物聯(lián)網(wǎng)“治水”的民生標(biāo)本

黃征宇

近年來(lái)，我國(guó)環(huán)境狀況局部惡化的趨勢(shì)并未得到根本遏制，反而日趨嚴(yán)重。而污染源、空氣質(zhì)量、生態(tài)平衡以及水質(zhì)的問(wèn)題還沒(méi)有完全得到有效的監(jiān)督和管理，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民生活造成極大的困擾和影響，這也引起了政府部門的高度重視。如何利用技術(shù)手段保護(hù)環(huán)境成為一條必走的路徑，而物聯(lián)網(wǎng)在水環(huán)境監(jiān)管治理方面取得的經(jīng)驗(yàn)，為環(huán)境保護(hù)的治理的技術(shù)探索提供了一個(gè)成功的范例。

太湖治污

今天的無(wú)錫人，恐怕對(duì)于2007年5月發(fā)生的太湖大規(guī)模藍(lán)藻暴發(fā)仍然記憶猶新。它讓無(wú)錫人經(jīng)歷了一場(chǎng)飲水危機(jī)，也給無(wú)錫敲響了警鐘。

當(dāng)時(shí)，這座被稱為“太湖明珠”的經(jīng)濟(jì)重鎮(zhèn)損失的不僅是聲譽(yù)，還有眾多被迫關(guān)停或遷離的工業(yè)企業(yè)。這座以開(kāi)創(chuàng)蘇南模式而聞名的工商業(yè)城市，如一夜間被抽去筋骨，“往何處去”成為無(wú)錫繞不開(kāi)的難題。無(wú)錫是典型的江南水鄉(xiāng)城市，水面積超過(guò)城市總面積的30%。而近年來(lái)卻面臨著水安全、水污染、水生態(tài)退化的威脅和影響，可利用的水資源量緊缺等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。而這只是中國(guó)眾多水資源利用問(wèn)題的一個(gè)縮影。

2012年，全國(guó)首個(gè)“水利部物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用示范基地”在無(wú)錫成立，無(wú)錫實(shí)施的“感知太湖，智慧水利”項(xiàng)目利用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)太湖水質(zhì)、藍(lán)藻、湖泛等進(jìn)行智能感知，可實(shí)現(xiàn)對(duì)藍(lán)藻打撈、運(yùn)輸車船等的智能調(diào)度，有效的提升了藍(lán)藻打撈、太湖治理的科學(xué)水平，無(wú)錫也成為全國(guó)水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)典范。

據(jù)了解，“感知太湖，智慧水利”物聯(lián)網(wǎng)示范工程由無(wú)錫市水利局和中科怡海合作打造，整個(gè)工程于2012年全面建成。“感知太湖，智慧水利”物聯(lián)網(wǎng)示范工程項(xiàng)目是一套集藍(lán)藻湖泛智能感知、打撈車船智能調(diào)度和信息綜合管理于一體的智慧水利物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，這也是無(wú)錫市十二大物聯(lián)網(wǎng)示范應(yīng)用項(xiàng)目之一。所謂“感知太湖”，就是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)太湖水環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，其中所運(yùn)用到的“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)，就是傳感器加上互聯(lián)網(wǎng)。

目前，一期、二期工程已建設(shè)20多個(gè)藍(lán)藻監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其中湖中心3個(gè)點(diǎn)，湖岸邊17個(gè)點(diǎn)。湖中心的監(jiān)測(cè)點(diǎn)中含有監(jiān)測(cè)藍(lán)藻及水質(zhì)的傳感器與高清晰攝像機(jī)，可將藍(lán)藻水華發(fā)生信息傳給信息中心記錄，同時(shí)自動(dòng)調(diào)動(dòng)最近的藍(lán)藻打撈船打撈藍(lán)藻；信息中心會(huì)通知打撈船到藻水分離公司；藻水分離公司再自動(dòng)通知調(diào)動(dòng)最近的車輛運(yùn)輸藍(lán)藻。

當(dāng)湖中的傳感器感知到藍(lán)藻暴發(fā)指數(shù)超過(guò)60%時(shí)，該系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)綠色報(bào)警，這些信息會(huì)同時(shí)傳送到打撈船上的GPS裝置上。“感知太湖”系統(tǒng)的核心是傳感器，這些看似普通的圓柱體，“頭頂”太陽(yáng)能板，身上還安置有傳感芯片和攝像頭，能獲悉該觀測(cè)點(diǎn)的溫度、PH值、氨氮等將近40個(gè)指標(biāo)，就像水利部門的“千里眼”。

如果乘游艇去黿頭渚，可以發(fā)現(xiàn)湖面上有一個(gè)個(gè)黃色的圓形浮標(biāo)。這種浮標(biāo)利用了多種技術(shù)，其上方有三塊矩形圍合而成的太陽(yáng)能電板，可保證浮標(biāo)持續(xù)工作。它一旦發(fā)現(xiàn)了大面積的藍(lán)藻爆發(fā)區(qū)域，就會(huì)自動(dòng)將信息傳回指揮中心，迅速指派打撈船趕到現(xiàn)場(chǎng)，并將飄浮的水藻收集回藻水分離站，經(jīng)過(guò)加工的藍(lán)藻將變成化肥，造福人類。如果發(fā)現(xiàn)打撈船的往返速度較慢，該系統(tǒng)還會(huì)增派打撈船。如果按照傳統(tǒng)流程，對(duì)藍(lán)藻的觀察受制于天氣、人員條件，同時(shí)監(jiān)測(cè)的范圍、頻率和時(shí)段也非常有限，無(wú)法形成快速、實(shí)時(shí)診斷。

