火箭院“空气质量监测网络系统”在央企创新创意大赛中夺冠

发布时间 : 2018-01-30     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

讨厌的雾霾因何产生?影响多大?何时离开?治霾就一定要关掉所有的工厂吗?在不久的将来,这些人们关心的问题将由以无人机为主力的新型空气网络质量监测系统来回答。

  前不久,中国运载火箭技术研究院所属北京临近空间飞行器研究所的“基于无人机的快速部署城市空气质量监测网络系统(以下简称‘空气质量监测网络系统’)”项目在中央企业熠星创新创意大赛中夺冠。央企熠星创新创意大赛是我国最重要、项目质量要求最高的创新创意大赛之一,参加本届大赛的项目有上千个,“空气质量监测网络系统”为何能拔得头筹?

  “因为这个项目直击我国空气质量监测的‘痛点’。”项目负责人张志龙介绍,当前我国空气质量监测主要有3种方式,各有不足:

  定点监测。像北京市目前设置了30多个空气质量固定监测点,每隔1个小时发布一次空气主要污染物的监测数据。30多个监测点显然无法全面覆盖偌大的北京,但是,固定监测点的设备功耗大、体积大、价格昂贵,密集部署较为困难。

  污染源监测。即在污染源内部放置传感器对污染气体进行监测。这虽然在理论上实现了源头检测,但传感器要靠排污企业供电、维护。排污企业“做手脚”很容易,一言不合就“作弊”。

  现场走查。相关部门工作人员去污染源检查取证是最直接的办法,但工作人员数量有限、精力有限,一般是收到群众举报后再前去检查。群众取证意识不强,举报时效性差,积极性有待提高;有的排污企业与检查人员“打游击”,人来我停,人走再排,难以治本。

  当然,若检测不力,空气质量又十分严峻,就只能“快刀斩乱麻”——把“冒气”的企业全部关停。这会带来巨大的经济损失,排放气体质量已达标的企业也得“背锅”。

  那么,“空气质量监测网络系统”如何根治空气质量监测的“痛点”?

  张志龙介绍,这个新型系统由地面、高空以及云计算3部分组成,无人机是其关键环节。

  地面部分包括低空无人机,部署在建筑物顶部的新型无线传感器网络以及移动通信基站。

  高空部分包括携带高光谱相机的高空无人机、卫星,和地面测控站。

  云计算部分包括云服务器,数据处理算法以及信息显示设备等。

  这个系统运转起来后,高空无人机、卫星负责给较大区域拍照,把控空气质量;低空无人机和高密度分布的新型无线传感器可以“动静结合”,快速定位污染源,低空无人机能即刻前往调查取证;云计算部分是前两者的“大脑”,处理照片和传感器的数据、判断污染源方位和距离、为低空无人机“锁定”目标就靠它了。

  此外,该系统在长期收集处理相关数据后,可协助我们总结出雾霾生成、扩散的相关规律,摸清在哪些地区排污最易形成雾霾。待雾霾再来,我们只需关停“要害”地区的排污企业,避免“一刀切”。

  “这套‘空·天·地’一体化系统,既体现了航天人以系统工程思想抓总解决问题的能力,又体现了项目团队在各具体专业的技术优势。”张志龙说,“譬如,该系统中,从照片推算出空气成分、判断雾霾状况的‘雾霾反演’技术,就是从航天图像智能识别技术中拓展出来的;我们设计的新型空气质量传感器,不仅能适应各种工作环境,兼具市面上同类产品的功能,性价比也很高,便于大范围部署……我们已为这些成果申请国家专利。”

  “十面‘霾’伏,当‘雾’之急,每个人都有责任保护空气不受污染,掌握尖端科技的航天人更是责无旁贷。”张志龙说,“我们已与多地环保部门展开合作洽谈。相信在不久的将来,我们研制的系统就能服役,保卫大家的呼吸安全。”

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