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1、教育系統智慧校園環境監控管理平臺系統方案 教育系統智慧校園環境監控管理平臺系統一 、行業背景冬日持續的嚴重霧霾，引發了全民討論，更造成了“霧霾假”、“躲霾族”、“口罩黨”等諸多新詞熱詞。由此可見公眾對霧霾的恐慌心理。這個心理，在家長面前，更加突出。于是，全國多省市都先后有家長發起一波又一波的呼吁，呼吁中小學安裝新風凈化系統。這是一個老生常談的話題，但是常談常熱，但是因為種種原因該項工作推進緩慢。1.5日晚，北京市教委通過官方渠道發布公告稱：市教委已部署中小學、幼兒園安裝空氣凈化設備試點工作，市級財政將給予補貼。根據我市重污染天氣應急預案和關于做好教育系統重污染天氣應急響應工作的通知有關規定，我2、市重污染天氣級應急響應期間中小學（含職業中學）、幼兒園停課。停課時間從2017年1月3日起執行。停課范圍為西安轄區內所有中小學（含職業中學）、幼兒園。我市兩次啟動重污染天氣I級響應，學校停課給學生帶很大影響，校園環境監測監控變的尤為重要。為了了解學校的環境質量狀況，明白這個所處環境的具體環境質量狀況，我司結合多年來在工業環境監測方面的經驗，專為校園環境監測設計了一套分布式的環境監測系統方案。二 、參考文獻2.1相關標準文件GB3095-2012環境空氣質量標準大氣污染物綜合排放標準（GB16297-1996）644-2013環境空氣質量監測點位布設技術規范（試行）GB-3096-2008聲環境3、質量標準GB12523-2011-建筑施工場界環境噪聲排放標準HJ 655-2013環境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）連續自動監測系統安裝和驗收技術規范HJ 663-2013 環境空氣質量評價技術規范（試行）HJ93-2013環境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）采樣器技術要求及檢測方法HJ653-2013環境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）連續自動監測系統技術要求及檢測方法環境噪聲監測點位編碼規則(HJ-661-2013)環境噪聲監測技術規范-噪聲測量值修正(HJ-706-2014)三 、建設目標3.1監測目的通過對環境空氣主要污染物進行連續在線的監測，判斷學校教室和園區的空氣質量是否4、符合環境空氣質量標準或環境規劃目標的要求，為空氣質量狀況提供依據。3.2調研及資料收集污染物分布及排放情況四 、系統技術方案4.1西大明路校園環境實時監測系統，綜合使用多媒體展示、移動應用、無線通信和傳感器等技術，實現對校園氣象(溫濕度/風力風向/噪音)和環境空氣質量(PM2.5/PM10/CO2/TVOCs等)進行實時監測，以及發布(如微信、網站、手機應用等)。本系統不但為建設“綠色”校園、保障師生健康提供基礎保障，同時也給學生提供了觀摩物聯網科學技術、氣象科學等相關專業教學實踐場所。為創造一個優良、健康的學習環境提供基礎保障；為學生提供一個可感知的物聯網科學技術、氣象環境科學等相關專業的實5、踐環境，樹立環保意識。全面監測校園微氣象環境，及時發現危害，并作有效防范處理。4.2原理圖4.3功能描述校園智慧環境健康系統是以西大明路的空氣質量檢測儀為檢測核心，以智慧環境監測系統為顯示核心，以空氣凈化器、新風機為治理核心，以智慧聯動為紐帶連接的“檢測+治理”智慧生態閉環系統。中小學教室內安裝 (或者西大明路其他檢測儀)后，通過設備內置傳感器實時采集當前教室內的空氣數據經過微處理器，運用大數據分析計算后上傳至西大明路云平臺并同步在終端顯示出當前空氣質量，包含：PM2.5、甲醛、CO2、TVOC、溫度、濕度、噪聲等的數據。