以前每天都是早上6點(diǎn)取到的水樣，到晚上6點(diǎn)才能拿到水質(zhì)報(bào)告，打撈海藻主要也是靠有經(jīng)驗(yàn)的工人肉眼判斷。而“感知太湖”對(duì)藍(lán)藻的防范監(jiān)控及時(shí)有效，取代了之前每天依靠人工取水、實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)的老辦法，同時(shí)讓打撈藍(lán)藻的船與太湖水質(zhì)監(jiān)控情況連成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)藍(lán)藻治理的智能感知、調(diào)度和管理，守護(hù)著太湖。

中科怡海董事長(zhǎng)陸波表示，“感知太湖”系統(tǒng)由基于智能模式識(shí)別的自適應(yīng)藍(lán)藻湖泛傳感器、實(shí)時(shí)藍(lán)藻湖泛感知傳輸無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備、藍(lán)藻打撈和運(yùn)輸船載、車載智能終端等新型設(shè)備支撐，在智能傳感設(shè)備、計(jì)算算法和網(wǎng)絡(luò)通信等方面擁有多項(xiàng)創(chuàng)新性核心技術(shù)。無(wú)錫水利局是“感知太湖”的服務(wù)終端，系統(tǒng)的運(yùn)用大大節(jié)約了以往人力、物力，實(shí)現(xiàn)了對(duì)藍(lán)藻治理的智能感知、調(diào)度和管理，隨時(shí)隨地讓太湖水、河道水“跟著”水利監(jiān)管人員走。

根據(jù)測(cè)算，該項(xiàng)目部署實(shí)施后，其正常使用年限至少可達(dá)8～10年，牢牢守護(hù)著藍(lán)天下湖水的純凈。在環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用示范上，近年來(lái)無(wú)錫市已做了大量前期工作，在應(yīng)用和管理方面體現(xiàn)出較好的基礎(chǔ)。目前在建中的無(wú)錫市環(huán)境監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程，充分利用物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)和理念，具有“測(cè)得準(zhǔn)、傳得快、算得清、管得好”等顯著特點(diǎn)。建成后可實(shí)現(xiàn)對(duì)水、大氣、噪聲、危廢、核與輻射、機(jī)動(dòng)車尾氣等環(huán)境要素及管理對(duì)象的全面感知，并對(duì)感知數(shù)據(jù)進(jìn)行一體化智慧應(yīng)用，顯著提升區(qū)域環(huán)保部門的環(huán)境監(jiān)管、綜合管理和科學(xué)決策能力，將成為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在全國(guó)環(huán)保領(lǐng)域應(yīng)用的重點(diǎn)示范工程。三峽環(huán)保監(jiān)測(cè)

在我國(guó)最大的水利樞紐工程三峽水庫(kù)，物聯(lián)網(wǎng)也成為水域的護(hù)衛(wèi)者。作為三峽水庫(kù)的重點(diǎn)地區(qū)，重慶轄區(qū)主要分布在長(zhǎng)江沿線，是環(huán)保的敏感地帶，近年來(lái)重慶的三峽庫(kù)區(qū)面臨著較為嚴(yán)重的環(huán)保問(wèn)題。由于三峽庫(kù)區(qū)上游流域水環(huán)境安全狀況日益嚴(yán)峻，突發(fā)性水污染事件風(fēng)險(xiǎn)概率不斷增加，庫(kù)區(qū)流域水污染控制亟待加強(qiáng)，水文水動(dòng)力條件變化使庫(kù)區(qū)水環(huán)境問(wèn)題更趨復(fù)雜，近年來(lái)重慶開(kāi)始大力推動(dòng)環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。

由重慶環(huán)保局等部門重點(diǎn)打造的重慶環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程，以構(gòu)建三峽流域水環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控預(yù)警和綜合管理體系為突破，基于感知互動(dòng)層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、服務(wù)支撐層和智慧應(yīng)用四個(gè)邏輯層次，實(shí)施重慶環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)“123工程”，構(gòu)建1個(gè)環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)資源云計(jì)算平臺(tái)，“2”是指開(kāi)展2項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新體系研究。

據(jù)中科宇圖董事長(zhǎng)姚新介紹，環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)資源云計(jì)算平臺(tái)，包括水與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)預(yù)警監(jiān)測(cè)、總量減排與排污權(quán)交易、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、環(huán)境信用和環(huán)保公共服務(wù)、GIS支撐平臺(tái)服務(wù)等內(nèi)容。在重慶市環(huán)保局多年來(lái)環(huán)境信息化工作的基礎(chǔ)上，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代環(huán)保業(yè)務(wù)的海量數(shù)據(jù)，充分利用云計(jì)算和數(shù)據(jù)挖掘等先進(jìn)技術(shù)，建立綜合的環(huán)保業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)支撐平臺(tái)和智能應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)保數(shù)據(jù)的充分應(yīng)用。

