摘要：餐飲油煙在線監測監控技術作為城市污染源智慧監控管理的應用之一，全國很多城市正開展試點，但目前大規模推廣仍存在諸多問題。通過對我國餐飲油煙在線監測監控技術發展和應用情況的深入調研，系統闡述目前我國餐飲油煙在線監測監控主流技術的分類及原理、現行的相關法規標準和實際應用現狀，分析目前技術和應用層面存在的問題，并基于智慧環保背景對未來餐飲油煙在線監測監控推廣的技術路徑提出思路與建議。

多元的生活方式促使了人們消費方式的升級，近些年來，我國城市餐飲業規模的迅速增長帶來了日趨嚴重的餐飲油煙污染問題。目前，餐飲油煙已成為城市大氣污染的重要來源之一。與工業污染源不同，餐飲企業多位于居民區附近，且量大面廣。并且隨著我國“放管服"改革的持續開展，餐飲企業的開辦已無需任何環保審批手續，這對生態環境部門的事中事后監管提出了更高的要求。為有效解決餐飲企業量大面廣、油煙瞬時超標難以抓取、手工監測效率低等監管難問題，全國各地正探索餐飲油煙在線監測監控的創新監管模式。

與此同時，近幾年智慧環保的理念隨著我國智慧城市的建設應運而生。智慧環保體系是物聯網技術在數字環保應用的基礎上形成的，即將多種感應傳感器應用到環境中以獲取多種環境信息，并利用云計算、數據挖掘等處理環境信息，提出更智慧的決策和管理方式。其中，污染源監控管理是目前智慧環保體系在環境治理中應用的主要方面之一，餐飲油煙這一貼近民生的污染源也納入了城市智慧環保系統當中。餐飲油煙在線監測監控設備的安裝，實現了對油煙排放濃度或者凈化設備的運行情況數據化的實時自動上報、統計和展示，可為生態環境部門的監管提供數據支撐，也使環境執法更有針對性。

餐飲油煙在線監測監控技術在我國部分城市已經試點數年，推廣實操過程中也遇到了重重阻礙，例如，法律法規的支撐、設備的技術成熟度和數據應用等各方面都存在諸多問題。文章通過對我國餐飲油煙在線監測監控技術的分類和原理的分析、現行相關法規標準的梳理，結合對目前油煙在線監測監控技術發展和應用情況的深入調研，提出對未來餐飲油煙在線監測監控推廣技術路徑的思路與建議。

1.餐飲油煙在線監測監控技術分析

餐飲油煙在線監控，也被稱為餐飲油煙在線監測，是一個實時的監控系統，通過芯片無線網的傳輸器，對餐飲油煙凈化設備在工作時產生的各種情況、油煙污染物的排放情況等進行連續、實時的自動監測并通過無線網絡實時上傳。有些地區對油煙在線監控和在線監測做了明確的區分，即在線監控主要指的是用于實時監控污染防治設施運行情況的儀器、儀表等設施；而在線監測設施則指的是用于實時監控、監測污染物排放的儀器、儀表等設施。

1.1技術分類

目前，市場上油煙在線監測監控技術按原理主要分為對油煙排放濃度的監測和對凈化設備工況的監控。油煙排放濃度在線監控指通過油煙探頭采樣排煙管道內的油煙，輸送至控制主機中進行計算分析，輸出油煙等污染物的濃度值；凈化設備工況監控主要通過對靜電式凈化設備低壓端的電流、風機的開關量進行監測，有些設備商還會結合一定的數學模型推算分析該凈化設備的凈化效率和模擬清潔程度。油煙濃度在線監測設備從形式上也分為固定式設備和便攜式設備。固定式設備即傳感器安裝于排煙管道內的固定連續采集某排煙管道內的油煙污染物的在線監測設備，而便攜式則指小型手持式的油煙濃度監測設備，目前多用于生態環境輔助現場執法以及物業或餐飲企業的日常自査工作中。

