物聯(lián)網(wǎng)：環(huán)境科學(xué)管理的助推器

物聯(lián)網(wǎng)：環(huán)境科學(xué)管理的助推器

■專家名片

魏斌博士、研究員。環(huán)境保護(hù)部信息中心總工程師，目前研究領(lǐng)域有電子政務(wù)、環(huán)境信息技術(shù)、環(huán)境遙感應(yīng)用、環(huán)境地理信息系統(tǒng)、環(huán)境信息標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范等。

從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)，從網(wǎng)格計(jì)算到云計(jì)算，從數(shù)字地球到智慧地球，從海量數(shù)據(jù)到大數(shù)據(jù)擴(kuò)展，不斷涌現(xiàn)出新的概念和新的技術(shù)。伴隨著這些新技術(shù)革新的是生活、生產(chǎn)方式的相應(yīng)改變。環(huán)保領(lǐng)域也在進(jìn)行著一場(chǎng)這樣的關(guān)于環(huán)境監(jiān)管方式和手段的轉(zhuǎn)變，這種改變正是得益于環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。

環(huán)境監(jiān)管的“千里眼”、“順風(fēng)耳”

環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用，通過(guò)綜合運(yùn)用射頻識(shí)別技術(shù)（RFID電子標(biāo)簽）、紅外傳感器等各種感知技術(shù)，實(shí)時(shí)采集污染源污染物排放、環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)保護(hù)等信息；通過(guò)衛(wèi)星通訊網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò)等各種通訊信道，實(shí)時(shí)地將感知的生態(tài)環(huán)境信息傳輸?shù)江h(huán)境管理部門(mén)海量數(shù)據(jù)資源中心，實(shí)現(xiàn)多種分散的信息互聯(lián)互通；通過(guò)綜合運(yùn)用各種數(shù)據(jù)分析方法，對(duì)感知的生態(tài)環(huán)境信息進(jìn)行智能化處理和科學(xué)分析，支撐環(huán)境質(zhì)量改善、污染物總量減排、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范等環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)業(yè)務(wù)工作，實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)管精細(xì)化、智能化和科學(xué)化。

物聯(lián)網(wǎng)是環(huán)境監(jiān)管的“千里眼”、“順風(fēng)耳”，讓環(huán)境信息獲取更透徹。通過(guò)環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，能夠?qū)λ?、大氣、土壤、生態(tài)等多種環(huán)境要素進(jìn)行全面感知和自動(dòng)監(jiān)測(cè)，全面評(píng)估生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化趨勢(shì)，科學(xué)預(yù)警環(huán)境污染事故的發(fā)生；能夠?qū)Ω鞣N污染源、污染物末端排放監(jiān)測(cè)、工況過(guò)程監(jiān)控，將環(huán)保管理模式由事后處理為主轉(zhuǎn)向事前預(yù)防為主，由粗放式監(jiān)管轉(zhuǎn)向精細(xì)化監(jiān)管；能夠?qū)伺c輻射、危險(xiǎn)廢物和危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸?shù)蕊L(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行全程監(jiān)管，對(duì)突發(fā)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警預(yù)測(cè)，有效防范環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生發(fā)展。環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)是一種新型技術(shù)手段的應(yīng)用，是推動(dòng)環(huán)保多個(gè)層面的變革創(chuàng)新，更是信息化創(chuàng)新環(huán)境管理的具體體現(xiàn)。

環(huán)境科學(xué)管理和決策的好幫手

鄂爾多斯市環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理平臺(tái)。 許曉婷/攝

環(huán)境管理水平與生態(tài)環(huán)境信息獲取和利用水平密不可分。及時(shí)、準(zhǔn)確、全面的生態(tài)環(huán)境信息是環(huán)境管理部門(mén)科學(xué)決策的重要依據(jù)。環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)使生態(tài)環(huán)境信息獲取和感知更加透徹，環(huán)境信息互聯(lián)互通更加全面，環(huán)境管理更精細(xì)、更智能、更科學(xué)。