重慶環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程中的“3”是指建設(shè)3大環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工程，即環(huán)境質(zhì)量物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)工程、庫(kù)區(qū)環(huán)境安全物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管工程和污染源在線物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控工程。環(huán)境質(zhì)量物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)工程主要是建立動(dòng)態(tài)的三峽庫(kù)區(qū)“面源污染動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)”，以便在線持續(xù)地監(jiān)控面源污染狀況，并把不斷改變的現(xiàn)狀因素傳輸?shù)较到y(tǒng)，使系統(tǒng)處于跟蹤變化的狀態(tài)。

由于庫(kù)區(qū)環(huán)境安全情況復(fù)雜，既要做好對(duì)傳統(tǒng)空氣、水、噪聲等安全保障，還需要能夠?qū)σ苿?dòng)危險(xiǎn)污染源、重金屬、輻射源等平時(shí)能預(yù)防，出現(xiàn)突發(fā)事件能夠進(jìn)行應(yīng)急處理。為此，亟需建立庫(kù)區(qū)環(huán)境安全物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管工程，利用環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)車實(shí)時(shí)定位、環(huán)境應(yīng)急處置實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控、環(huán)境應(yīng)急管理實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)建立全方位的環(huán)境應(yīng)急管理處置體系，同時(shí)建立基于GIS的應(yīng)急管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)指揮車的定位、查詢功能，實(shí)現(xiàn)環(huán)境事故的視頻監(jiān)控功能、應(yīng)急監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示功能和應(yīng)急指揮調(diào)度功能。

污染源監(jiān)控和防治是重慶環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵，需要建立一個(gè)完善的污染源在線物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控工程，通過(guò)在全市范圍內(nèi)布置大氣、水體、固體廢棄物、特征污染物、輻射等監(jiān)管物聯(lián)網(wǎng)，多方位、全時(shí)段地對(duì)各種可能的污染源進(jìn)行在線監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)事故早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)警，為環(huán)境事故及時(shí)、有效的管理提供有力保障。

2012年發(fā)生了聞名全國(guó)的嘉陵江油污染事件，重慶環(huán)保局正是依靠這樣一套環(huán)境應(yīng)急平臺(tái)，從監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)事故到甄別鎖定涉嫌企業(yè)，只用了2個(gè)小時(shí)就高效處理事件（同類事件在此之前需9天9夜）。該系統(tǒng)不僅整合關(guān)聯(lián)了全市排污企業(yè)、重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)源、環(huán)境敏感點(diǎn)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，還共享了其它市級(jí)部門提供的全市衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)、地名地址、氣象水文信息等數(shù)據(jù)資源；系統(tǒng)基于智慧環(huán)保一張圖，實(shí)現(xiàn)了快速定位、智能甄別、指揮調(diào)度、態(tài)勢(shì)模擬、趨勢(shì)預(yù)測(cè)和準(zhǔn)確處置等的功能。一旦發(fā)生突發(fā)環(huán)境應(yīng)急事件，可輔助應(yīng)急人員第一時(shí)間接警調(diào)度，查看現(xiàn)場(chǎng)處置態(tài)勢(shì)、應(yīng)急處置資源分布、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及趨勢(shì)預(yù)測(cè)情況，及進(jìn)行污染態(tài)勢(shì)分析，為領(lǐng)導(dǎo)、業(yè)務(wù)專家與工作人員提供智能化的信息技術(shù)支持服務(wù)。不僅如此，本系統(tǒng)還在“環(huán)保部、重慶市政府突發(fā)環(huán)境事件聯(lián)合演練”中成功應(yīng)用，得到了環(huán)保部、國(guó)務(wù)院應(yīng)急辦等領(lǐng)導(dǎo)的高度肯定，成為國(guó)內(nèi)環(huán)保領(lǐng)域應(yīng)用的典型代表。

據(jù)悉。由國(guó)家發(fā)改委牽頭的重點(diǎn)流域工業(yè)污染防治2013年中央預(yù)算內(nèi)投資備選項(xiàng)目，近日已經(jīng)完成申報(bào)，相關(guān)工程必須保證在2013年上半年開(kāi)工建設(shè)。根據(jù)環(huán)保部等四部委聯(lián)合發(fā)布的《重點(diǎn)流域水污染防治規(guī)劃（2011—2015）》，“十二五”期間，我國(guó)將初步確定規(guī)劃骨干工程項(xiàng)目5998個(gè)，初步估算投資3460億元。重點(diǎn)流域包括松花江、淮河、海河、遼河、黃河中上游、太湖、巢湖、滇池、三峽庫(kù)區(qū)及其上游、丹江口庫(kù)區(qū)及上游等10個(gè)流域，共涉及23個(gè)省（自治區(qū)、直轄市）和254個(gè)市（州、盟）以及1578個(gè)縣（市、區(qū)、旗）。