在顯示方面，西大明路已擁有成熟的智慧環境監控系統，該系統可以在安卓電視、6、手機APP、廣告機、戶外大屏、平板電腦等多種顯示終端。讓教室內的空氣質量清晰可見，切實保障教師和孩子們的呼吸健康，讓家長放心。在空氣凈化方面，新風機、凈化器都能夠有效的解決污染空氣的過濾、降低pm2.5等問題，這也是當前家長最為迫切同時也能有效解決當前問題的最快方式。如果是面對家長，上述即可解決家長所有的焦慮；但是，對于中小學教育者來講還遠遠不夠。雖然說實現了空氣質量的可檢(測)、可顯(示)、可控(制)，但是需要著眼未來確保系統能夠在未來一段時間內仍然保持先進、滿足校園智慧環境健康的需求。西大明路校園智慧環境健康系統能夠實時檢測、實時響應、實時治理，能夠提高濾芯和設備的使用壽命，同時智慧化聯動7、控制可以讓設備工作時候更節能省電。比如說：設置pm2.5值達到75開始治理，那么當西大明路控制質量監測儀檢測到pm2.5達到該值就會自動開啟新風凈化系統；治理完成后就會自動關閉新風凈化系統。在整個室內環境“檢測+顯示+治理”的過程中，西大明路校園智慧環境健康系統可以實現動態化智能化的管理。該智慧系統還具備精準監測、智能治理、智能預警、定時開關、用戶自定義、智慧托管等功能；可以有效地解決中小學教室內的環境問題，為師生提供安全、環保、健康、智慧、便捷、舒適的教學環境。如此高貼合度、有針對性的系統解決方案背后是漢威電子18年核心傳感器優勢技術、大氣監測與室內環境監測治理經驗積累和西大明路諸多事業群的8、戰略協同相互支撐。 4.3網絡架構圖五、軟件系統功能教育局校園環境監測智慧管理平臺包括環境污染排名子系統、視頻監控子系統、信息發布子系統、應急管理子系統、設備運維管理子系統、數據分析子系統、終端APP子系統、擴展接口子系統等8大系統。5.1環境污染排名 綜合系統可以根據每個學校教室采集的原始數據，進行分析匯總，以學校進行排名，月、星期、日、小時進行排名，實時更新排名順序。教育局管理人員可以直觀、準確看到哪一個學校、具體環境情況。5.2視頻監控子系統我公司結合現有技術經驗，可以把學?，F有的視頻監控系統接入互聯網，形成“互聯網+安防”。本解決方案完全基于公網（三大電信運營商提供的網絡）進行數據傳輸9、，所有園長、老師和家長們均可實現任意時間、任意地點的公網訪問，無需單獨為系統建設專有傳輸網絡而增加額外的成本。5.2.1基礎架構圖5.2.2、設備選型后端：目前市面上有兩種常見的后端解決方案：一是：PC服務器+IP-SAN（存儲局域網絡）解決方案；二是：NVR/DVR（網絡視頻錄像機）+DVS（視頻編碼器）解決方案。PC服務器+IP-SAN解決方案雖然可以通過軟件構架所有本地監控應用需求，但專用軟件費用高昂，而系統調試與后期運維成本也相對較高，且將監控系統核心監控資料全部存放在單一PC服務器的風險也相對較高，最關鍵是這種解決方案無法實現千人級遠程實時監控的需求。NVR/DVR采用嵌入式系統進行10、架構，在系統運維穩定性上繼承Linux或嵌入式系統的絕佳優勢，穩定性與運維成本表現更佳。NVR是一個以網際網絡IP協議為基礎的網絡設備，相關功能運行全部基于IP架構，從而實現網絡化帶來的分布式架構、組件化接入的優勢。綜上，該幼兒園監控系統采用NVR/DVR作為后端解決方案，這里設備選用寶貝AN2016幼教視頻服務器，最大支持16個前端IPC，1000人同時在線觀看視頻。前端：愛維視頻服務器兼容市面上99%支持ONVIF協議的第三方網絡攝像頭和全部模擬攝像頭，并支持攝像頭即插即用和分布式拓展。該校園現有15個監控點位，根據應用需求配置紅外半球、紅外槍機、紅外球機等設備，安裝在教室、操場、門口、走11、廊等位置。