魏曉文
2014年12月31日,年度的最后一個工作日,陳龍在位于河北大學(xué)創(chuàng)新園區(qū)的辦公室內(nèi),異常忙碌。他面前的辦公桌上,有助理整理出來的一摞摞厚厚的資料—
2014年6月,天津市政府采購中心以公開招標方式,對天津市環(huán)境監(jiān)測中心大氣常規(guī)污染物監(jiān)測設(shè)備項目實施政府采購,環(huán)境空氣顆粒物自動監(jiān)測儀(PM10)、環(huán)境空氣顆粒物自動監(jiān)測儀(PM2.5)、NO-NO2-NOx監(jiān)測儀、SO2監(jiān)測儀、CO監(jiān)測儀、O3監(jiān)測儀等專業(yè)儀器成為城市大氣環(huán)境治理的標配;
2014年12月,湖北大冶市第三次公開采購大氣環(huán)境移動在線自動監(jiān)測系統(tǒng);
同月,內(nèi)蒙古赤峰公共資源交易中心受赤峰市環(huán)境監(jiān)測中心站委托,公開招標采購大氣污染防治環(huán)境監(jiān)測綜合管理系統(tǒng)平臺,招標過程跨越到新年之后;
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就在此前一天的12月30日,環(huán)保部通報空氣質(zhì)量新標準監(jiān)測實施工作最新進展:提前一年完成《大氣污染防治行動計劃》關(guān)于城市空氣質(zhì)量新標準監(jiān)測實施的要求。
根據(jù)環(huán)保部提出的空氣質(zhì)量新標準“三步走”實施方案,我國2012年將首先在直轄市、省會城市以及長三角等重點區(qū)域?qū)嵤﹪噎h(huán)境空氣質(zhì)量新標準,2013年在113個環(huán)保重點城市和模范城市實施,2015年擴展到所有地級以上城市。自2016年1月1日起,以上各地都要按照新標準監(jiān)測和評價環(huán)境空氣質(zhì)量,并向社會逐點實時發(fā)布監(jiān)測結(jié)果。
2015年1月1日起,全國338個地級及以上城市共1436個監(jiān)測點位,將全部開展空氣質(zhì)量新標準監(jiān)測,并向社會發(fā)布可吸入顆粒物(PM10)、細顆粒物(PM2.5)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)和一氧化碳(CO)等6項指標的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)和空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)。
陳龍向一直跟蹤報道企業(yè)科技項目進展的記者微微一笑:現(xiàn)在很多人終于承認我們的科研項目方向是無誤的,而且對社會意義重大!
花開云霧間
中康韋爾環(huán)境科技有限公司位于河北省保定市,38歲的陳龍是這家民營企業(yè)的CEO。
從2012年開始,中康韋爾環(huán)境科技有限公司致力于大氣環(huán)境自動化監(jiān)測及大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)項目研發(fā)。對于一家民營企業(yè)來說,這個課題有些龐大,投入也一度捉襟見肘,但陳龍卻一直堅信項目的研發(fā)方向,投入數(shù)千萬元,完成了智能環(huán)??諝赓|(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)。
陳龍的產(chǎn)業(yè)研發(fā)開端或許要源于身處之地對污染的切膚之痛。
2013年1月1日,環(huán)保部首次公布的《京津冀、長三角、珠三角區(qū)域及直轄市、省會城市和計劃單列市等74個城市空氣質(zhì)量狀況報告》,保定連續(xù)8天出現(xiàn)嚴重污染,結(jié)果表明,保定排名倒數(shù)第五,API污染指數(shù)高居第三位。
到了2014年12月環(huán)保部發(fā)布的11月份京津冀、長三角、珠三角區(qū)域及直轄市、省會城市和計劃單列市等74個城市空氣質(zhì)量狀況中,按照城市環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)評價,保定則排在了全國末位。
中國空氣質(zhì)量的標準并不嚴苛。以PM2.5為例,這個被確認為一級致癌物的污染物,世界衛(wèi)生組織推薦的健康指導(dǎo)值是10微克/立方米。而在中國的空氣考核體系里,PM2.5的年均濃度低于35微克/立方米,就算達標。
對于這座距離北京200公里的華北城市來說,大氣環(huán)境卻使其成為遠近聞名的“污染重災(zāi)區(qū)”的代名詞。