通過(guò)對(duì)污染源污染物末端排放自動(dòng)監(jiān)測(cè)，以及工況過(guò)程自動(dòng)監(jiān)控，不僅幫助監(jiān)管人員實(shí)時(shí)了解污染物的排放情況，而且當(dāng)企業(yè)超標(biāo)排放、惡意排放污染物時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)出指令，自動(dòng)關(guān)閉排污口，有效防范環(huán)境污染事故的發(fā)生。通過(guò)安裝IC卡總量自動(dòng)控制系統(tǒng)，讓污染源企業(yè)刷卡排污，一旦超過(guò)卡內(nèi)設(shè)定的總量，生產(chǎn)就自動(dòng)停止，有效地實(shí)現(xiàn)污染源排污的總量控制。

環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用獲取的環(huán)境數(shù)據(jù)，加上環(huán)境管理中其他政務(wù)業(yè)務(wù)信息，形成環(huán)境大數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)環(huán)境大數(shù)據(jù)的綜合分析、統(tǒng)計(jì)分析和深度挖掘，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀和污染源污染物排放情況進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，而且準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)環(huán)境質(zhì)量的變化趨勢(shì)，預(yù)警環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事故的發(fā)生，有效提升環(huán)境管理決策能力，實(shí)現(xiàn)環(huán)境智能管理和科學(xué)決策。

環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用全面開(kāi)花

環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域是最早開(kāi)始物聯(lián)網(wǎng)探索和實(shí)踐，并大力推進(jìn)的單位之一。20世紀(jì)90年代中期，環(huán)保部門(mén)嘗試在排污口安裝流量計(jì)，俗稱“黑匣子”，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)將監(jiān)測(cè)的污染物數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾聿块T(mén)，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染源污染物排放的有效監(jiān)管。在試點(diǎn)工作取得明顯成效的基礎(chǔ)上，逐步開(kāi)展重點(diǎn)污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，并利用到環(huán)境監(jiān)督、執(zhí)法管理工作中。污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)就是在污染源廢水、廢棄排污口處安裝各種自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器儀表和數(shù)據(jù)采集傳輸儀，這些設(shè)備通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與環(huán)境管理部門(mén)（環(huán)境監(jiān)控中心）的服務(wù)器相連，實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)通訊，數(shù)據(jù)采集設(shè)備將污染物排放數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地傳輸?shù)江h(huán)境監(jiān)控中心，供管理部門(mén)使用，這實(shí)際上就是物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。

近年來(lái)，我國(guó)環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)在諸多領(lǐng)域得到初步應(yīng)用，效果初顯。在污染源排放監(jiān)管方面，建立了污染源自動(dòng)監(jiān)視和監(jiān)控系統(tǒng)；在環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)方面，已形成國(guó)控、省控、市控三級(jí)為主的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)；在飲用水源地環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理方面，初步建立起飲用水水源地環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)；在危險(xiǎn)化學(xué)品環(huán)境管理方面，建立了危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸全程監(jiān)管系統(tǒng)；在機(jī)動(dòng)車尾氣管理方面，建立了機(jī)動(dòng)車尾氣檢測(cè)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管系統(tǒng)……

北京市已建立完善的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，并開(kāi)發(fā)了提供實(shí)時(shí)空氣質(zhì)量指數(shù)的手機(jī)軟件。CFP/供圖