1.2技術原理分析

1.2.1排放濃度在線監測技術油煙排放濃度在線監測技術根據傳感器監測原理的不同可分為4大類別：光散射法、紅外分光光度法、半導體氣敏法和電化學法。

光散射法多用于顆粒物的測量，因其具有快速、靈敏、穩定性較好等優點，目前在大氣環境監測、揚塵監測和油煙監測中得到較多的應用。光散射法測量油煙濃度的工作原理是利用激光照射到顆粒物時產生的微弱光散射，在特定方向上的光散射波形與油煙粒徑有關，通過不同粒徑的波形分類統計及換算即得到不同粒徑的實時顆粒物的質量濃度切，再經過標定得到相應的油煙質量濃度數據。光散射法主要分為粒子集合光散射法和粒子計數法。深圳市《飲食業油煙控制規范：SZDB/Z254—2017》將粒子集合光散射法作為油煙現場和在線監測的等效測試方法在其規范性附錄里給出。粒子集合光散射法的原理是通過穩定光束照射被測氣體，測定粒子集合散射光的強度來推知粒子集合的總表面積，在已知顆粒物數譜的前提下，通過顆粒物密度即可計算出顆粒物的質量濃度，此種方法的優點是測量下限低、精度高。粒子計數法的原理是利用散射光通過光電轉換器變為電信號，粒子越大該脈沖信號就越大，通過波峰值和脈沖數即可得出每個粒徑的個數濃度，即通過測試散射光的波峰數量和強度，得出顆粒物的質量濃度，此方法多適用于低濃度的測量。同時，光學元件的防污染對于監測設備的維護和使用尤為重要，有學者提出利用文丘里效應引射潔凈空氣以保護光學元件。

紅外分光光度法是依據氣體分子紅外吸收定律，利用油類物質的甲基（CH3）和亞甲基（CH2）在近紅外區（3.4μm）的特征吸收從而進行油煙濃度測定的方法，主要測量的是油煙中油的含量。

半導體氣敏法是基于簡單回路檢測低濃度還原性氣體的半導體氣體傳感器TGS2100的油煙濃度測定方法，主要測量的是油煙中的氣體成分，但該類傳感器易被油煙覆蓋而導致壽命較短，并且其測量結果是通過標準油煙濃度與電化學反應電流標定得到，由于實際油煙與標準油煙差距較大，導致檢測精度不高。

電化學法則是利用電化學傳感器通過與被測氣體發生反應并產生與氣體濃度成正比的電信號來工作，實際工作中由于電機表面連續發生電化學反應，傳感電極電勢并不能保持恒定，傳感器性能會在使用較長時間后退化。

1.2.2凈化設備工況監控技術凈化設備的工況監控技術主要應用于靜電式油煙凈化設備，是由早期常見的設備開關狀態監控發展而來。主要是對靜電式凈化設備和風機電源的輸入電流的監測，其原理是在風機以及凈化設備的電路上安裝互感器，監測方法主要有電流互感法和霍爾電流互感器法。

此外，排放過程監控這一工業環保治理理念目前也開始被應用到餐飲油煙治理的在線監控中，其主要是通過對油煙凈化設備運行的關鍵電氣參數和工藝參數進行監控，從而判斷油煙凈化設備的運行狀態和凈化效果。目前市場上已有的應用于靜電式凈化設備的智能高壓電源，可具備將實時電壓、電流和功率等監控數據實時傳輸至采集終端或主站平臺，并實現通過遠程通信在線控制電源電壓數值的功能。在此基礎上，還可根據不同凈化設備的特性或歷史數據，對高壓電源輸出端的電流或電壓設定正常工作的閾值范圍，從而判定凈化設備是否有效運行，并對超出范圍的時間或頻次做出限定，設定報警提醒等功能。探索建立高壓電源輸出電流、電壓和功率等關鍵參數與靜電式凈化設備運行狀態之間的關系，可實現對其凈化效果的監控。排放過程監控不受現場實際排放油煙煙氣的工況影響，同時可以對設備的維護清洗運維起到科學的指導作用，目前北京市有部分區已開展此類模式的試點，見表1。

.       餐飲油煙在線監測監控技術相關法規標準分析

2.1法律法規

餐飲油煙在線監測監控技術的應用目前處于試點和推廣的階段，國家層面尚無相關法律法規對其做出相應規定，僅部分省市在其大氣污染防治條例或飲食業環境污染管理辦法等地方法規規章中對在線監控或監測設備的安裝、運維等做了部分要求。其中，分別有5個省級層面和5個地市級層面的大氣污染防治條例里對餐飲油煙在線監測（控）的安裝等提出了相關要求；另外有7個省市在其餐飲業污染防治的專門地方性政府規章里提出了在線監測或監控的具體管理要求。通過分析地方法規和規章中關于“油煙在線監測或監控"的相關條款，可以看出目前部分地方對于餐飲油煙在線監測（控）的要求主要體現在倡導性或籠統性的規定、在線監測（控）安裝依據的劃分、聯網和信息平臺建設等三大方面。大部分法規或規章里都對在線監測（控）安裝依據的劃分作了較為明確的規定，主要包括根據餐飲企業規模、是否位于敏感區域和油煙超標次數等進行劃分，有些地區（如廣州、三亞和中山市等）則是將三者結合起來作為安裝在線監測或監控的依據，見表2。

