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信息來源：中國(guó)儀表網(wǎng)

    近日，“2014無錫物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例”評(píng)選發(fā)布活動(dòng)舉行。在活動(dòng)中所評(píng)選的“十大物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例”中，無錫中科光電技術(shù)有限公司建設(shè)的“大氣復(fù)合污染（灰霾）智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”成功入選。

    近年來，大氣灰霾現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。無錫中科光電技術(shù)有限公司創(chuàng)新環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感技術(shù)，以智能化技術(shù)升級(jí)開發(fā)核心監(jiān)測(cè)設(shè)備，形成在線監(jiān)測(cè)儀器的集成應(yīng)用，研發(fā)出具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大氣復(fù)合污染智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)目前在無錫新區(qū)試點(diǎn)應(yīng)用，成功布設(shè)大氣污染智能化防控的“天羅地網(wǎng)”，成為國(guó)內(nèi)首家區(qū)縣級(jí)大氣復(fù)合污染評(píng)估、預(yù)測(cè)模型應(yīng)用示范點(diǎn)。該系統(tǒng)的成功應(yīng)用，有效滿足城市灰霾天氣日益復(fù)雜的監(jiān)測(cè)需要，為政府決策者制定大氣污染控制策略提供了數(shù)據(jù)支持，推動(dòng)了大氣污染聯(lián)防聯(lián)控布局。

    獲選的中科光電灰霾監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工程在2013年4月就已經(jīng)開始正式運(yùn)行，項(xiàng)目建立了一站式大氣復(fù)合污染（灰霾）綜合監(jiān)測(cè)、分析、預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)全自動(dòng)的采集、傳輸、審核、處理、上報(bào)；灰霾污染區(qū)域特征分析、機(jī)理研究、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和科研應(yīng)用，成功布設(shè)大氣污染智能化防控網(wǎng)絡(luò)，適應(yīng)城市日益突出的特征污染物以及灰霾天氣現(xiàn)象日益復(fù)雜的監(jiān)測(cè)需要，為政府決策者制定大氣污染控制策略制定提供技術(shù)支持，將有力推進(jìn)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作。

    其中值得一提的是，中科光電灰霾監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所使用的大氣顆粒物監(jiān)測(cè)激光雷達(dá)，采用532nm和355nm線偏振激光對(duì)大氣顆粒物的時(shí)空分布進(jìn)行遙感探測(cè)，獲取大氣消光系數(shù)、退偏振比、邊界層高度、光學(xué)厚度等參數(shù)，全面圖形化展示細(xì)顆粒物時(shí)空演變過程，結(jié)合近地面站點(diǎn)數(shù)據(jù)，可立體綜合分析本地區(qū)域細(xì)顆粒物污染過程、污染特征，有效判別局地污染與外界輸送的關(guān)系，有效探測(cè)高度可達(dá)5千米，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大氣污染來源分析具有核心意義的邊界層的探測(cè)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高空探測(cè)的空白。

    “我國(guó)目前面臨的是發(fā)達(dá)國(guó)家都未遇到的復(fù)雜的復(fù)合型大氣環(huán)境污染。我國(guó)灰霾治理面臨的最大難題，是精準(zhǔn)分析灰霾形成的污染物來源,大氣污染監(jiān)測(cè)是最基礎(chǔ)的工作。”無錫中科光電技術(shù)有限公司總經(jīng)理萬學(xué)平說，目前國(guó)內(nèi)主要采用點(diǎn)式常規(guī)自動(dòng)空氣監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)城市大氣復(fù)合污染（灰霾），監(jiān)測(cè)指標(biāo)主要是氮氧化物，二氧化硫和PM10等常規(guī)因子。

    雖然已新增O3和PM2.5等監(jiān)測(cè)指標(biāo)，但是對(duì)于復(fù)雜的復(fù)合型大氣污染來說，常規(guī)的監(jiān)測(cè)指標(biāo)仍然非常有限，監(jiān)測(cè)儀器和系統(tǒng)信息化程度低，不能支持規(guī)模化集成應(yīng)用，所獲得的信息也只是地面附近和局部監(jiān)測(cè)信息，無法準(zhǔn)確反映大氣灰霾環(huán)境狀況。

