信息來(lái)源：中國儀表網(wǎng)

    近日，“2014無(wú)錫物聯(lián)網(wǎng)應用案例”評選發(fā)布活動(dòng)舉行。在活動(dòng)中所評選的“十大物聯(lián)網(wǎng)應用案例”中，無(wú)錫中科光電技術(shù)有限公司建設的“大氣復合污染（灰霾）智能監測系統”成功入選。

    近年來(lái)，大氣灰霾現象日趨嚴重。無(wú)錫中科光電技術(shù)有限公司創(chuàng )新環(huán)境監測傳感技術(shù)，以智能化技術(shù)升級開(kāi)發(fā)核心監測設備，形成在線(xiàn)監測儀器的集成應用，研發(fā)出具有完全自主知識產(chǎn)權的大氣復合污染智能監測系統。該系統目前在無(wú)錫新區試點(diǎn)應用，成功布設大氣污染智能化防控的“天羅地網(wǎng)”，成為國內首家區縣級大氣復合污染評估、預測模型應用示范點(diǎn)。該系統的成功應用，有效滿(mǎn)足城市灰霾天氣日益復雜的監測需要，為政府決策者制定大氣污染控制策略提供了數據支持，推動(dòng)了大氣污染聯(lián)防聯(lián)控布局。

    獲選的中科光電灰霾監測系統工程在2013年4月就已經(jīng)開(kāi)始正式運行，項目建立了一站式大氣復合污染（灰霾）綜合監測、分析、預警系統，實(shí)現監測數據全自動(dòng)的采集、傳輸、審核、處理、上報；灰霾污染區域特征分析、機理研究、預測預報和科研應用，成功布設大氣污染智能化防控網(wǎng)絡(luò )，適應城市日益突出的特征污染物以及灰霾天氣現象日益復雜的監測需要，為政府決策者制定大氣污染控制策略制定提供技術(shù)支持，將有力推進(jìn)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作。

    其中值得一提的是，中科光電灰霾監測系統所使用的大氣顆粒物監測激光雷達，采用532nm和355nm線(xiàn)偏振激光對大氣顆粒物的時(shí)空分布進(jìn)行遙感探測，獲取大氣消光系數、退偏振比、邊界層高度、光學(xué)厚度等參數，全面圖形化展示細顆粒物時(shí)空演變過(guò)程，結合近地面站點(diǎn)數據，可立體綜合分析本地區域細顆粒物污染過(guò)程、污染特征，有效判別局地污染與外界輸送的關(guān)系，有效探測高度可達5千米，實(shí)現了對大氣污染來(lái)源分析具有核心意義的邊界層的探測，填補了國內高空探測的空白。

    “我國目前面臨的是發(fā)達國家都未遇到的復雜的復合型大氣環(huán)境污染。我國灰霾治理面臨的最大難題，是精準分析灰霾形成的污染物來(lái)源,大氣污染監測是最基礎的工作。”無(wú)錫中科光電技術(shù)有限公司總經(jīng)理萬(wàn)學(xué)平說(shuō)，目前國內主要采用點(diǎn)式常規自動(dòng)空氣監測站監測城市大氣復合污染（灰霾），監測指標主要是氮氧化物，二氧化硫和PM10等常規因子。

    雖然已新增O3和PM2.5等監測指標，但是對于復雜的復合型大氣污染來(lái)說(shuō)，常規的監測指標仍然非常有限，監測儀器和系統信息化程度低，不能支持規?；蓱?，所獲得的信息也只是地面附近和局部監測信息，無(wú)法準確反映大氣灰霾環(huán)境狀況。

    “環(huán)境監測傳感領(lǐng)域迫切需要深刻變革。”萬(wàn)學(xué)平表示，環(huán)境監測傳感技術(shù)是大氣灰霾治理的基礎，亟需向多樣化、智能化、精細化和網(wǎng)絡(luò )化方向邁進(jìn)。