2.2標準規范

我國關于餐飲油煙在線監測監控的技術規范或標準較少，全國尚無統一的行業標準，截至2022年2月，正式發布的有4個團體標準和1個認證規范，深圳市的地方標準尚處于征求意見稿階段，見表3。目前對于餐飲油煙在線監測監控技術的要求和規范處于行業的內部自律階段，一些試點較為成熟的省市，如浙江省、杭州市、廣州市和上海市等，根據自身的管理需求，通過協會發布團體標準的形式對目前餐飲油煙在線監控或監測的系統要求、功能要求、技術指標和安裝維護等方面做出了相應的規范。全國層面，僅中國環境保護產業協會發布了團標《餐飲業廢氣排放過程（工況）監控數據采集技術指南：T/CAEPI35—2021》，其是在工業領域《污染物在線監控（監測）系統數據傳輸標準：HJ212—2017》的基礎上，結合餐飲行業特點進行了擴展，規定了餐飲業廢氣排放過程監控系統的結構與功能要求、技術要求和代碼定義，對于餐飲油煙排放過程監控系統的建設，規范數據采集和傳輸，確保各種排放過程監控裝置、傳輸網絡和環保部門應用軟件系統之間的有效連通起到一定的規范和指導作用。關于餐飲油煙在線監控或監測的設備標準，目前僅中國環境保護產業協會的認證中心出臺了《餐飲業油煙濃度在線監測儀：RJGF006—2021》，作為其環境保護產品認證的依據。

3.餐飲油煙在線監控技術應用現狀分析

在智慧城市、智慧環保的背景下，餐飲油煙在線監測監控設備近幾年在很多城市得到推廣和應用。本研究以上海市為例，通過對各區生態環境局相關管理部門的問卷調查和訪談調研，分析了目前城市餐飲油煙在線監測監控技術的應用現狀以及推進過程存在的主要問題。截至2021年11月，上海市共計安裝餐飲油煙在線監測監控設備4600余套，目前仍以中心城區推廣為主，中心城區的安裝數量占總數約78%。同時，餐飲油煙的在線數據也在智慧城市的體系中得到了初步的應用。長寧區將餐飲油煙的在線數據接入上海市“一網統管"中生態環境治理應用場景，試點探索通過自動化感知設備的實時數據，及時發現問題并根據各類數據的集成、分析和研判進行風險預警等環境治理創新模式；徐匯區將餐飲油煙在線數據引入其分類分級監管執法體系，構建了線上線下餐飲油煙問題監管雙閉環管理模式；靜安區則通過共享監管和油煙在線數據，為餐飲集聚區物業屬地化橫向管理和餐飲品牌連鎖縱向管理的管理試點上提供支撐服務。隨著餐飲油煙在線監測監控技術的試點與推進過程中，各種問題也隨著顯現，主要包括數據應用和監測監控技術2個層面。

3.1數據應用層面

餐飲油煙在線監測監控技術在數據應用層面存在以下4個方面問題：（1）數據質量差。餐飲油煙在線監測監控設備商的軟件能力普遍較弱，實際使用中發現，系統存在大量無效數據。（2）數據標準不統一。由于現在無統一的標準規范，對于數據接口格式等無統一要求，設備廠商按照自己的技術能力對外提供數據，有些設備甚至未設置數據外傳接口，導致接入其他平臺時困難重重。（3）異?；虺瑯饲闆r時報警無序。由于無統一的報警規則，無序胡亂報警現象頻出，容易形成報警風暴，導致報警系統形同虛設。（4）數據造假問題嚴重。因為涉及設備層、通訊層、設備商云平臺和生態環境管理政務云平臺等多個層級間的數據流轉，導致數據易丟失，且難以查找丟失環節。設備商往往用重新發送歷史數據的方式彌補數據丟失，并且此種造假數據的行為不易被發現?；谝陨显?，導致了目前餐飲油煙在線監控或監測數據僅停留在生態環境管理部門監管或者設備商的平臺層面，餐飲企業或餐飲集聚區的物業管理部門并沒有應用在線數據進行自我管理。

