第05版:攻坚
3上一版  下一版4
 
悠悠西湖水 拳拳成城心
知名品牌企业更应自惜羽毛
先河环保海洋水域监测系统助力打赢碧水保卫战
小传感器织密大监测网
 
版面导航
 
返回电子报首
3上一篇 2019年6月18日 放大 缩小 默认        
采用物联网和认知计算技术
小传感器织密大监测网

 

◆韩继波

走在北京的街道,你是否留意到,在信号塔、路灯杆或楼顶上有一个小小的传感器。它不仅能精准提供空气污染数据,还能“聪明”地找到污染源并向监管部门报警。

这是采用物联网和认知计算技术的北京市高密度空气质量监测网络,中科院专家李栋认为,这套空气质量监测网络,在软硬件研发及前沿领域的探索,都处于国际先进水平。

它的最大特点是低成本,且安装便捷、适用广泛。联合国环境规划署原执行主任阿奇姆·施泰纳认为,包括这套监测系统在内的北京经验值得与其他发展中经济体和新兴城市分享。

新技术织密空气监测网

据悉,北京采用传统技术建立的空气质量自动监测体系,共有30多个点位。倘若为了适应北京市对环境管理的精细化需求,把网络铺开到全市300多个街乡镇,需要投入巨大资金。

2015年,北京市环境监测中心(以下简称“监测中心”)副主任刘保献和工程师们开始探索能突破现有技术和成本限制的新路径。刘保献说:“新的技术既要满足环境管理精细化需求,又要大幅降低人力物力成本。”

“传统的空气质量监测点位造价较高,且存在占地面积大、审批手续繁琐等缺点,依靠加密地面标准站获取更多的监测数据不切实际。与此相比,微型传感器设备成本适中、无需额外占地且安装便捷,使大规模布设成为可能。”监测中心空气室工程师王欣提出了他的想法。

按照王欣的思路,监测中心的工程师们首先从筛选价格实惠、性能达标的微型传感器入手。为了让工业级光散射传感器满足各种条件的室外环境监测条件,达到精准治污的要求,工程师们进行了大量研发工作,并且申报了几十项专利。

传感器准备就绪后,需要快速、低成本地“编织”起一张高密度监测网

络。工程师们将布设点位放在信号铁塔、路灯杆、楼顶天线等使用成本低、准入门槛低的社会公共资源上。2015年至今,监测中心在北京一共布设了1300多个点位,相当于为诊断北京空气污染安装了一台高精度“CT”。

“如此高密度、大规模的空气质量监测网络,对系统运维提出了更高的要求。这意味着延续传统方式,对点位进行定期巡检、异常维修、耗材更换,不仅会让技术人员‘跑断腿’,还会增加日常监管考核难度。” 监测中心自动监测室工程师王莉华说。

为此,监测网络采用了物联网和认知计算、大数据等新技术,运维人员只需动动手指,点几下鼠标,就能对全市所有点位的运维状态了如指掌。刘保献说,物联网、认知计算对降低高密度监测网络的运行成本,起到了决定性作用。

新技术为“点穴执法”找准穴位

在监测中心的机房,技术人员点开软件运维管理界面,全市所有点位的运行状态,都在屏幕上一一显示。基于物联网、认知计算的北京市高密度空气质量监测网络,可以对运行点位的传感器进行全流程、全生命周期管理。监测中心机房通过计算传感器回传的数据,就能核查、判断是否有传感器工作异常,并根据系统指令,有针对性地及时检查、维修。

“结合手机APP,能轻松完成对每一个传感器及点位的有效管理,一套低成本、高效的管理体系已经形成。”刘保献说。

稳定运行的高密度空气质量监测网络,每天可以生成近1亿条信息,如何有效利用海量数据?刘保献介绍,工程师们选择用大数据来处理海量数据。

使用大数据分析海量监测数据,首先可以准确识别、显示北京市各街乡镇的空气质量。其次,可以精准识别500米×500米网格内空气质量在不同时段的变化趋势。第三,基于大数据分析,可以识别哪些具体时段、哪些热点网格污染相对严重,执法人员和属地可根据网格监测数据,开展精准执法和治理。

这一“点穴”式精准执法大大提高了工作效率。执法数据显示,其判断准确率达到80%。

2017年,监测中心根据高密度空气质量监测网络提供的数据,找到分布在昌平、顺义、通州、大兴、丰台等区的3条高污染带。经过一年多的治理,这3条污染带浓度大幅下降,空气质量有了明显改善。在实践中,工程师们还摸索、挖掘出空气质量监测网络的街乡镇属地量化功能,有了这个功能,北京市可以每半个月发布一次街乡镇空气质量排名。业内专家表示,有了半月排名通报制度,北京市就有了压实属地环保责任的硬招。

刘保献介绍,新技术正向河北、天津等周边地区辐射。希望不久后,新技术的使用能够推动京津冀地区空气质量的整体改善。

 
3上一篇  
  


中国环境网 http://www.cenews.com.cn
中国环境报社版权所有。未经许可,不得转载或镜像。
地址:北京市东城区广渠门内大街16号环境大厦1202、1005房间 邮编:100062
订阅电话:010-67102729 | 67102729

 

关闭