所有攝像頭通過交換機連接到愛維幼教視頻服務器即可完成硬件組網。5.2.3、帶寬選擇愛維幼教視頻服務器工作原理是將本地視頻數據上傳到云端流媒體服務器，然后家長再從流媒體服務器訪問實時視頻觀看。為保證家長觀看的畫質和流暢程度，幼兒園必須要有良好的上傳帶寬。而我們日常生活說所聽到10M、100M的帶寬多為下載帶寬，選擇網線時須向運營商核實上傳帶寬。一個次碼流分辨率為512*288的IPC其碼率約為500KB，所以若最多接16個IPC，上傳帶寬須至少8M。5.2.4、千人遠程實時視頻解決方案此系統采用分布式流媒體的架構設計，組建一個以NVR設備為“節點”的分布式網絡。前端IPC獲取實時視頻后12、由視頻編碼器編碼，在網絡中利用流媒體技術傳輸，即通過對視頻流的碼率、幀率的控制使視頻在不同的網絡帶寬環境下達到比較好的傳輸效率。當下動輒數十萬人同時觀看的網絡直播也是采用同樣的流媒體技術實現的，所以家長訪問視頻的流暢性和連接速度能夠得到完美解決。5.2.5、配置管理系統提供b/s方式的配置管理，主要包含了幼兒園管理和運營商（施工方）的管理。設備方面通過視頻管理系統對前端多臺IPC設備進行集中管理及后臺應用操作，并支持即插即用、VGA、模擬視頻輸出、支持數據存儲外擴等。5.2.6、中心控制系統通過瀏覽器訪問愛維寶貝幼教機構管理平臺，無需安裝軟件，即可實現對錄入平臺的所有家長進行精確到每個人的分區13、域、分時段控制實時視頻開放規則配置。以保證家長能夠在幼兒園允許的時間看到幼兒園想要呈現的內容。5.3信息發布子系統 5.3.1 API 管理 系統管理員可對AQI歷史數據、AQI平均數據進行查詢、對AQI數據進行管理維護。 5.3.2系統管理員可對信息發布屏、發布屏異常報警、發布屏節目進行管理維護 5.4應急管理子系統 5.4.1應急保障管理 系統管理員可對應急人員、應急值班、應急預案進行管理維護。 5.4.2應急事件 系統管理員可進行應急事件上報、應急事件處置、應急事件結案，同時可對應急相關的法規和演練進行管理維護。5.5設備的運維管理 5.5.1在線設備明細管理 系統管理員可對設備掛靠情況14、進行管理維護、遠程操作關機、數據校準等。 5.5.2設備健康狀態管理 檢測設備、凈化設備可以主動發送健康狀態，系統可以自動告知系統維護人員該去維護了。 5.5.3設備用電能耗、在線統計。統基礎數據統計每個設備的每天用電、月用電、年用、環境監測設備的用電在學?？偟挠秒姳壤?。5.6大數據分析 通過學校環境基礎數據的采集構建了一體化監測體系，監測頻率大幅提高，覆蓋區域更加全面。上百個校園的上千個站點都建立了自動監測系統，每分鐘都有監測數據，每個月至少有80%以上至95%時間頻度的數據量，數據量非常大。污染源監督性監測和污染源的連續自動化監測也有了很大進步。完善的監測體系積累了大量原始環境數據，從中獲15、得有價值的數據。而大數據分析工具則能處理和整合這些數據，并加以分析、挖掘，專家和學者提供準確的數據結果，甚至是可行性的治理方案?！按髷祿治龉ぞ卟粌H要能分析出數據結果，對于環境治理和教育局的統籌安排提供了有效的依據。5.7移動手機APP終端 移動端配合管理平臺，實現了數據端到端的處理與推送。手機APP可以家長、教育局、管理人員使用下載，根據不同的用戶類別提供不同的內容。通過智能硬件和APP的組合，提供實時視頻、安全接送、空氣凈化數據、環境監測數據、安全管理數據、健康管理服務。六、預算成本例：以一個有20間教室的的學校、校園面積約為10000。每教室1臺環境監測儀、1臺新風凈化機、1臺空氣凈化機16、，校園室外一臺ML-S9001C環境監測儀、視頻監控接入設備AI-AN1025服務器，初步預算建設費用33.88萬元。