陳龍習(xí)慣站在辦公室的涼臺遠眺,他說,當我經(jīng)??床灰娺h處的樓群時,除了咽喉的異樣,還有心底的焦灼。
中康韋爾就是在這“十面霾伏”中悄然而生,一直從事醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)運作的陳龍?zhí)寡宰约菏恰鞍锥 比腴T,他組建科研團隊,投入巨資進行研發(fā)。兩年之后,中康韋爾環(huán)境科技有限公司拿到了近70項技術(shù)專利,智能環(huán)??諝赓|(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)也區(qū)域完善,開始最后的產(chǎn)品化試驗。
針對國內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測站建設(shè)周期和占地面積的局限性不能夠滿足目前監(jiān)測站點的需要,科研人員基于云平臺體系,聯(lián)合GIS、Web Service、SOA、WIFI的無線傳輸技術(shù)、北斗智能定位技術(shù)和3G技術(shù),采用工業(yè)級芯片集成LSI大規(guī)模集成電路,依靠結(jié)合現(xiàn)有先進的顆粒數(shù)量檢測、氣體含量檢測、溫濕度檢測等技術(shù)的高精度傳感器監(jiān)測空氣環(huán)境中的污染物,創(chuàng)新開發(fā)出了智能空氣質(zhì)量監(jiān)測儀,主要針對《環(huán)境空氣質(zhì)量標準GB 3095-2012》目前環(huán)境空氣污染物基本項目顆粒物(粒徑小于等于2.5um)、顆粒物(粒徑小于等于10um)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)和臭氧(O3)的監(jiān)測。
檢測系統(tǒng)包括有車庫檢測組件、小區(qū)環(huán)境檢測組件以及室內(nèi)檢測組件。車庫檢測組件包括有一氧化碳檢測器、二氧化氮檢測器;小區(qū)環(huán)境檢測組件包括有PM2.5顆粒物檢測器、PM10顆粒物檢測器;室內(nèi)檢測組件包括有天然氣檢測器以及溫濕度檢測器。檢測系統(tǒng)通過WIFI信號收發(fā)組件與控制中心無線信號連接。
通過智能空氣質(zhì)量監(jiān)測儀的高精度傳感器可以對空氣環(huán)境中的低濃度痕量對應(yīng)物質(zhì)有著敏感的響應(yīng),精確地快速反映出真實值,做到對大氣環(huán)境指標數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。
按照陳龍的設(shè)計架構(gòu),如果將這套系統(tǒng)應(yīng)用于保定,應(yīng)該是落實京津冀大氣污染聯(lián)防聯(lián)控重要的一步,作為全國第一個將城市劃分為網(wǎng)格化監(jiān)測的空氣質(zhì)量管理系統(tǒng),打破了常規(guī)的以點帶面的做法,可以實現(xiàn)中小尺度空間、精準時間粒度的污染監(jiān)測與污染預(yù)報。隨后,在北京、天津和河北11個地級市運行城市空氣質(zhì)量管理系統(tǒng),對整個京津冀地區(qū),可以加強對灰霾、臭氧的形成機理、來源分析、遷移規(guī)律和監(jiān)測預(yù)警等研究,為污染治理提供科學(xué)支撐;對一個地區(qū)而言,可以實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)污染監(jiān)管、揚塵污染監(jiān)管、機動車尾氣污染監(jiān)管、淘汰落后產(chǎn)能,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和環(huán)保精細化管理,從源頭上預(yù)防、控制環(huán)境污染和環(huán)境破壞,解決監(jiān)管力度不夠問題,解決偷排偷放、弄虛作假問題,配合城區(qū)網(wǎng)格化管理體系建設(shè),實現(xiàn)網(wǎng)格化管理自動化與智能化。
全國政協(xié)委員、中國疾控中心主任王宇認為:“霧霾的主要來源并不是汽車尾氣、粉塵污染等,而是砷和多環(huán)芳烴等,要找到關(guān)鍵的污染來源,把錢花在刀刃上,這樣治理大氣污染才能見到成效。”他強調(diào)治理霧霾關(guān)鍵是要加強監(jiān)測與評估。
“尋根溯源不能依靠人的嗅覺和視覺去尋找,得依靠科技的力量、科學(xué)的儀器,用事實說話!”陳龍自詡:我現(xiàn)在就是要做第一個吃螃蟹的人!中康韋爾這朵環(huán)保的科技之花,在華北一隅靜靜綻放。
云起霾生處
2013年被國內(nèi)外媒體稱為“大數(shù)據(jù)元年”。大數(shù)據(jù)如同浪潮一般席卷全世界,不僅在信息技術(shù)行業(yè)備受矚目,更成為變革科研、商業(yè)、政府運作方式乃至人類思維方式的一個熱點。
