揭秘霧霾檢測“無人機”:可跨省進行煙氣排污溯源
在霧霾天氣頻發(fā)的當下，跨省煙氣排污溯源是難題。如何才能準確及時地鎖定污染源，使責任認定更加明確?
日前，山東省計算中心與澳洲國立大學合作研發(fā)了“無人機”環(huán)保監(jiān)測新技術，監(jiān)測對象主要鎖定固定污染源的煙氣，預計年底前將應用在省內的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)上。
為此，記者專訪山東省計算中心智能感知與控制創(chuàng)新團隊負責人吳曉明，同他一起解讀旋翼無人機的霧霾檢測過程。
可跨省進行煙氣排污溯源
2014年10月13日，在高新區(qū)新濼大街2008號銀荷大廈B座4層的“旋翼無人機”操控室，記者見到了多旋翼檢測“無人機”，這架頗具“科幻感”的無人機直徑只有1.1米，重量不足10公斤。
“它并不像普通飛機一樣需要專門航道，只需3至5平方的空地就可以實現(xiàn)自主起降。”吳曉明告訴記者，該旋翼檢測無人機依靠機載定位系統(tǒng)，最高可升至500米高空，檢測范圍在5—10公里以內的污染源。
吳曉明告訴記者，該旋翼檢測“無人機”有望在年底前用于山東的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中。“其可對空氣中的PM2.5、PM10、二氧化硫等空氣含量進行定量分析，更可檢測空氣濃度，及早做出霧霾天氣分析。”
據了解，旋翼無人機是省計算中心智能感知與控制創(chuàng)新團隊研發(fā)的基于移動飛行平臺的PM2.5及污染氣體監(jiān)測系統(tǒng)上的機載氣體檢測設備。這個監(jiān)測系統(tǒng)包含移動飛行平臺，機載氣體檢測設備、機載3G/4G通訊模式、機載高清視頻圖像采集系統(tǒng)、地面通訊控制基站和無線傳輸模塊。
“通過移動飛行平臺的精準自定位能力和各種機載氣體傳感器，可得到具有精確地理坐標和高度坐標位置信息的大氣環(huán)境綜合檢測數(shù)據，然后通過機載3G/4G通訊模塊實時傳輸數(shù)據到高性能的計算平臺，從而實現(xiàn)環(huán)境數(shù)據的全方位檢測和精準預報。”吳曉明說。
相對于傳統(tǒng)煙氣監(jiān)測設備，無人機能遠距離發(fā)射，悄無聲息的進行排污監(jiān)測，吳曉明告訴記者。“毫無疑問，這將緩解環(huán)境監(jiān)察人員的工作難度。”
排污企業(yè)監(jiān)測數(shù)據造假，向來令環(huán)境監(jiān)察人員頭疼。“門難進、臉難看，證據難找”，多地環(huán)境監(jiān)察人員均表示傳統(tǒng)煙氣檢測設備給排污檢測企業(yè)留出了“空子”。
“明知道他的除塵設備故意不工作，就是抓不到證據。”濟南環(huán)境監(jiān)察支隊某工作人員告訴記者，有的企業(yè)為應對夜查設置好幾道門崗，每次監(jiān)察人員到達現(xiàn)場，等一級一級門崗通報上去，監(jiān)測設備的造假人員早就接到通知并重新啟動除塵設備了，“證據都被銷毀了。”吳曉明也告訴記者，被監(jiān)測企業(yè)可短時間內脫硝，利用酸堿中和原理迅速降低污染源濃度。
“‘無人機’系統(tǒng)上馬后，巡查實時進行，偷排偷放、監(jiān)測數(shù)據弄虛作假很難再有空間。這無疑增強了環(huán)保監(jiān)察的震懾力。”一名地方環(huán)保執(zhí)法人士表示。
另外，在突發(fā)性環(huán)境煙氣污染事件發(fā)生后，環(huán)保部門還可以快速派出“無人機”進行定位、監(jiān)測，以對突發(fā)事件作出準確及時的應急處理決定。
而無人機監(jiān)測技術為環(huán)保部門帶去的最大“福利”在于，還可跨省進行煙氣排污溯源。“跨省煙氣排污責任認定難，干擾因素多，簡單憑借一架無人機就針對大氣中的排污濃度來斷定污染源，未免武斷，但嘗試運用多架無人機的多方位定量分析數(shù)據，這一難題是可以解決的。”
旋翼無人機的技術攻關
自 2012 年始，山東省計算中心與澳洲國立大學合作研發(fā)該“無人機”環(huán)保監(jiān)測新技術，目前已進入收尾階段。
該研發(fā)團隊——智能感知與控制創(chuàng)新團隊是省科學院首批 4 個創(chuàng)新團隊之一，目前有30人組成，為碩博以上學歷。。
“無人機”監(jiān)測相較人工監(jiān)測的優(yōu)勢，吸引著各地計劃進行環(huán)保監(jiān)測技術升級。”吳曉明透露，為更好的執(zhí)行排污監(jiān)測功能，目前，團隊仍在進行最后的技術檢測。
吳曉明告訴記者，定位的精準是無人機運作過程中技術攻關最關鍵的一環(huán)，“如何在排污煙囪的高溫高濕環(huán)境里保持飛行平衡，這靠的是傳感器。”
而智能感知與控制恰是吳曉明團隊的強項，其中“移動傳感器”與“無線傳感網絡”科研成果早就轉換成生產力。
另外，為力求監(jiān)測數(shù)據的精準，團隊利用“云計算”技術，可在線采集監(jiān)測數(shù)據，并機載分析排放量，及時回傳監(jiān)測分析，“力求及時”
上月底，山東省環(huán)保廳副廳長謝鋒對即將上馬的旋翼無人機遠程煙氣監(jiān)測系統(tǒng)進行了調研。他表示，要盡快推廣使用旋翼無人機遠程煙氣監(jiān)測手段，不斷提高污染源監(jiān)察、監(jiān)測技術水平。
吳曉明介紹，該旋翼無人機遠程煙氣監(jiān)測系統(tǒng)可利用其機動性實現(xiàn)對大氣環(huán)境的細粒度監(jiān)測，其監(jiān)測數(shù)據通過山東省計算中心的國家超級計算濟南中心霧霾預報系統(tǒng)進行大數(shù)據計算，實現(xiàn)對未來將出現(xiàn)的霧霾天氣的準確預測，并對霧霾形成機理的研究貢獻相應的定量分析數(shù)據。
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