預算清單設備功能參數數量單價（萬）合計備注序號室內環境監測儀核心參數:PM2.5、TVOC、二氧化碳、溫濕度等100.151.51空氣凈化設備PM2.5、TVOC、二氧化碳、溫濕度等100.252.52環境信息發布系統LG高清液晶屏、四核CPU、內置定制APP、可以本地控制1113室外環境監測設備ML-S9001C 含PM2.5、PM10、噪音、溫濕度、風速、風向參數1554視頻NVR服務器窗體頂端窗體頂端窗體頂端視頻接入25路、同步回訪4路、采用云視通技術進行網絡遠程監控，可17、實現一鍵遠程，且支持網絡即插即用。窗體底端窗體底端窗體底端12.82.85新風凈化機變頻全熱交換、對流式熱交換、超高效凈化器、內置消音隔熱101.8186小計（A）30.87安裝調試費3.088合計33.88七、項目實施7.1設備主要安裝調試的施工方法 7.1.1. 施工準備系統安裝施工開始前，確定施工方案，現場具備施工條件，且得到業主批準。7.1.2.設備安裝調試方法 系統設備出廠前均做好基本設置、材料到達現場后，應進行開箱檢查，并填寫“設備開箱檢查記錄”。設備應完好，資料應齊全。7.1.3.線纜連接要求 線路整齊，不得錯接，漏接，各線路上要作好功能標記，標記材料要考慮經久奈用，標記距接線端18、子不得低于5公分。線路連接必須采用焊接，且焊頭不能有毛刺或尖銳突起物，絕緣采用符合規定的熱縮套管。各個接線端子的線頭連接，線頭裸露部分不得超過2毫米。 7.1.4走線及線槽要求弱電線纜（VGA線、視頻、網絡、串口、鼠標鍵盤延長線等）應與強電線纜分開走線，避免信號干擾。如果是用走線槽，則不能共用一個走線槽，應分不同的走線槽分開走線，不得破壞原結構防水層。7.1.5供電要求為了保證整體系統在市電斷的情況下仍可以正常工作，建議將監控中心服務器接入UPS后備電源系統。前端設備供電，由業主方協調提供220v電源到位使用即可。7.1.6信號源要求建議用戶在整套系統安裝調試前把各類網絡計算機信號、視頻信號以19、及獨立PC信號備好，并把這部分信號源布置在最近的工作臺或主機房內，方便安裝調試人員操作，用戶需指定專門的一臺計算機作為控制PC用于調試和日常的操作使用。7.1.7接地與防雷要求大樓無設備專用接地時應安裝專用接地系統，前端設備提供避雷設備防護。計算機專用電源采用獨立接地，不得與防雷接地共用接地體。按標準要計算機專用電源電阻不大于2歐姆。其他接地分為交流工作地、安全保護地、防雷接地體，應小于4 歐姆。如接地采用綜合接地系統，接地電阻按計算機專用接地電阻要求，接地電阻不大于2 歐姆。7.1.8施工工期施工工期60天，在業主現場條件具備的情況下，60天內完成設備的安裝與調試。第八章 技術支持及售后服務20、體系我司建立了完善的全國聯保售后服務體系。公司秉持客戶至上的原則，采用先進的技術，依靠受過專業培訓、經驗豐富的工程師，以充滿熱情與真誠的態度，努力為用戶提供最佳的售后服務。8.1安裝調試公司將由專業技術人員到現場進行安裝調試。在安裝調試過程中，我公司技術人員將嚴格按照技術方案的要求和產品出廠技術說明進行科學的安裝和調試。如有特殊情況須對部分安裝方案進行更改，需方與使用方協商解決。我公司將完全確保安裝調試完成時間與雙方商定時間相符。如因自然或需方人為原因需要進行延時，雙方將協商解決。8.2調試合格標準對硬件設備，將以原廠使用說明所規定的標準為標準。對于需要我方技術解決的系統連接部分，我方將以雙方21、所確認的技術方案為標準。8.3技術支持計劃l 設備定貨期：包括攝像機、液晶單元、控制器、切換設備及其它相關附件、結構件、線纜接頭等設備的定貨。l 開工前準備：主要是指現場勘察、設備擺設、施工人員安排與用戶及設計人員的交流協調、聯合設計等前期工作。l 綜合布線：主要是指設備安裝現場各種設備互相連接所需的線纜接頭的統計和定位；完成電源的布置、信號線的布置、線管線槽的布置、開孔定位。