3.2監測監控技術層面

監測監控技術層面的主要問題在于油煙濃度的傳感器監測方法與國標手工監測方法的原理不同而導致的數據一致性較差的情況。在實際應用的比對監測中，在線監測的濃度數據較國標手工監測方法差距較大，且相關性也較弱。以光散射原理為例，由于傳感器監測的是顆粒物的濃度數據，設備廠商一般會經過標定裝置標定并根據經驗公式換算成相應的油煙濃度。經驗公式需基于大量的監測比對數據樣本得到，實際操作中很多設備商僅僅用簡單的公式換算，也未考慮不同菜系、基準灶頭數的影響對數據進行校正或折算，所以實際使用中與國標手工監測方法的結果無可比性。

以上的諸多問題導致出現盡管安裝了大量的在線監測監控設備，很多數據并沒有接入統一平臺，或者即使接入了平臺，管理部門只能掌握油煙排放濃度的趨勢以及凈化設備是否開啟等情況，數據發揮的作用十分有限。

4.技術路徑展望

4.1餐飲業特點決定了在線監測監控需要低成本、易維護

餐飲業多為小微型企業，利潤率普遍偏低，對成本支出有較高的敏感性。其次，餐飲企業的環保管理技術水平普遍不高，傳統的工業污染源精細準確的監測思路并不適用。加之餐飲行業競爭激烈，餐飲企業的迭代速度很快，油煙在線監測監控設備需要具有低成本、易維護的特點，才能夠得以大規模的推廣。

4.2深入探索基于排放過程的運行狀態監控技術

餐飲油煙在線監測的濃度數據離判定餐飲企業油煙排放是否超標并宜接應用于執法證據還有非常大的距離，目前主要用于管理部門對于餐飲企業油煙的排放做趨勢性的判斷，以及對餐飲企業自身管理提供參考依據。由于凈化器的凈化效果與其維護清洗有非常緊密的聯系，管理部門監管的目的也在于判斷餐飲企業的油煙凈化設施是否保持正常的運行，因此，基于排放過程的運行狀態監控的技術路線，將監控的目標從末端的排放結果轉移至全流程的設備技術參數的監控中，也契合目前智慧環保、萬物物聯的發展趨勢，這種思路也更適用于小型餐飲企業的監管。

4.3從系統的應用和功能上開始規范

隨著智慧城市體系的建設，餐飲油煙在線監測監控技術的進一步推廣與應用，目前市場上的各種基于物聯網的監測監控技術百花齊放，并且技術還在不斷地發展。在目前階段，限定某種監測或監控方法，會對已有的各種監控方式造成沖擊，且不利于技術的進步。因此，建議對油煙在線監控技術“開源"，不限制其監控或監測的原理，可以通過規范在線數據的傳輸、接口、格式以及系統的功能等，實現對“開源"數據的監管。

4.4挖掘發揮數據的應用潛力

數據資產相對于其他資產的優勢在于一份數據可以在非常低的成本下為多方所分享、使用，而且不減少數據擁有者的價值。通過先進的大數據技術應用來提高企業生產和環保設施運行精細化管理水平是當前環保管理的迫切需求。目前餐飲油煙在線監測或監控的數據應用還停留在環境管理部門査看餐飲企業的油煙凈化設備是否開啟以及單個點位的油煙排放濃度情況，餐飲企業查看自身油煙污染排放數據以及歷史數據的簡單縱向統計等層面。管控區域內企業之間的橫向比較或者更復雜的風險預知預警功能目前還尚未實現，數據的應用潛力有待于進一步的挖掘。目前，具備規?；瘜W習、根據目標推理以及與人類互動能力的認知計算概念，已經在很多行業里得到應用，也可用于餐飲油煙在線數據的應用中。環保管理部門可通過對餐飲企業歷史數據的掌握，通過智能算法和模型的設定自動判斷并提醒某個餐飲企業的異常情況，更有針對性地開展后續的現場執法工作。餐飲企業用戶端可充分結合凈化設備在生產運行中面臨的特殊場景，通過建立油煙凈化系統風量調節的節能降耗分析，吸附劑、紫外燈管等壽命預警，靜電式凈化設備的清洗預警等多個數學模型，不斷對模型進行自學習與修正，解決企業經營過程中面臨的實際問題。

