固定污染源精準(zhǔn)治理系統(tǒng)中信息技術(shù)的集成應(yīng)用與效果研究

涂鋼

信息技術(shù)在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用可以說(shuō)是起步于21世紀(jì)初，并從2010年開(kāi)始形成規(guī)?；膽?yīng)用。但是早期信息技術(shù)的應(yīng)用主要是簡(jiǎn)單地將線下的工作轉(zhuǎn)移到電子設(shè)備上完成，在響應(yīng)業(yè)務(wù)的精細(xì)化、智能化管理方面還存在很多不足之處。我國(guó)當(dāng)前環(huán)境治理形勢(shì)嚴(yán)峻，國(guó)家層面對(duì)環(huán)境治理提出了高標(biāo)準(zhǔn)、高要求，使得環(huán)境監(jiān)管部門(mén)急需在環(huán)境管理手段方面贏得新突破，新一代信息技術(shù)的出現(xiàn)，為我們提升環(huán)境治理水平創(chuàng)造了先天條件。

（一）固定源監(jiān)管任務(wù)相當(dāng)繁重

固定污染源，主要指的是產(chǎn)生排污的企業(yè)，是我國(guó)環(huán)境污染的主要貢獻(xiàn)者之一，是“廢氣、廢水、廢渣”（工業(yè)三廢）的主要來(lái)源。因此，針對(duì)固定污染源的監(jiān)管工作是環(huán)境污染防治工作中的首要任務(wù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)環(huán)境監(jiān)管部門(mén)日常80%以上的工作任務(wù)，主要是圍繞固定污染源開(kāi)展。截至2020年底，上海市納入排污許可管理的固定污染源約有5萬(wàn)多家，如果再加上國(guó)家已要求統(tǒng)一監(jiān)管的散亂污企業(yè)、小規(guī)模餐飲店鋪等，累計(jì)近10萬(wàn)家，但上海市環(huán)境執(zhí)法人員僅600多名，若每個(gè)企業(yè)每年排查一次，每名執(zhí)法人員一年要跑160多家企業(yè)，再加上信訪、熱線等渠道帶來(lái)的環(huán)境執(zhí)法檢查工作，針對(duì)固定污染源的監(jiān)管任務(wù)尤其繁重。

（二）條塊化管理遺留了大量的數(shù)據(jù)問(wèn)題

固定污染源是一個(gè)承載著諸多環(huán)境行為信息的載體，包括排污企業(yè)的名稱、經(jīng)營(yíng)地址、所屬行業(yè)、污染物種類(lèi)等數(shù)據(jù)。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的環(huán)境管理較為粗放，針對(duì)排污企業(yè)的管理存在制度不全、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問(wèn)題，并且在早期的企業(yè)信息化進(jìn)程中，未站在整體布局的角度進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，信息系統(tǒng)的建設(shè)相對(duì)獨(dú)立分散，排污企業(yè)的信息呈現(xiàn)數(shù)出多源、多庫(kù)并存的亂象，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、更新的及時(shí)性、共享的一致性都存在較大問(wèn)題。

（三）排污許可制逐漸明晰，為固定污染源的精細(xì)化管理奠定了基礎(chǔ)

任何管理行為都需要以政策為依托，而針對(duì)固定污染源的精準(zhǔn)化管理，也需要有能指導(dǎo)固定污染源分類(lèi)、分級(jí)的明確管理制度，而不是依靠信息系統(tǒng)集成商來(lái)隨便加以區(qū)分，這樣不利于管理行為的標(biāo)準(zhǔn)化，也會(huì)帶來(lái)各種社會(huì)矛盾。我國(guó)于2021年3月1日開(kāi)始正式施行《排污許可管理?xiàng)l例》，其中明確了固定污染源的管理要求、分類(lèi)原則等內(nèi)容，為通過(guò)信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)固定污染源的精準(zhǔn)治理提供了根本遵循。

（一）拓展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在固定污染源監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用場(chǎng)景

目前我國(guó)針對(duì)固定污染源的監(jiān)測(cè)主要以企業(yè)的自行監(jiān)測(cè)和監(jiān)管部門(mén)的監(jiān)督性監(jiān)測(cè)為主，自行監(jiān)測(cè)的要求以排污許可證為主，但企業(yè)的自行監(jiān)測(cè)是否合規(guī)仍然需要通過(guò)監(jiān)管部門(mén)的檢查來(lái)判斷。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的充分應(yīng)用，加強(qiáng)對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)行為的監(jiān)測(cè)，例如工廠用電監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)線的工況情況監(jiān)測(cè)等，與企業(yè)的自行監(jiān)測(cè)相結(jié)合，來(lái)識(shí)別企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程與污染排放之間的規(guī)律性，實(shí)現(xiàn)智能判斷企業(yè)的排污行為是否存在隱瞞和作假，一方面能減少人工檢查的工作量，另一方面能增加對(duì)企業(yè)的約束力。（詳見(jiàn)圖1）。

