策和控制措施,采用排放因子法核算机动车污染减排量和环境效益,分析了政策作用效果。结合当前北京市机动车污染排放状况,以及空气质量改善和碳减排需要,提出未来老旧汽车淘汰政策发展方向。结果... 详细信息

梳理2011年以来北京市老旧汽车淘汰相关政策和控制措施,采用排放因子法核算机动车污染减排量和环境效益,分析了政策作用效果。结合当前北京市机动车污染排放状况,以及空气质量改善和碳减排需要,提出未来老旧汽车淘汰政策发展方向。结果表明:通过实施北京市老旧汽车淘汰政策,加速了北京市机动车车辆结构调整和优化,在机动车数量持续增加的情况下实现了其大气污染物排放量的减少,取得良好的环境效益。老旧汽车淘汰和补贴政策能够根据机动车结构和排放变化情况,设置差异化和细分的补贴力度,不断提高政策的导向性和精准度。面向未来政策方向,应进一步加强基于不同车型排放差异的更新方案的制定,面向重点用车单位,结合北京市重点碳排放单位管理,推进车辆结构调整和新能源化发展,从而实现机动车二氧化碳和大气污染物协同控制的目标。

关键词：老旧汽车大气污染环境效益空气质量政策启示

火化车间VOCs排放特征、臭氧生成潜势及暴露风险评价

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环境科学学报 2022年第8期42卷 109-116页

作者：陈曦崔阳阳刘杰翟晓曼王玮张世豪王宝成胡晓寒沈岩薛亦峰民政部一零一研究所民政部污染控制重点实验室北京100070 北京市生态环境保护科学研究院国家城市环境污染控制工程技术研究中心北京100037 首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 中科三清科技有限公司北京100029 北京市污染源管理事务中心北京100089

通过对京津冀地区20家火葬场火化车间挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)现场采样和实验室分析,探究其环境VOCs浓度水平及化学组分特征,并采用最大增量反应活性(Maximum Incremental Reactivity,MIR)计算了不同组分的臭氧... 详细信息

通过对京津冀地区20家火葬场火化车间挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)现场采样和实验室分析,探究其环境VOCs浓度水平及化学组分特征,并采用最大增量反应活性(Maximum Incremental Reactivity,MIR)计算了不同组分的臭氧生成潜势(Ozone Formation Potential,OFP),最后利用美国EPA推荐的暴露风险评价模型对11种VOCs组分的非致癌和致癌风险进行了评价.结果表明:(1)火化车间VOCs浓度为147~3926μg·m^(-3),平均浓度为993μg·m^(-3),超过了国家室内空气质量标准中总挥发性有机化合物(Total Volatile Organic Compounds,TVOC)限值.在化学组分中,烯烃、苯及苯系物和烷烃占比较大,分别贡献了32.6%、25.5%和18.2%.(2)烯烃对臭氧生成潜势OFP的贡献率最高,达到61.8%,其次是苯及苯系物和烷烃,分别贡献了25.6%和6.3%,三者OFP贡献之和达93.6%,是火化车间VOCs组分中臭氧生成潜势的关键活性组分.(3)非致癌风险方面,苯的危害指数(Hazard Index,HI)值为1.4,对暴露人群具有明显的非致癌风险;致癌风险方面,苯、甲苯和二氯甲烷的风险值(R)均超过了致癌风险阈值,需采取措施进行重点控制,以确保区域内人员身体健康.

关键词：火化车间 VOCs 排放特征臭氧生成潜势(OFP) 暴露风险评价

京津冀及周边民用燃煤对空气质量的影响及控制对策

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环境保护 2022年第24期50卷 27-31页

作者：崔阳阳张熠晨沈岩钟连红薛亦峰北京市生态环境保护科学研究院唐山冀东水泥股份有限公司

本文采用排放因子法核算了2020年京津冀及周边地区“2+26”城市民用燃煤的主要大气污染物排放量,利用ADMS-Urban模型量化评估民用燃煤对周边大气环境的影响,并提出相应的控制对策。研究结果表明,2020年“2+26”城市民用燃煤量较2017年下... 详细信息

本文采用排放因子法核算了2020年京津冀及周边地区“2+26”城市民用燃煤的主要大气污染物排放量,利用ADMS-Urban模型量化评估民用燃煤对周边大气环境的影响,并提出相应的控制对策。研究结果表明,2020年“2+26”城市民用燃煤量较2017年下降72%,但大气污染物排放量仍然较大,SO_(2)、NO_(x)、CO、VOCs、PM_(10)及PM_(2.5)的排放量分别为1.82万t、1.17万t、148.87万t、3.78万t、6.92和5.68万t。民用燃煤的污染控制程度低且排放时间集中,对周边空气质量产生较大影响。“2+26”城市中南部地区在冬季的PM_(10)、PM_(2.5)、SO_(2)、CO、NO_(x)、VOCs最大落地浓度分别可达到76.4μg/m^(3)、61.6μg/m^(3)、15.6μg/m^(3)、213.75μg/m^(3)、10.5μg/m^(3)和28.6μg/m^(3)。当前,“2+26”城市民用燃煤量仍然较大,各城市可因地制宜地采用空气源、地源热泵或电能等方式替代燃煤,进一步减少燃煤量和污染物排放量。在无法进行新能源替代的情况下,要降低原煤使用量和比例,加快推广应用型煤;考虑采用经济政策,加快普及节能环保型炉具。

关键词：京津冀及周边地区民用燃煤排放清单减排潜力大气污染空气质量

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北京市混凝土搅拌站颗粒物排放特征研究

环境科学 2016年第1期37卷 88-93页

作者：薛亦峰周震钟连红闫静曲松黄玉虎田贺忠潘涛北京市环境保护科学研究院国家城市环境污染控制工程技术研究中心北京100037 北京师范大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100875

随着北京市经济发展和人口增长,城市建设规模及居民住房需求加大,全市施工面积不断上升,对商用混凝土的需求量也在逐年增加.混凝土生产过程中会排放大量颗粒物,对周边空气质量造成较大的影响,但目前对其污染物排放的时空特征还缺乏系统... 详细信息

随着北京市经济发展和人口增长,城市建设规模及居民住房需求加大,全市施工面积不断上升,对商用混凝土的需求量也在逐年增加.混凝土生产过程中会排放大量颗粒物,对周边空气质量造成较大的影响,但目前对其污染物排放的时空特征还缺乏系统研究.本研究采用排放因子法,核算了1991-2012年北京市混凝土搅拌站颗粒物排放量,分析了污染物排放的时空分布特征,采用蒙特卡罗分析方法定量评估了颗粒物排放量不确定性范围,并基于相关经济和环境发展规划,预测了北京市2020年混凝土搅拌站颗粒物排放情况.结果表明：①北京市混凝土搅拌站颗粒物排放在时间变化上呈现＂前高后低＂趋势在2005年达到最大,此后随着环境管理水平的提高和绿色生产,搅拌站颗粒物排放增长势头得到一定的控制.②在空间分布上,污染排放仍集中在城区,主要为人口活动密集的六环以内,其中又以五环到六环之间最为集中.③通过情景设置和分析本研究认为要使2020年污染排放得到较好地削减,应实施更加严格的绿色生产标准和环境监管.

关键词：混凝土搅拌站颗粒物大气污染排放因子北京