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“出租车测霾”整3年 服务32城济南“智造”走向全国

2017年8月,济南首批100辆出租车装上了能监测PM2.5和PM10的激光传感器,使得济南成为全国乃至全球首个利用出租车进行大气监测的城市。这一创新之举也让当时的研发者、山东诺方电子科技有限公司(以下简称诺方)一举成名。时隔3年,研发者又将目光瞄准大数据应用分析这片蓝海,以求通过对大数据分析让城市环境治理更加精细化,“济南智造”正在助力全国32个城市的空气质量持续改善。

300辆出租车

变身大气污染监测员

2011年诺方创立之初,仅有四五名研发人员挤在不足100平方米的民房里办公。2013年,大面积雾霾天气在我国中东部地区频繁出现,诺方负责人司书春带领团队将研究方向调整到雾霾监测上,主要生产民用PM2.5监测仪。2016年,研发团队扩大到20人。

近年来,随着空气质量的逐渐改善,司书春发现,民用PM2.5监测仪销量锐减,“这是个好事,环境治理好了,这是社会进步的表现。”司书春说。

于是司书春决定从PM2.5监测系统的制造开始向环保服务上转型,这一转型成就了如今的诺方。短短数年,诺方已从简易的工作室发展到颇具规模的公司,2016年底进驻济南国际创新设计产业园,目前员工达到80多人,其中研发人员占68%。

2017年8月,首批装有高精度激光颗粒物传感器的100辆出租车在济南投入运营,作为商业示范项目,诺方大获成功。“新项目肯定是有一定风险。”司书春说,特别感谢济南对创新项目的支持,否则这个项目如今可能还躺在实验室里。

2017年10月,又有200辆出租车加装道路走航监测设备。自此,济南在生态环境保护方面新增一个创新监测平台,开启了大气污染监测的新思路。

日产360万组数据

覆盖济南95%主城区

装载着激光传感器的出租车,从外观上是看不出来的,因为设备“藏身”在车灯里。

“车的数量越多,数据越可靠,但是成本也会更高。”司书春说,300辆对济南来说是比较合适的,基本上可以覆盖济南主城区95%以上的道路。

通过出租车走航监测云平台的监控系统,不仅可以监控出租车产生的监测数据,还可以监控走航设备是否出现故障。一旦发现设备故障,工作人员会第一时间联系出租车司机进行检修。需要对设备进行维护的时候,出租车司机通常都会积极配合。虽然设备维护会占用出租车运营时间,但是车主也会得到补贴,而这个费用通常超出误工的费用。

济南这300辆出租车,每天合计行驶里程超过6.9万公里、产生超过360万组数据,单台设备每3秒种就产生一组数据。如此庞大的数据量,支撑着道路污染云图的绘制。现在每一小时就可以出一张云图,出现道路污染时就会及时向监管部门报警。

诺方研发团队又开发出专门的工作系统,新算法能够对设备数据是否可靠进行远程判定,防止数据产生污染。比如有些车辆一天运营时间长达20个小时,经过的环境中出现柳絮等环境比较糟糕的情况,便容易产生数据污染,也被称作出现了“脏数据”。这些“脏数据”会影响考核的公正性以及影响监管人员判断。如今新算法能够识别出这些“脏数据”,并实时剔除,这样能够让数据更加可靠,产生更大的价值。

服务32城

济南“智造”走向全国

出租车走航监测产生的数据被绘制成可视化地图,一定程度上推进着济南大气污染精细化治理。

如今,济南市民打开市生态环境局开发的“济南环境”APP,进入“道路空气”板块,就可以随时查看到市区扬尘污染最严重的20条路段,详情包括逐小时以及近24小时的颗粒物浓度,还可以查看全市道路空气质量,道路“气质”从好到差依次通过绿、黄、橙、红四种颜色来表示。“四色地图”和监管部门也实现了联网,生态环境、城管等部门可实时查看数据,作为大气污染精准防控的一项依据。

2018年9月,道路走航监测系统真正开始参与到城市大气污染治理工作,《济南市道路颗粒物考核办法(试行)》出台,将历下区、市中区、槐荫区、天桥区、历城区及高新区绕城高速内城市道路划分成1021条考核路段,利用出租车道路走航以及主干道在线监测数据进行考核,每月路段分类排名、各区考核排名。红橙黄路段扣缴资金,奖励绿色路段及改善前三名。

目前,这项考核成绩单仍在每月向社会发布。济南市环境保护网格化监管中心主任王冲说,以城市道路为载体,对道路空间范围内颗粒物污染状况进行量化考核,主要目的是倒逼各区、各街镇提升大气污染防治精细化水平。

“道路走航监测系统能够实现污染精准定位,从而变平均治理为重点治理,降低成本,提高效果。”司书春说,同时由于使用的是共享的车辆、共享的司机,因此降低了监测的成本,提高了监测的覆盖范围和密度。

基于这些优势,这套济南“智造”系统逐渐走向全国。截至目前,诺方已为北京、上海、西安、太原、青岛等32个城市提供数据服务,实现低成本、高时空分辨率的大数据监测,快速污染定位,为城市道路扬尘治理提供技术服务。

用大数据服务治理

成为新课题

全国空气质量大幅好转,城市间排名的竞争日趋激烈。在这个大环境逐渐改善的背景下,司书春的研究课题开始进一步延展。

“监测本身不是目的,而是更好地为治理服务。”司书春说,出租车走航的数据,不仅可以发现污染源在哪,还可以对治理的设备、治理的作业模式进行评估评测,在此基础上对优化治理方案提供参考,比如可以通过监测筛选出哪些设备、作业模式对治理扬尘污染更加有效。

“我们也跟很多地方合作,对环卫治理车辆不同型号的除尘效果进行测试,通过监测和大数据分析,优化作业方案,从而使监测到更有效治理之间形成一个闭环。”司书春说。

与此同时,城市扬尘治理走向了更加精细化的阶段。生态环境部日前公布,7月“2+26”城市降尘量值范围在4.19.4吨/平方千米·月之间,平均为6.8吨/平方千米·月,同比下降8.1%。其中,济南降尘量改善率是最大的,平均值同比改善46.4%,尘土减了近一半。

“对于一个城市来说,扬尘治理好会产生非常大的收益,甚至可以影响到我们洗车次数、家庭打扫卫生等细节。”司书春认为,扬尘可防可治,但是难度也很大,要从可入手处做起,就会有改善。他的研发团队也在同步开发道路积尘负荷检测设备,目前尚未大面积推广。

诺方处理数据的服务器多达41台,处理量接近饱和。这个大数据对司书春和他的团队来说,是一片依然神秘且极富研究价值的海洋。除了商业开发,公司联合中国环境科学院、山东大学、清华大学、同济大学等高校的产学研合作也积极开展起来,共同探索大数据的秘密,助力空气环境质量持续改善。(记者:赵璐)

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编辑:青草地

责任编辑:崔翠 许小仙

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