大氣粗顆粒物智能感知立體監控關鍵技術及應用

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：北京市生態環境監測中心、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、陸皓昀、李倩、馬騰飛

劉保獻

北京市生態環境監測中心 主任

獲獎感言：

近年來，我國生態環境監測事業不斷發展壯大，監測網絡逐步完善，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。隨著物聯網、大數據和人工智能的不斷發展，智能化的基礎越來越扎實，環境監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管手段。北京市生態環境監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控，支撐了北京的大氣污染治理攻堅行動，實現了環境監測領域智能化發展的初步探索。“十四五”時期，我們將進一步健全智能感知的高密度監測網絡，實現生態環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、共治的現代化環境治理新模式。

◎ TSP 高密度監測設備

◎ TSP 高密度監測設備布設現場

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，難監管、易反彈，全面實時的信息獲取與高效精準的執法管控是解決粗顆粒物污染的核心。項目針對大氣污染監管需求，開拓性完成了粗顆粒物智能感知設備的研發，建立了多維立體監控網絡，形成全方位的監測監管體系，效果顯著。項目取得的主要技術成果如下：

（1）率先研發了基于小型化物聯網技術的大氣粗顆粒物監測設備。自主研發了低成本、小型化、高精度、抗干擾的物聯網TSP 監測設備，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測設備，數據監測周期≤1h。

（2）建立了高時空分辨率的揚塵源遙感監測體系。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測，監測效率提升近40%。結合激光雷達實時垂直觀測，形成了事前預測預報、事中實時監控、事后綜合評估的全流程沙塵遙感追蹤監測機制。

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

項目獲得專利50 余項，項目組發表論文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。