    “環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感領(lǐng)域迫切需要深刻變革。”萬學(xué)平表示，環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感技術(shù)是大氣灰霾治理的基礎(chǔ)，亟需向多樣化、智能化、精細(xì)化和網(wǎng)絡(luò)化方向邁進(jìn)。

    為突破環(huán)境在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸，無錫中科光電技術(shù)有限公司充分發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合創(chuàng)新機(jī)制優(yōu)勢(shì)，與江蘇物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心、無錫市新區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心、無錫市環(huán)保信息中心組建項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，研發(fā)大氣復(fù)合污染（灰霾）智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

    中科光電技術(shù)有限公司總工程師宋炳超介紹說，該系統(tǒng)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算技術(shù)，建設(shè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、交換平臺(tái)，整合環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)和污染源在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并對(duì)海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、更新、管理，打造統(tǒng)一的環(huán)境空氣質(zhì)量動(dòng)態(tài)云數(shù)據(jù)中心。

    系統(tǒng)建成后，可支持大氣污染監(jiān)測(cè)目標(biāo)狀態(tài)定時(shí)查詢、按需求實(shí)時(shí)查詢、數(shù)據(jù)分析及顯示、自動(dòng)報(bào)警等功能，并集成智能在線監(jiān)測(cè)儀器與網(wǎng)絡(luò)化信息平臺(tái)，形成一整套具有智能化、網(wǎng)絡(luò)化的環(huán)境在線監(jiān)測(cè)“物聯(lián)網(wǎng)”。

    “通過系統(tǒng)升級(jí)，開發(fā)出適用于大氣復(fù)合污染在線監(jiān)測(cè)的智能化在線監(jiān)測(cè)儀，并形成規(guī)模化集成應(yīng)用，成功實(shí)現(xiàn)了立體監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)的范圍從近地面延伸至高空，監(jiān)測(cè)的參數(shù)指標(biāo)更加全面，覆蓋SO2、PM2.5、CO、NOx、O3、VOCs、細(xì)顆粒物光學(xué)特性等多項(xiàng)指標(biāo)。”宋炳超說。

    中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所所長(zhǎng)劉文清認(rèn)為，中科光電研發(fā)的大氣復(fù)合污染智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，成功布設(shè)大氣污染智能化防控的“天羅地網(wǎng)”，適應(yīng)城市日益突出的特征污染物以及灰霾天氣現(xiàn)象日益復(fù)雜的監(jiān)測(cè)需要，為政府決策者制定大氣污染控制策略制定提供技術(shù)支持，將有力推進(jìn)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作。

    無錫新區(qū)構(gòu)筑天地一體化智能監(jiān)測(cè)網(wǎng)

    作為國(guó)內(nèi)首家區(qū)縣級(jí)大氣復(fù)合污染評(píng)估、預(yù)測(cè)模型的應(yīng)用示范點(diǎn)，無錫新區(qū)于2013年4月正式運(yùn)行中科光電研發(fā)的“大氣復(fù)合污染智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”。

    “霧霾嚴(yán)重威脅居民健康，近年來無錫呼吸道疾病患病率明顯增加。”無錫新區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心實(shí)驗(yàn)室主任沈毅表示，目前的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不能準(zhǔn)確反映污染物的立體空間分布、跨區(qū)域輸送過程，和污染物的來源，更缺乏預(yù)報(bào)預(yù)警能力。

    據(jù)了解，中科光電研發(fā)的“大氣復(fù)合污染（灰霾）智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”以“一個(gè)信息監(jiān)控中心”、“一個(gè)產(chǎn)品驗(yàn)證中心”、“五個(gè)子站”為核心建設(shè)內(nèi)容，從高空至近地面，為無錫新區(qū)構(gòu)筑了一張“天地一體化”的智能監(jiān)測(cè)網(wǎng)。

