大氣粗顆粒物智能感知立體監(jiān)控關鍵技術及應用

項目名稱：大氣粗顆粒物智能感知立體監(jiān)控關鍵技術及應用

項目編號：HJJS-2021-2-23

獲獎等級：二等獎

完成單位：北京市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心、北京英視睿達科技有限公司、二十一世紀空間技術應用股份有限公司

完 成 人：劉保獻、鹿海峰、李令軍、安欣欣、尹文君、張立坤、張波、張章、金萌、邱昀、沈秀娥、鄒克旭、陸?zhàn)╆馈⒗钯弧ⅠR騰飛

劉保獻

北京市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心 主任

獲獎感言：

近年來，我國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測事業(yè)不斷發(fā)展壯大，監(jiān)測網絡逐步完善，手段日漸豐富，形成了比較完備的技術體系，但從整體看仍存在簡單累加、綜合不足的現象。隨著物聯(lián)網、大數據和人工智能的不斷發(fā)展，智能化的基礎越來越扎實，環(huán)境監(jiān)測領域也全面向智能化時代邁進。北京乃至大多城市的粗顆粒物源多面廣，一直以來缺乏有效的監(jiān)管手段。北京市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心瞄準粗顆粒精細化管控的關鍵問題，構建了世界領先的城市級別的高密度粗顆粒感知體系，實現了粗顆粒物的立體監(jiān)控，支撐了北京的大氣污染治理攻堅行動，實現了環(huán)境監(jiān)測領域智能化發(fā)展的初步探索。“十四五”時期，我們將進一步健全智能感知的高密度監(jiān)測網絡，實現生態(tài)環(huán)境大數據的交換共享以及多源數據的智能分析，探索精準、可信、智能、共治的現代化環(huán)境治理新模式。

◎ TSP 高密度監(jiān)測設備

◎ TSP 高密度監(jiān)測設備布設現場

項目簡介

伴隨大氣污染治理進程的有效推進，降塵、TSP、PM10等大氣粗顆粒物污染成為制約空氣質量進一步改善的關鍵因素之一。粗顆粒物來源多且覆蓋面廣，難監(jiān)管、易反彈，全面實時的信息獲取與高效精準的執(zhí)法管控是解決粗顆粒物污染的核心。項目針對大氣污染監(jiān)管需求，開拓性完成了粗顆粒物智能感知設備的研發(fā)，建立了多維立體監(jiān)控網絡，形成全方位的監(jiān)測監(jiān)管體系，效果顯著。項目取得的主要技術成果如下：

（1）率先研發(fā)了基于小型化物聯(lián)網技術的大氣粗顆粒物監(jiān)測設備。自主研發(fā)了低成本、小型化、高精度、抗干擾的物聯(lián)網TSP 監(jiān)測設備，實現了采樣高頻次、檢測高精度和數據高捕獲率。研制了高頻次、高精度的降塵自動監(jiān)測設備，數據監(jiān)測周期≤1h。

（2）建立了高時空分辨率的揚塵源遙感監(jiān)測體系。研究了智能解譯與柔性生產線技術，在國內首次實現了城市揚塵源的月度全覆蓋即時監(jiān)測，監(jiān)測效率提升近40%。結合激光雷達實時垂直觀測，形成了事前預測預報、事中實時監(jiān)控、事后綜合評估的全流程沙塵遙感追蹤監(jiān)測機制。

（3）構建了綜合智能立體監(jiān)控網絡并實現了業(yè)務應用。率先在北京建成城市粗顆粒物高密度監(jiān)測網絡，結合智慧遙感、降塵智能網，基于“云質控”技術與“多星協(xié)同”的保障模式，形成了“三網合一”的街鄉(xiāng)鎮(zhèn)無縫覆蓋的大氣粗顆粒物立體監(jiān)控網絡，實現了粗顆粒物安全可控的在線監(jiān)測、追蹤溯源、預警聯(lián)動業(yè)務應用。

項目獲得專利50 余項，項目組發(fā)表論文30 余篇。項目成果成功應用于北京大氣污染防治及智能執(zhí)法中，多次服務于重大活動空氣質量保障，大幅提升了精細化管理水平，有效降低了粗顆粒物污染，“十三五”期間，北京市TSP、PM10及降塵量分別下降43.7%、42.3%、28.2%。目前項目成果已在100多家單位中得到應用，取得了良好的應用示范效果。