5.安科瑞餐飲油煙監測云平臺解決方案

AcrelCloud-3500餐飲油煙監測平臺可對餐飲點位進行不間斷的數據跟蹤與統計分析，在發生油煙濃度預警時，信息可多種途徑及時通知相關單位處理，確保油煙等污染物的正常排放，讓超標濃度無處可藏，防患于未然。針對各餐飲點位安科瑞通過加裝多種產品可以進行檢測，主要有ACY100型號餐飲油煙監測設備，外加裝電流互感器及溫濕度探頭。

餐飲油煙監測平臺GIS地圖采集餐飲油煙處理設備運行狀態和油煙排放的濃度數據，自動對超標排放及異常企業進行提示預警，監管部門可迅速進行處理，督促餐飲企業整改設備，并定期清洗、維護，實現減排環保，不擾民等目的。

現場安裝油煙在線監控儀，實時監測排煙煙道內的油煙、顆粒物和非甲烷甲烷總烴等濃度，同時對油煙凈化器和風機的運行電流和開關狀態進行監測，一旦排放超標，系統會發出告警信息。

系統結構圖如下：

6.平臺主要功能

系統拓撲圖如下：

6.1首頁

①接入企業

顯示接入的企業數，監測點位數；

②AQI天氣

實時AQI天氣狀況；

③告警率、超標率、在線率

顯示告警企業數量，告警率，包括超標、在線率統計；

④地圖點位統計

按接入企業GIS，在地圖展示。

6.2大屏展示

該頁面通過分倉形式將云平臺系統的所有基本信息全部展示在大屏上，主要包含了項目總覽，企業隱患排名，報警信息列表，監測點位以及報警統計，監測點位地理位置，工單任務統計等。

6.3實時監控

系統可進行監測點的篩選，點擊每個監測點信息，可以看到實時數據和24小時數據變化曲線。并且可以看到監測節點的歷史告警信息。

實時監測數據包括油煙凈化器和風機的運行電流，油煙濃度、顆粒物濃度和NMHC濃度等信息。

實時狀態列表

系統對當前點位進行數據列表統計，對采集的實時數據匯總，分析其運行狀態，預警范圍等。

運行工況

實時監測數據包括油煙凈化器和風機的運行電流，根據電流數值來判斷當前進化器的運行狀態，包括失聯、停機、運行等狀態，結合運行數據曲線，更加方便直觀。

6.4隱患管理

1）后臺根據測點設置的濃度閾值以及門限在隱患巡查中產生對應的報警信息，并在首頁進行鈴鐺和語音提示；

2）企業用戶對隱患進行確認，確認工單派發對象，工單截至期限，以及工單任務描述；

3）運維人員確認工單內容并對隱患進行處理，填寫處理結果詳情，上傳現場圖片等附件或進行二級派發；

4）相關企業用戶可在“隱患記錄"頁面來確認對應隱患信息的處理進度，包括是否處理、是否派發；

6.5統計分析

超標分析

對相關的采集數據油煙、顆粒物、NMHC數據進行關聯分析，對超標的種類、企業進行餅狀圖的展示，同時對報警企業進行排名，根據排名情況對相關企業進行數據和運行狀態的分析評價。

歷史數據

支持對數據進行年、月、日篩選查詢，自定義日期篩選數據，相關數據支持Excel表格導出，便于后期數據的校驗和排查。

設備維護

設備需要定期清洗、維護和更換濾芯。

6.6統計分析

用戶分析報告

用戶分析報告模塊，將企業目前的告警進行匯總，支持模板的Word導出，具體的模板內容可根據客戶需求實現定制化設計。

在線時長分析

企業在線時長報告模塊，將企業目前監測儀的在線時長，失聯時長，風機、凈化器的在線、離線時間進行匯總，以折線圖、雷達圖的形式展示。

6.7設備清洗維護

設置企業檢測儀定期的清洗、更換計劃，包括維護監測點位的安裝時間，上一次清洗時間，以及下一次的維護周期，對應的負責人等信息，清洗前/后照片對比。

6.8視頻功能

支持餐飲點位“一點一視頻"的接入模式，在餐飲污染排放點位安裝攝像頭。

支持：

①視頻實時預覽監測

②歷史視頻回放功能

7.系統硬件配置

參考文獻

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