陳龍說,沒有多少人能關(guān)注到大數(shù)據(jù)的重要性,至少沒有多少人認識到大數(shù)據(jù)對社會民眾真正的價值。他耐心為記者敘述一個故事:
2009年出現(xiàn)一種新的流感病毒。這種甲型H1N1流感結(jié)合了導(dǎo)致禽流感和豬流感的病毒的特點,在短短幾周內(nèi)在全球迅速傳播。有人恐慌于可能會爆發(fā)大規(guī)模流感,類似于1918年在西班牙爆發(fā)的、影響了5億人口并奪走了數(shù)千萬人性命的大規(guī)模流感。當時更糟糕的是,我們還沒有研發(fā)出對抗這種新型流感病毒的疫苗。公共衛(wèi)生專家能做的只是減慢它傳播的速度。但要做到這一點,他們必須先知道這種流感出現(xiàn)在哪里。
由于人們可能患病多日實在受不了了才會去醫(yī)院,同時這個信息傳達回疾控中心也需要時間,因此通告新流感病例時往往會有一兩周的延遲。然而對于一種飛速傳播的疾病,信息滯后兩周的后果將是致命的,這種滯后導(dǎo)致公共衛(wèi)生機構(gòu)在疫情爆發(fā)的關(guān)鍵時期反而無所適從。
但是在甲型H1N1流感爆發(fā)的幾周前,互聯(lián)網(wǎng)巨頭谷歌公司的工程師們卻準確預(yù)測到了此次病毒的爆發(fā),它令公共衛(wèi)生官員們和計算機科學(xué)家們感到震驚。谷歌的工程師曾撰文解釋了谷歌為什么能夠預(yù)測冬季流感的傳播:不僅是全美范圍的傳播,而且可以具體到特定的地區(qū)和州。
原來,谷歌通過觀察人們在網(wǎng)上的搜索記錄來完成這個預(yù)測,他們設(shè)立關(guān)注特定檢索詞條的頻繁使用與流感在時間和空間上的傳播之間的聯(lián)系。谷歌保存了多年來所有的搜索記錄,而且每天都會收到來自全球超過30億條的搜索指令,如此龐大的數(shù)據(jù)資源足以支撐和幫助它完成這項工作。他們的預(yù)測與官方數(shù)據(jù)的相關(guān)性高達97%。和疾控中心一樣,他們也能判斷出流感是從哪里傳播出來的,而且他們的判斷非常及時,不會像疾控中心一樣要在流感爆發(fā)一兩周之后才可以做到。驚人的是,谷歌公司的方法甚至不需要分發(fā)口腔試紙和聯(lián)系醫(yī)生—它是建立在大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上的。
這是當今社會所獨有的一種新型能力:以一種前所未有的方式,通過對海量數(shù)據(jù)進行分析,獲得有巨大價值的產(chǎn)品和服務(wù),或深刻的洞見。
因為認識,所以堅持。
從企業(yè)成立伊始,陳龍就提出了環(huán)境監(jiān)測的云平臺—即大數(shù)據(jù)服務(wù)方向。
中康韋爾的大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)從2012年就拉開了序幕。
在中康韋爾,被稱為云計算中心的大數(shù)據(jù)平臺是數(shù)據(jù)存儲、分析、挖掘的重要載體,主要功能是利用云計算強大的數(shù)據(jù)處理能力對采集點的大氣污染物的排放量進行存儲分析與數(shù)據(jù)挖掘,建成京津冀最完整的大氣污染排放數(shù)據(jù)庫。在河北大學(xué)科技園區(qū),占地面積3000平方米,投資規(guī)模已達到5000萬元的大數(shù)據(jù)平臺已經(jīng)讓中康韋爾站在“云”端,眺望更為廣闊的世界。
總有商業(yè)伙伴驚異于陳龍的超前思維,他的前瞻性視覺在時間檢驗面前顯得與眾不同。
中國疾控中心主任王宇在2014年提到霧霾監(jiān)測的重要性,按照此前衛(wèi)生、疾控部門分析,霧霾天對人體的影響,主要體現(xiàn)在呼吸道功能有問題的人群,比如患哮喘、慢阻肺等呼吸道疾病患者,長期持續(xù)霧霾天氣會導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)疾病和心血管疾病的患者發(fā)病率增高,相應(yīng)的死亡率也會增加。但具體致病的因果關(guān)系有多緊密仍需調(diào)查研究數(shù)據(jù)“說話”,不過因為缺乏系統(tǒng)的長期監(jiān)測,無法揭示霧霾特征污染物對健康的危害。因霧霾導(dǎo)致發(fā)病、死亡的具體概率,目前都沒有翔實的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
中康韋爾在環(huán)境保護領(lǐng)域應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以視作是建立創(chuàng)意與實用兼具的環(huán)境治理模式的嶄新開始!
