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“傳感器+”技術助力大氣監測網絡建設

時間:2017-09-06

來源:網絡轉載

導語:為精準把脈空氣質量狀況,有的放矢地實施科學監管,“多、快、好、省”地完成空氣質量監測的目標,各地都在積極落實各級政府和企業大氣污染防治責任,有效傳導治霾工作壓力,建設完善大氣環境監測網絡體系。

為精準把脈空氣質量狀況,有的放矢地實施科學監管,“多、快、好、省”地完成空氣質量監測的目標,各地都在積極落實各級政府和企業大氣污染防治責任,有效傳導治霾工作壓力,建設完善大氣環境監測網絡體系。

河北省目前建議,在傳輸通道8城市的1464個鄉鎮推行建設小型空氣站,主要測定PM2.5和SO2兩個參數。

據了解,目前市場上存在兩種監測方法和產品能滿足上述需求,一種是標準方法的小型空氣站(以下簡稱小型站),其中PM2.5分析儀采用β射線法,SO2分析儀采用紫外熒光法;另一種是傳感器技術的微型空氣站(以下簡稱微型站),其中PM2.5采用光散射法,SO2采用電化學法。

作為新型監測方法,傳感器方法已在全國近50個城市得到應用,安裝布點近1萬臺。鑒于傳感器技術的發展和完善,微型站的監測已經得到普遍認可。其中,河北省已經制定并發布了網格化監測的地方標準(DB13),中國環境監測總站及北京市環境監測中心已經開展相關技術規范的制定工作,中國環境科學研究院也出具了權威使用報告。

那么,相比傳統的監測方法,傳感器技術在大氣環境質量監測的應用具備哪些突出的優勢?能否大范圍推廣呢?

投資運營成本低9臺小型站投資可安裝66臺微型站

據了解,目前市場上銷售的小型站價格在30萬~50萬元之間,站房建設成本約1萬元,年運維費約5萬元;而相比,微型站的價格在6萬~7萬元之間,年運維費約1萬元。

以河北省廊坊市香河縣為例,縣轄9個鄉鎮,共需9臺設備。以小型站投資計算,設備總費用一次性投入大約450萬元,年運維費大約45萬元;以微型站投資建設計算,設備一次性投入總費用大約60萬元,年運維費大約9萬元,兩者相差近376.5萬元。按9臺小型站的首年總費用估算,可以安裝66臺微型站。

河北省傳輸通道8城市有1464個鄉鎮,因此需要1464臺設備,如果選用小型站,設備總費用大約需要7.32億元,運維費用首年大約需要7320萬元,總費用大約共計8億元;如果選用微型站,1464臺設備費用只需要9516萬元,運維費用首年只需要1464萬元,總費用1.1億元。若按照1464臺小型站的首年總費用計算,大約可以安裝10736臺傳微型站,基本實現河北省傳輸通道8城市網格化密集布點,精準監控的功能。

最大化提升服務質量滿足快速、準確、全參數、全場景、多功能監測要求

成本的大幅降低,并不意味著傳感器方法產品在滿足技術要求方面打折扣。在現實應用中,標準方法的小型站只能監測兩種參數,對安裝要求高,前期需要方案設計、點位篩選和站房建設的準備,在協調好電源后,需要包括1名專業人士在內的2人~3人,三天安裝完成。同時,后期維護和數據校準繁瑣,需要消耗大量的人力、物力。

相對而言,基于云校準+人工智能技術平臺的傳感器型微站,不僅小巧輕便、易安裝,而且準確性滿足當前環境監測的需求、成本低、能耗少,基本不需要現場運維,充分考慮現代儀器使用的自動化、智能化功能,實現了快速、準確、全參數、全場景、多功能監測的要求。

此外,在數據的準確性上,傳感器型微型站絕對偏差小、誤差可控,完全符合國家標準的要求。

管理功能更加強大有效幫助地方落實大氣污染防治責任

標準方法的小型站,只是小版本的傳統空氣站,僅能用于表征各鄉鎮空氣質量狀況,無法充分完善大氣環境監測網絡系統功能,達不到精細化溯源的功能。

基于云校準+人工智能技術平臺的傳感器微型站,由于成本低、準確度高,可以實現高密度精細化布點,使得每個鄉鎮監測點位由當前的一個增加到幾十個甚至上百個,由此形成的傳感網絡可覆蓋從污染源到受體區域,監控污染形成的全過程,通過提供高精度空氣質量地圖、區域熱點分析、污染排名分析和其他基礎統計分析準確定位污染源,通過污染事件監控報警、污染溯源分析和專業的數據分析報告為科學精準治霾提供有力支撐,具有更強大的功能。

據了解,目前基于云校準+人工智能技術平臺的傳感器微型站已經在全國二十多個城市安裝布點,實現了高密度精準化監管功能。其中,在河北某兩個縣的23個鄉鎮,一共布點了43臺設備,總費用約345萬元,實現了以下監測功能:一是完善大氣環境監測網絡系統;二是實時監控各鄉鎮街道的污染狀況;三是實現各鄉鎮街道空氣質量排名,提高管理效率;四是精確地找到污染源位置,達到追溯污染源的功能;五是有效幫助各級政府和企業落實大氣污染防治責任。

綜上所述,基于云校準+人工智能技術平臺的傳感器微型站費用低,是傳統小型站費用的1/7,技術上滿足環境監測的要求,而且功能更加智能強大,還有現成的案例可供參考,最大限度地節省了人力和物力上的投入,適合實現高密度精細化布點,使得每個鄉鎮監測點位由當前的一個增加到幾十個,由此形成的傳感網絡能覆蓋從污染源到受體區域,監控污染形成的全過程,通過提供高精度污染地圖、多種數據統計分析、污染來源追蹤及精準定位等功能,真正實現完善城市大氣環境監測網絡體系功能,有效傳導治霾工作壓力,為科學精準治霾提供有力支撐,實現更多的價值。

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