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“互联网 +”与智慧环保深度融合应用

一、“互联网 +”智慧环保的发展背景

我国高度重视“互联网 +”的发展,《国务院关于积极推进“互联网 +”行动的指导意见》明确了推动“互联网 +”的 11 项重点行动。在“互联网 +”绿色生态重点行动方面,要求推动互联网与生态文明建设深度融合,完善污染物监测及信息发布系统,形成覆盖主要生态要素的资源环境承载能力动态监测网络;就发挥互联网在逆向物流回收体系中的平台作用,促进再生资源交易利用的便捷化、互动化、透明化方面也作了具体部署。生态环境部《生态环境大数据建设总体方案》进一步提出,运用大数据、云计算等现代信息技术(IT)手段,提高生态环境保护综合决策、监管治理和公共服务水平,转变环境管理方式和工作方式。

新一代移动互联网的应用日新月异,人工智能(AI)在环保领域的应用初见端倪,区块链、边缘计算等技术的发展也在不断创新,新型 IT 技术成为推动“互联网 +”智慧环保发展的重要支撑。随着“十一五”至“十三五”时期一系列重大环保项目的实施,“互联网 +”智慧环保建设在相关技术、产业、应用、政策与保障层面均取得了显著进展,为推进环境保护历史性转变奠定了坚实基础。

二、 “互联网 +”智慧环保的发展需求

“互联网 +”智慧环保综合运用互联网、云计算、大数据、物联网等新型 IT 技术,以多源环境监测网络建设为基础,推动污染源监管数据、环境质量监测数据、环境治理数据、环境产业数据的开放共享,支持“源头防控、过程监管、综合治理、全民共治”环境管理闭环;在助力环境质量改善和环境风险防范的基础上,为社会提供更加优质的生态环境产品。

“互联网 +”智慧环保具有切实的市场需求和良好的增长潜力。随着互联网技术在环保领域的应用深化,未来发展需求更加丰富全面:环保智能化要求更高效、更精确的监测和分析技术以及与“互联网 +”有机结合的完整技术生态;环保产业与互联网的全方位结合尤为迫切,包括完善现有技术路线、商业模式和管理方式;环境监测行业面临重大发展机遇,涉及大气、土壤、水的智慧化监测;有关实施和运维服务也成为重点需求,依托“互联网 +”实现智能实时动态的监测维护服务,提高智慧环保应用效率,最大限度地降低成本和不确定干扰因素。

三、智慧环保架构

考虑环境保护全生命周期活动规律,兼顾“互联网 +”智慧环保建设的标准规范、安全管理、运维管理等要求,山东达斯特提出了“互联网 +”智慧环保体系架构。这一总体框架主要包括以下三方面内容。

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感知 / 接入 / 通信层,用于实现数据的感知、传输和处理。通过传感器、摄像头、雷达等感知单元来获取数据,通过环保物联网、专网、内网、互联网、移动网等网络传输数据;经过数据预处理、数据融合、异常数据识别、数据质量保证等处理环节来实现智慧信息的融合。

环保数据资源中心,用于汇集“互联网 +”智慧环保的全部数据资源,为业务应用提供数据支撑。环境管理涉及业务纷繁复杂,数据类型形式多样(维度多、尺度多、涉及面广),在数据层面按照数据的主题进行划分,分别形成各自的主题数据库。

智慧环保云服务平台层,主要分为:①专业云服务资源层用于封装污染产生、处理过程监管、环境综合治理等方面的数据;②云服务支撑功能层涵盖大数据引擎、AI、协同服务等基础服务以及天 / 空 / 地一体化立体监测、精准治霾智能调控、水环境质量监管、生态红线监管、废弃物在线交易等环保应用服务;③智慧用户界面包括政府、企业、科研院所、公众等不同用户类型以及门户网站、在线系统、应用程序等终端交互设备。

四、典型应用

1.精准治气应用

开展“互联网 +”智慧环保在大气污染防治方面的应用探索,对于推动精准治理和系统治理、促进大气环境的持续改善具有科学意义和实用价值。

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①建立立体监测体系,综合卫星遥感、高空视频、无人机、网格化监测微站、激光雷达、污染源在线监测设备等先进监测技术,全面采集空气质量和污染源数据。

②实施精准研判,通过环境大数据分析和印痕、情景模拟等多元模型,抓准污染症结,快速诊断污染排放趋势,契合空气质量的动态调控需求。

③提出靶向管控建议,结合污染治理的专家团队经验,开展科学达标分析,在长效靶向治污的同时具有应急精准管控能力。

④进行科学成效评估,面向各类防治措施和监管手段,针对性提供区域污染防治成效和绩效考核评估服务。

以天 / 空 / 地一体化的立体化监测和环境大数据分析为基础,建立一套以“立体监测、精准研判、靶向管控、科学评估”为核心特征的大气污染防治业务流程。突出专家团队经验的运用,支撑构建大气污染精准防治、智慧管控和科学评估的工作模式,初步实现大气环境污染防治的科学化、精细化和经济性。

2.系统治水应用

针对水污染防治,“互联网 +”智慧环保的作用重点体现为智慧监管和靶向治理。国家机构管理职能调整之后,排污口全面纳入生态环境管理体系之中。系统治水的智慧化监管体系具有“污染源–排口–水体”全链条信息化监管能力,从而实现对水污染源、流、汇的统一监管。在普查、详查污染源和排污口的基础上,准确把握污染底数,建立和应用动态的数据库支撑系统。

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此外,水环境科学精细化管理重在体现污染源排口的拓扑关系,把握污染产生–排放–入河(湖)的量化关系、入河(湖)排污通量和断面水质的响应关系。将污染源监管、水质监测、执法监管、河长制管理等纳入治水大平台,全面掌握水环境及其相关信息,具备对污染事件的快速响应能力。

3.生态环境可视化分析

立足辖区内生态环境现状,以环境监管者、环境决策者的视角为切入点,将各类环境业务数据进行梳理,围绕环境空气、环境水、污染源、危废、执法、应急等各类生态环境监管主题,实现数据可视化智能展示。用户无须点选等操作,就可对辖区内生态环境整体情况一目了然,对生态环境发展趋势尽在掌握。

4.反欺诈分析应用

基于在线监控数据,烟气组分比对侦测利用人工智能分析、数据比对技术,全面识别监测数据作假。根据企业实际的工艺、现场情况等,定制“一企一策”,利用自学习技术自动调优数据分析引擎,随着监测数据的不断增加,分析结果越来越准。