應(yīng)用深度和廣度不斷拓展

隨著物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)不斷成熟，環(huán)境監(jiān)管可以更加深入高效?！笆濉逼陂g，安裝自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備的污染源企業(yè)數(shù)量不斷擴(kuò)大，污染物監(jiān)測(cè)指標(biāo)不斷增加，污水處理廠和30萬(wàn)千瓦以上電廠中安裝過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)量也在不斷擴(kuò)大，從廢氣、廢水自動(dòng)監(jiān)測(cè)擴(kuò)展到危險(xiǎn)廢物、重金屬、輻射源自動(dòng)監(jiān)測(cè)。在重點(diǎn)水域、重要飲用水水源地、國(guó)界河流和主要支流入河口不斷增加水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站數(shù)量，增強(qiáng)水環(huán)境預(yù)測(cè)預(yù)警監(jiān)測(cè)能力。針對(duì)當(dāng)前主要城市霧霾的嚴(yán)峻形勢(shì)，不斷增加細(xì)顆粒物（PM2.5）的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，增強(qiáng)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)預(yù)警能力。在環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星有效載荷應(yīng)用的基礎(chǔ)上，不斷增加環(huán)境衛(wèi)星后續(xù)星和環(huán)境專用載荷的研制與發(fā)射，增強(qiáng)對(duì)溫室氣體、空氣污染物、水污染等的監(jiān)測(cè)，拓展衛(wèi)星遙感應(yīng)用領(lǐng)域。

環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)逐步與智慧城市融為一體也成為一大亮點(diǎn)，與智慧交通、智慧農(nóng)業(yè)、智慧城管、智慧醫(yī)療、智慧能源等關(guān)聯(lián)應(yīng)用，促進(jìn)了各領(lǐng)域信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同。如，給黃標(biāo)車安上電子標(biāo)簽，與智能交通相關(guān)聯(lián)，可以有效阻止黃標(biāo)車駛?cè)敫咚俟罚c城市交通違章監(jiān)控（“電子眼”）信息共享，可有效遏制黃標(biāo)車的違法行為。給危險(xiǎn)廢物和危險(xiǎn)化學(xué)品安上電子標(biāo)簽，為運(yùn)輸車安裝視頻監(jiān)控和GPS定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與交通部門(mén)、衛(wèi)生部門(mén)的共享信息，提高實(shí)時(shí)跟蹤能力，增強(qiáng)部門(mén)之間的業(yè)務(wù)協(xié)同能力，有效防范環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生、發(fā)展；通過(guò)對(duì)進(jìn)口放射性同位素安裝電子標(biāo)簽，與海關(guān)、商務(wù)、工信等部門(mén)及使用部門(mén)信息共享，加強(qiáng)放射性同位素全過(guò)程監(jiān)控，可有效避免由于放射性同位素的丟失而引起的社會(huì)恐慌。

前景廣闊，尚待持續(xù)發(fā)力

優(yōu)先解決損害人民群眾健康的大氣、水、土壤等突出的環(huán)境污染問(wèn)題，是環(huán)境保護(hù)工作的重中之重。建立統(tǒng)一監(jiān)管所有污染物排放的環(huán)境保護(hù)管理制度，加強(qiáng)對(duì)工業(yè)點(diǎn)源、農(nóng)業(yè)面源、交通移動(dòng)源等污染物排放，以及大氣、土壤、地表水、地下水和海洋等所有納污介質(zhì)的統(tǒng)一監(jiān)管，將對(duì)環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展具有極大的推動(dòng)作用。

2010年《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》明確將物聯(lián)網(wǎng)確定為國(guó)家科研和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。2011年國(guó)家發(fā)改委將環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)作為示范工程，環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用前景被普遍看好。

而環(huán)境保護(hù)監(jiān)管對(duì)象復(fù)雜、范圍廣泛、任務(wù)繁重、關(guān)注度高、影響面大，僅依靠人員有限的環(huán)境執(zhí)法隊(duì)伍和“靠腿跑、用眼盯”的執(zhí)法手段不可能實(shí)現(xiàn)常態(tài)化、制度化的巡查和監(jiān)管，必須繼續(xù)運(yùn)用科技信息化手段，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)打造監(jiān)管利器，提高監(jiān)管水平，必須強(qiáng)化利用衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)“站得高、看得遠(yuǎn)、大范圍”的優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)化利用地面自動(dòng)監(jiān)測(cè)監(jiān)視“自動(dòng)、實(shí)時(shí)、在線”的優(yōu)勢(shì)及時(shí)、準(zhǔn)確、全面獲取各種信息，實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)管“看得見(jiàn)、反應(yīng)快、抓得準(zhǔn)、管得住”。