    為突破環(huán)境在線(xiàn)監測領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸，無(wú)錫中科光電技術(shù)有限公司充分發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合創(chuàng )新機制優(yōu)勢，與江蘇物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心、無(wú)錫市新區環(huán)境監測中心、無(wú)錫市環(huán)保信息中心組建項目團隊，研發(fā)大氣復合污染（灰霾）智能監測系統。

    中科光電技術(shù)有限公司總工程師宋炳超介紹說(shuō)，該系統結合物聯(lián)網(wǎng)、云計算技術(shù)，建設統一的數據采集、存儲、交換平臺，整合環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監測和污染源在線(xiàn)監測數據，并對海量監測數據進(jìn)行存儲、更新、管理，打造統一的環(huán)境空氣質(zhì)量動(dòng)態(tài)云數據中心。

    系統建成后，可支持大氣污染監測目標狀態(tài)定時(shí)查詢(xún)、按需求實(shí)時(shí)查詢(xún)、數據分析及顯示、自動(dòng)報警等功能，并集成智能在線(xiàn)監測儀器與網(wǎng)絡(luò )化信息平臺，形成一整套具有智能化、網(wǎng)絡(luò )化的環(huán)境在線(xiàn)監測“物聯(lián)網(wǎng)”。

    “通過(guò)系統升級，開(kāi)發(fā)出適用于大氣復合污染在線(xiàn)監測的智能化在線(xiàn)監測儀，并形成規?；蓱?，成功實(shí)現了立體監測，監測的范圍從近地面延伸至高空，監測的參數指標更加全面，覆蓋SO2、PM2.5、CO、NOx、O3、VOCs、細顆粒物光學(xué)特性等多項指標。”宋炳超說(shuō)。

    中國工程院院士、中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機械研究所所長(cháng)劉文清認為，中科光電研發(fā)的大氣復合污染智能監測系統，成功布設大氣污染智能化防控的“天羅地網(wǎng)”，適應城市日益突出的特征污染物以及灰霾天氣現象日益復雜的監測需要，為政府決策者制定大氣污染控制策略制定提供技術(shù)支持，將有力推進(jìn)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作。

    無(wú)錫新區構筑天地一體化智能監測網(wǎng)

    作為國內首家區縣級大氣復合污染評估、預測模型的應用示范點(diǎn)，無(wú)錫新區于2013年4月正式運行中科光電研發(fā)的“大氣復合污染智能監測系統”。

    “霧霾嚴重威脅居民健康，近年來(lái)無(wú)錫呼吸道疾病患病率明顯增加。”無(wú)錫新區環(huán)境監測中心實(shí)驗室主任沈毅表示，目前的監測系統不能準確反映污染物的立體空間分布、跨區域輸送過(guò)程，和污染物的來(lái)源，更缺乏預報預警能力。

    據了解，中科光電研發(fā)的“大氣復合污染（灰霾）智能監測系統”以“一個(gè)信息監控中心”、“一個(gè)產(chǎn)品驗證中心”、“五個(gè)子站”為核心建設內容，從高空至近地面，為無(wú)錫新區構筑了一張“天地一體化”的智能監測網(wǎng)。

    宋炳超說(shuō)，“信息監控中心”即為灰霾整體解決方案信息化平臺，集成監測監控、現狀評估、預測預警、決策支撐、運行管理五個(gè)子系統。

    “產(chǎn)品驗證中心”主要開(kāi)展大氣復合監測核心產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化升級開(kāi)發(fā)、應用驗證等工作。

    “五個(gè)子站”是信息監控中心成功運作的關(guān)鍵。根據無(wú)錫功能區布局、氣象條件等情況，分別在上、下風(fēng)向位置、污染源集中區域布設監測站點(diǎn)，包括三個(gè)固定站，一個(gè)科研站，同時(shí)布設一個(gè)流動(dòng)監控點(diǎn)位，即應急環(huán)境監測車(chē)，以應對大氣污染突發(fā)事件。