l 結構件安裝；鋼結構平臺的施工安裝（如果需要）、組合屏的結構安裝等。l 安裝調試：主要是指安裝調試攝像機、監控平臺、液晶單元、控制器、切換設備、結構件等設備。l 軟件開發、測試：軟件開發、修改、現場測試直至滿足需求以及22、用戶軟件連機測試、修改。l 系統聯調：指所有設備安裝完畢后與用戶系統聯機總調，完成投標書中所要求完成的所有功能。l 初驗及試運行：在總調后，系統進行初驗并進入試運行狀態，在試運行過程中要認真填寫試運行報告，并測試系統所有功能。l 系統終驗：系統試運行結束后，對系統進行最后的驗收工作，同時系統完全轉交給用戶，系統開始投入正常的使用運行。l 系統培訓：對用戶理論、操作、維護培訓。8.4培訓工作計劃為保證設備能可靠、安全、良好地運行，以及今后應用軟件的開發應用，我公司將為用戶培訓一批合格的維護和管理人員，以便用戶方工作人員能了解系統的工作原理，熟練操作設備，掌握必要的軟件及硬件的維護知識，并能及時排23、除大部分的設備障礙，完成自主開發的應用軟件的接入。8.4.1培訓內容l 系統組成結構和整體功能l 攝像機的詳細介紹l 監控平臺軟件的功能介紹l 整個系統的綜合應用操作和維護l 常用維護方法以及安全注意事項l 監控系統的實際操作l 常見系統故障診斷、維護、維修8.4.2培訓相關信息培訓日期：培訓時間：2天培訓人數：買方自定培訓地點：設備安裝現場和其他集中培訓點8.4.3合格標準經過培訓后，買方（用戶）能獨立操作和維護系統，掌握大屏幕的安裝、操作調整、故障判斷和簡單維修技術，掌握控制系統的安裝、使用和簡單的維護。8.4.3培訓師資由我司技術人員負責，授課教師均具有相應的專業理論知識和三年以上的工程24、實踐經驗。8.5售后服務范圍工程驗收合格后進入系統保修階段，系統保修期為一年。在此期間，設備及集成系統中出現非人為引起的質量問題出現故障或不合格部分，使用方應向我司出具詳細的書面報告，說明問題的細節情況。我方將負責免費檢測、維修（更換配件、更換產品）及系統調試，直至正常運行。由于使用方對設備不被授權的修改、不正確的使用造成的設備問題；由于戰爭、海嘯、地震或其它不可抗拒因素所引起的故障或損傷等情況不在保修范圍內。系統保修結束后，我公司將對該系統實施終身維護計劃，對于由于工作人員操作不當等人為因素造成的系統損壞，我方將收取適當的費用予以維修及恢復，同時，對于客戶日后提出的系統擴展等需求，我方將提供25、軟件免費升級支持及提供最先進的技術解決方案。8.6售后服務承諾為了確保系統工程的優質運行，我公司愿為整套系統提供高質量的服務，并在用戶本地設立辦事處，并對服務做如下承諾：1) 從系統最終驗收開通投入使用之日起，提供十二個月的保修期。在此期間，設備的所有硬軟件因質量問題出現故障或不合格部分均由我司免費及時處理。2) 為確保系統正常工作，我公司提供724小時故障服務受理，對重大故障提供724小時現場支援，一般故障提供58小時（法定工作日）的現場支援；并承諾在24小時內現場維修，以最快速度向用戶提供服務。3) 系統設備的操作及日常維護工作由客戶的技術人員負責，提供場地培訓及指導。4) 設備安裝后的所有技術服務，將由我公司的技術支持中心提供設備維護和本地售后服務。并向客戶提供3個月/1次的巡檢服務，檢測設備運行情況、清潔設備并做好設備運行記錄。5) 客戶維修中心設有零配件庫，備有全套的備品備件，在24小時內提供系統任何需要更換的備件，確保客戶不會因為缺乏零件而耽誤系統運行。6)保修期后，客戶可與我公司簽訂年維修合同；我公司可提供能夠優惠的攝像機設備終身保修服務（即只收取材料工本費）。7)我司將對所提供的設備提供長期的跟蹤維護和技術支援。免費提供軟件升級服務，硬件升級服務僅收取成本費。18