中康韋爾計劃借助大數(shù)據(jù)采集技術(shù),將收集到大量關(guān)于各項環(huán)境質(zhì)量指標的信息,通過傳輸?shù)街行臄?shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)分析,直接指導(dǎo)下一步環(huán)境治理方案的制定,并實時監(jiān)測環(huán)境治理效果,動態(tài)更新治理方案。通過數(shù)據(jù)開放,將實用的環(huán)境治理數(shù)據(jù)和案例以極富創(chuàng)意的方式傳播給公眾,通過一種鼓勵社會參與的模式提升環(huán)境保護的效果與效率。
藍天白云端
APEC藍,2014年新的網(wǎng)絡(luò)詞匯,形容APEC會議期間北京藍藍的天空。這一次舉世矚目的盛會,也成為中康韋爾成長發(fā)展階段性的考場。
2014年11月,為了確保會議期間空氣質(zhì)量,環(huán)保部出臺《環(huán)境保護部亞太經(jīng)濟合作組織(APEC)會議空氣質(zhì)量保障督查方案》,截至11月8日,河北省已有8個設(shè)區(qū)市和兩個省直管市啟動了一級重污染天氣應(yīng)急減排措施,共有2000多家企業(yè)臨時停產(chǎn),1900多家企業(yè)限產(chǎn),1700多處工地停工。
為了做好APEC會議期間的空氣質(zhì)量預(yù)報預(yù)測工作,11月,保定市環(huán)境保護局領(lǐng)導(dǎo)前往中康韋爾,與中康韋爾首席氣象科學(xué)家,共同在技術(shù)方面對APEC會議期間的空氣質(zhì)量進行聯(lián)合預(yù)測預(yù)報會商。
事后,保定市環(huán)境保護局有如此結(jié)論:中康韋爾的城市空氣質(zhì)量管理系統(tǒng)能夠有效地對空氣質(zhì)量進行實時監(jiān)測,準確性較高。配合環(huán)保局對APEC會議期間的風(fēng)力、溫度、濕度等氣象要素及環(huán)境空氣質(zhì)量進行了預(yù)測預(yù)報,通過智能空氣質(zhì)量檢測儀采集的數(shù)據(jù)與環(huán)保局的監(jiān)測站數(shù)據(jù)共同傳輸?shù)匠鞘锌諝赓|(zhì)量管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)合地形特點、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及氣象條件進行綜合數(shù)據(jù)分析,為環(huán)保局在APEC會議期間實施的環(huán)境空氣質(zhì)量的監(jiān)測、預(yù)報和預(yù)警提供了重要參考依據(jù)。
保定市環(huán)境保護局更為詳細的資料舉例說明:2014年11月22日京津冀區(qū)域曾出現(xiàn)一次重污染天氣過程,為配合環(huán)保局落實環(huán)保部及省環(huán)保廳的有關(guān)通知要求,對此期間空氣質(zhì)量進行及時預(yù)測預(yù)報,中康韋爾向環(huán)保局提交了空氣質(zhì)量預(yù)報分析報告。該報告利用其城市空氣質(zhì)量管理系統(tǒng),準確對當月22日至26日的空氣質(zhì)量進行了預(yù)測預(yù)報,對環(huán)保局在此間的應(yīng)急處置提供了有效幫助。