（二） 通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)離散固定污染源數(shù)據(jù)的集中管理

固定污染源的本質(zhì)是企業(yè)，企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生多種數(shù)據(jù)，主要分散在工商、司法、環(huán)保、稅務(wù)、住建等不同的監(jiān)管部門(mén)，除了在各行政部門(mén)之間存在的數(shù)據(jù)離散現(xiàn)象，在單一部門(mén)內(nèi)部也存在數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，以上海市生態(tài)環(huán)境局的智慧環(huán)保系統(tǒng)項(xiàng)目為例，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)我們發(fā)現(xiàn)固定污染源的數(shù)據(jù)主要存在于監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)、執(zhí)法部門(mén)和各環(huán)境要素監(jiān)管的業(yè)務(wù)部門(mén)（詳見(jiàn)圖2），各部門(mén)采用不用的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和管理方式對(duì)固定污染源數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和更新，缺少一個(gè)統(tǒng)一的渠道來(lái)獲取所有和固定污染源相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)，我們可以建立起固定污染源的數(shù)據(jù)資源池，將分散在不同物理位置、不同信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，依托大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和治理，形成一套可流通的高質(zhì)量的固定污染源數(shù)據(jù)，為固定污染源的精準(zhǔn)治理打下數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。詳見(jiàn)圖2。

（三）基于AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)固定污染源的靶向治理

AI技術(shù)在固定污染源的治理方面有兩個(gè)切入點(diǎn)：一是數(shù)值A(chǔ)I模型的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在：（1）利用數(shù)值模型刻畫(huà)企業(yè)的排污行為特征，從而進(jìn)行差異化的管理；（2）形成特定環(huán)境違規(guī)違法行為事件的數(shù)值模型替代人工進(jìn)行環(huán)境行為監(jiān)督檢查。二是視頻AI技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)攝像機(jī)獲取不同環(huán)境違法行為的圖片樣例，不斷進(jìn)行樣例訓(xùn)練，最終形成可以應(yīng)用的圖像識(shí)別算法，配合前端監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的圖像偵測(cè)，發(fā)現(xiàn)匹配事件即自動(dòng)發(fā)出預(yù)警，以此實(shí)現(xiàn)非現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境監(jiān)管。詳見(jiàn)圖3。

（一）總體設(shè)計(jì)思路

基于信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)固定污染源精準(zhǔn)治理，需要依賴物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)集成，形成可以承載固定污染源精準(zhǔn)治理的信息系統(tǒng)，關(guān)鍵在于建立實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)治污目標(biāo)的三大支柱。詳見(jiàn)圖4。

（1）建立一套管理機(jī)制完善、數(shù)據(jù)全面、更新及時(shí)的固定污染源信息庫(kù)；

（2）為固定污染源打上唯一的身份標(biāo)識(shí)，以此貫穿其整個(gè)生命周期；

（3）建立一套固定污染源標(biāo)簽體系，對(duì)固定污染源進(jìn)行差異化區(qū)分。

（二）建立統(tǒng)一的固定污染源信息庫(kù)

摸清固定污染源底數(shù)，是開(kāi)展固定污染源精準(zhǔn)化監(jiān)管工作的必要基礎(chǔ)。為了解決早期信息化建設(shè)遺留的數(shù)據(jù)問(wèn)題，我們通過(guò)充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)固定污染源數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集和治理，形成一套全局唯一、區(qū)域共享、動(dòng)態(tài)更新的固定污染源庫(kù)，為業(yè)務(wù)的開(kāi)展提供真實(shí)可靠的固定污染源信息。詳見(jiàn)圖5。

（三） 建立統(tǒng)一固定污染源編碼

固定污染源從產(chǎn)生、變更到注銷(xiāo)，一般涉及環(huán)評(píng)審批、排污許可申辦等多個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)建立固定污染源統(tǒng)一編碼規(guī)則和編碼流程，在固定污染源建立之初便賦予唯一的污染源編碼作為身份標(biāo)識(shí)，以編碼為主線貫穿固定污染源的全生命周期，以關(guān)聯(lián)各業(yè)務(wù)部門(mén)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)固定污染源的管理記錄，從而保障固定污染源信息的全面性、可靠性和可溯性，為固定污染源的精準(zhǔn)監(jiān)管提供有力的抓手。詳見(jiàn)圖6。