    長(cháng)期以來(lái)，我國大氣監測的高空探測主要依賴(lài)進(jìn)口美國的激光雷達。美國的激光雷達采用高頻率單脈沖，在中國復雜的灰霾天氣下，有效探測高度不足1千米。中科光電基于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的研發(fā)優(yōu)勢，實(shí)現了智能傳感層技術(shù)突破。

    “中科光電的地基遙感激光雷達采用低頻且大能量的單脈沖，有效探測高度可達5千米，實(shí)現了對大氣污染來(lái)源分析具有核心意義的邊界層的探測，填補了國內高空探測的空白”宋炳超說(shuō)。

    調研分析師在無(wú)錫新區灰霾科研監測站四層樓頂部的小閣樓里，見(jiàn)到了中科光電自主研發(fā)的地基遙感激光雷達。這個(gè)長(cháng)度不足一米、外觀(guān)類(lèi)似望遠鏡的黑色監測裝置可通過(guò)接收大氣后向散射的回波信號，實(shí)現對污染物的識別以及時(shí)空演變過(guò)程的監控。

    灰霾核心監測設備的智能化升級是該系統的又一大技術(shù)突破。“傳統的大氣環(huán)境在線(xiàn)監測儀器對復雜工況適應性較差，導致故障率較高，由于不能支持規?；蓱?，難以實(shí)現對現場(chǎng)儀器狀態(tài)的集中管理、遠程維護。”宋炳超說(shuō)。

    相比傳統的監測系統，該系統實(shí)現了對現場(chǎng)監測數據的自動(dòng)、精準識別。”中科光電結合云計算與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對多軸差分吸收光譜儀、光散射法PM2.5監測儀等核心監測設備進(jìn)行智能化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，實(shí)現整個(gè)系統的自維護、自補償、自校正、狀態(tài)自診斷、故障自分析，使傳感器更加智能。

    沈毅表示，該系統能夠有效監控大氣污染過(guò)程、污染特征，并厘清了污染物的局地和區域輸送來(lái)源，有助于環(huán)保管理部門(mén)研究區域性、突發(fā)性環(huán)境復合污染形成的機理和條件，準確預警各類(lèi)潛在的環(huán)境問(wèn)題。

    示范項目助力大氣污染聯(lián)防聯(lián)控

    “無(wú)錫新區是該系統區縣級監測應用的試點(diǎn)項目，未來(lái)還將向地市級應用擴展，最終實(shí)現大氣污染聯(lián)防聯(lián)控。”萬(wàn)學(xué)平說(shuō)。

    基于“大氣復合污染（灰霾）智能監測系統”采集的數據，無(wú)錫新區形成春、夏、秋三份空氣質(zhì)量與灰霾成因的相關(guān)分析報告。沈毅表示，這些具有針對性的報告，將推動(dòng)地方政府有效開(kāi)展區域產(chǎn)業(yè)結構調整，制定大氣復合污染治理規劃，并構建大氣污染聯(lián)防聯(lián)控機制。

    目前，中科光電正以東部沿海經(jīng)濟發(fā)達地區為核心，逐步向三區十群復合重污染地區、環(huán)保重點(diǎn)城市推廣應用該系統。

    萬(wàn)學(xué)平認為，“大氣復合污染（灰霾）智能監測系統”社會(huì )需求旺盛，市場(chǎng)前景廣闊。根據國務(wù)院發(fā)布的《大氣污染防治行動(dòng)計劃》進(jìn)度表，2014年，京津冀、長(cháng)三角、珠三角區域要完成區域、省、市級重污染天氣監測預警系統建設，其他?。▍^、市）、副省級市、省會(huì )城市將于2015年底前完成。

    據萬(wàn)學(xué)平介紹，2014年中科光電參與南京青奧會(huì )空氣質(zhì)量安保聯(lián)合觀(guān)測與分析工作，為青奧會(huì )的環(huán)境保障工作提供了有力的數據支撐，廣受好評。今年，中科光電的立體監測設備大氣復合污染智能監測系統及其附屬立體監測設備銷(xiāo)售額將突破5000萬(wàn)元。