目前,中康韋爾已經(jīng)自主研發(fā)出了新一代空氣質(zhì)量傳感監(jiān)測系統(tǒng)和相關(guān)核心設(shè)備,實現(xiàn)對傳感布點區(qū)域大氣環(huán)境和空氣質(zhì)量的24小時全天候自動實時監(jiān)管,并基于云計算環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺,提供各種類型的增值服務(wù)。中康韋爾與IBM中國研究院聯(lián)合研發(fā)了新一代基于多種數(shù)值預(yù)報模式的“城市大氣質(zhì)量監(jiān)測預(yù)測決策支持平臺”,充分利用大數(shù)據(jù)分析和高性能計算等領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢,集成自主的空氣質(zhì)量傳感監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)了海量數(shù)據(jù)的快速傳輸和優(yōu)化處理,通過不同數(shù)學(xué)模型及多模型動態(tài)組合優(yōu)化,可最大限度提升監(jiān)測預(yù)測決策的精度和時效性,從而為政府大氣污染防治提供中短期科學(xué)決策與長期措施效果的定量評估提供支撐。
陳龍說:大數(shù)據(jù)應(yīng)用在環(huán)境保護有兩個亮點:首先是365天的24小時不間斷環(huán)境變化監(jiān)測,其次是基于可視化方法的環(huán)境數(shù)據(jù)分析結(jié)果和治理模型的立體化展現(xiàn)。通過虛擬的數(shù)據(jù)我們可以模擬出真實的環(huán)境,進而測試所制定的環(huán)境保護方案是否有效,這種極具創(chuàng)意的環(huán)境治理方式已經(jīng)在多個國家得到應(yīng)用。
中康韋爾的大氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)WIFI和3G技術(shù)的完美結(jié)合使網(wǎng)關(guān)具備了無線的一對一接收和定向發(fā)送,在經(jīng)過其獨有的加密方式,保證了其數(shù)據(jù)的安全性。方便有關(guān)部門對各個監(jiān)測點的空氣環(huán)境質(zhì)量實時掌握,對于突發(fā)情況采取及時應(yīng)對措施,以利于及時治理空氣環(huán)境的污染及控制。
此前的10月份,保定市科協(xié)組織各領(lǐng)域?qū)<以谥锌淀f爾召開技術(shù)對接大會,中國通信學(xué)會處長徐智君、清華大學(xué)自動化系副教授曹麗、中國儀器儀表學(xué)會秘書長朱險、中國電子學(xué)會副秘書長王玉生等專家學(xué)者前往中康韋爾云計算平臺控制中心現(xiàn)場參觀了解后,一致表示希望在通信、氣象等領(lǐng)域展開合作。
現(xiàn)在,人類社會已經(jīng)進入了一個全新的歷史階段—大數(shù)據(jù)時代。人成為一切數(shù)據(jù)足跡的總和,人們的一切行為都以數(shù)據(jù)的形式被記錄、被儲存、被處理。
陳龍說,在大數(shù)據(jù)時代,信息逐漸趨于扁平化,這意味著數(shù)據(jù)對于每個身處其中的人而言都是公平的。在大數(shù)據(jù)時代,人人都可以像上帝一樣,通過各數(shù)據(jù)匯總,俯瞰萬千世界的任何一面。最高決策者如此,普通公民亦如此,只要你愿意參與進來。只有全民參與,共同落實《大氣污染防治行動計劃》,才能使灰蒙蒙的天空早日重現(xiàn)清澈的藍天。
大數(shù)據(jù)不僅是一種海量的數(shù)據(jù)狀態(tài)及其相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理技術(shù),更是一種思維方式、一項重要的基礎(chǔ)設(shè)施、一個影響整個國家和社會運行的基礎(chǔ)性社會制度;大數(shù)據(jù)也并不僅是一場技術(shù)變革,更意味著一場社會變革,而這種社會變革又伴隨并呼喚著公共管理與公共服務(wù)領(lǐng)域的變革。中康韋爾正爬升于大數(shù)據(jù)的“云”端,俯看公共環(huán)保領(lǐng)域世界,用自身的智慧,為社會管理和每個人的健康生活提供幫助。