（四） 建立統(tǒng)一的固定污染源標(biāo)簽體系

對(duì)固定污染源的科學(xué)分類(lèi)，是開(kāi)展固定污染源精準(zhǔn)監(jiān)管的前提條件。以國(guó)家《排污許可證管理?xiàng)l例》為核心依據(jù)對(duì)固定污染源進(jìn)行分類(lèi)，并結(jié)合各環(huán)境監(jiān)管部門(mén)實(shí)際工作開(kāi)展對(duì)固定污染源的分類(lèi)需求，制定固定污染源的分類(lèi)標(biāo)簽體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)固定污染源的快速、智能分類(lèi)，為固定污染源的精準(zhǔn)監(jiān)管提供可靠的手段。詳見(jiàn)圖7。

（一） 推動(dòng)環(huán)境監(jiān)測(cè)、監(jiān)管、監(jiān)察的“三監(jiān)”聯(lián)動(dòng)

圍繞固定污染源開(kāi)展的工作可以總結(jié)為監(jiān)測(cè)、監(jiān)察、監(jiān)管三大類(lèi)，監(jiān)測(cè)以環(huán)境監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)為主，監(jiān)察以環(huán)境監(jiān)察部門(mén)為主，監(jiān)管以各具體環(huán)境要素部門(mén)為主，這三類(lèi)業(yè)務(wù)強(qiáng)相關(guān)聯(lián)，但卻存在嚴(yán)重的數(shù)據(jù)壁壘，溝通基本靠線下，缺少系統(tǒng)上的協(xié)同。通過(guò)固定污染源精準(zhǔn)治理系統(tǒng)打破數(shù)據(jù)壁壘，為各部門(mén)提供統(tǒng)一的固定污染源數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)了同一數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上的環(huán)境監(jiān)測(cè)、監(jiān)察和監(jiān)管業(yè)務(wù)的協(xié)同。

（二） 快速定位目標(biāo)，助力固定污染源精準(zhǔn)監(jiān)管

以往環(huán)境監(jiān)管任務(wù)下發(fā)后，一線執(zhí)行部門(mén)需要根據(jù)監(jiān)管要求去手工匹配、篩選任務(wù)所對(duì)應(yīng)的固定污染源，工作量大而且容易出現(xiàn)遺漏。通過(guò)信息技術(shù)建立的固定污染源標(biāo)簽體系，將管理需求進(jìn)行標(biāo)簽化，可以根據(jù)監(jiān)管任務(wù)需求快速的鎖定任務(wù)目標(biāo)，自動(dòng)生成任務(wù)清單，大大提高工作人員效率。例如需要對(duì)所有重點(diǎn)監(jiān)管企業(yè)中重金屬排放企業(yè)進(jìn)行一次專項(xiàng)檢查，只要通過(guò)重點(diǎn)監(jiān)管企業(yè)和重金屬兩個(gè)標(biāo)簽就能快速生成專項(xiàng)檢查所需的任務(wù)對(duì)象清單。

（三） 統(tǒng)一任務(wù)管理，提高環(huán)境監(jiān)察效率

目前，環(huán)境監(jiān)察人員經(jīng)常會(huì)遇到需要多次前往同一家固定污染源進(jìn)行執(zhí)法檢查的情況，這是影響執(zhí)法效率提升的主要障礙之一。通過(guò)固定污染源精準(zhǔn)治理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)固定污染源數(shù)據(jù)統(tǒng)一后，基于統(tǒng)一的固定污染源庫(kù)建立任務(wù)庫(kù)，將各業(yè)務(wù)系統(tǒng)針對(duì)同一固定污染源產(chǎn)生的任務(wù)進(jìn)行匯總和要素關(guān)聯(lián)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)同一固定污染源的多次任務(wù)的一次性檢查，提高一線執(zhí)法人員的工作效率。

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)的出現(xiàn)給環(huán)境治理手段的創(chuàng)新帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇，在固定污染源的治理方面，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)固定污染源信息的有效整合、分類(lèi)管理，提高固定污染源的數(shù)據(jù)質(zhì)量，為環(huán)境監(jiān)管業(yè)務(wù)的開(kāi)展奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，然后運(yùn)用AI技術(shù)進(jìn)行固定污染源智能化管理，實(shí)現(xiàn)固定污染源的精準(zhǔn)治理。

未來(lái)，通過(guò)信息技術(shù)在固定污染源精準(zhǔn)治理上的應(yīng)用普及，固定污染源數(shù)據(jù)不斷完善，形成生態(tài)環(huán)境行業(yè)信息資源的有機(jī)組合，可以考慮固定污染源數(shù)據(jù)的共享和開(kāi)放，鼓勵(lì)產(chǎn)學(xué)研等機(jī)構(gòu)不斷挖掘，探索新的固定污染源大數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景，帶動(dòng)我國(guó)大數(shù)據(jù)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

作者單位：中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司上海市分公司