    宋炳超說，“信息監(jiān)控中心”即為灰霾整體解決方案信息化平臺(tái)，集成監(jiān)測(cè)監(jiān)控、現(xiàn)狀評(píng)估、預(yù)測(cè)預(yù)警、決策支撐、運(yùn)行管理五個(gè)子系統(tǒng)。

    “產(chǎn)品驗(yàn)證中心”主要開展大氣復(fù)合監(jiān)測(cè)核心產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化升級(jí)開發(fā)、應(yīng)用驗(yàn)證等工作。

    “五個(gè)子站”是信息監(jiān)控中心成功運(yùn)作的關(guān)鍵。根據(jù)無錫功能區(qū)布局、氣象條件等情況，分別在上、下風(fēng)向位置、污染源集中區(qū)域布設(shè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，包括三個(gè)固定站，一個(gè)科研站，同時(shí)布設(shè)一個(gè)流動(dòng)監(jiān)控點(diǎn)位，即應(yīng)急環(huán)境監(jiān)測(cè)車，以應(yīng)對(duì)大氣污染突發(fā)事件。

    長(zhǎng)期以來，我國(guó)大氣監(jiān)測(cè)的高空探測(cè)主要依賴進(jìn)口美國(guó)的激光雷達(dá)。美國(guó)的激光雷達(dá)采用高頻率單脈沖，在中國(guó)復(fù)雜的灰霾天氣下，有效探測(cè)高度不足1千米。中科光電基于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的研發(fā)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了智能傳感層技術(shù)突破。

    “中科光電的地基遙感激光雷達(dá)采用低頻且大能量的單脈沖，有效探測(cè)高度可達(dá)5千米，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大氣污染來源分析具有核心意義的邊界層的探測(cè)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高空探測(cè)的空白”宋炳超說。

    調(diào)研分析師在無錫新區(qū)灰霾科研監(jiān)測(cè)站四層樓頂部的小閣樓里，見到了中科光電自主研發(fā)的地基遙感激光雷達(dá)。這個(gè)長(zhǎng)度不足一米、外觀類似望遠(yuǎn)鏡的黑色監(jiān)測(cè)裝置可通過接收大氣后向散射的回波信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的識(shí)別以及時(shí)空演變過程的監(jiān)控。

    灰霾核心監(jiān)測(cè)設(shè)備的智能化升級(jí)是該系統(tǒng)的又一大技術(shù)突破。“傳統(tǒng)的大氣環(huán)境在線監(jiān)測(cè)儀器對(duì)復(fù)雜工況適應(yīng)性較差，導(dǎo)致故障率較高，由于不能支持規(guī)模化集成應(yīng)用，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀器狀態(tài)的集中管理、遠(yuǎn)程維護(hù)。”宋炳超說。

    相比傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)、精準(zhǔn)識(shí)別。”中科光電結(jié)合云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)多軸差分吸收光譜儀、光散射法PM2.5監(jiān)測(cè)儀等核心監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行智能化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的自維護(hù)、自補(bǔ)償、自校正、狀態(tài)自診斷、故障自分析，使傳感器更加智能。

    沈毅表示，該系統(tǒng)能夠有效監(jiān)控大氣污染過程、污染特征，并厘清了污染物的局地和區(qū)域輸送來源，有助于環(huán)保管理部門研究區(qū)域性、突發(fā)性環(huán)境復(fù)合污染形成的機(jī)理和條件，準(zhǔn)確預(yù)警各類潛在的環(huán)境問題。

    示范項(xiàng)目助力大氣污染聯(lián)防聯(lián)控

    “無錫新區(qū)是該系統(tǒng)區(qū)縣級(jí)監(jiān)測(cè)應(yīng)用的試點(diǎn)項(xiàng)目，未來還將向地市級(jí)應(yīng)用擴(kuò)展，最終實(shí)現(xiàn)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控。”萬學(xué)平說。

    基于“大氣復(fù)合污染（灰霾）智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”采集的數(shù)據(jù)，無錫新區(qū)形成春、夏、秋三份空氣質(zhì)量與灰霾成因的相關(guān)分析報(bào)告。沈毅表示，這些具有針對(duì)性的報(bào)告，將推動(dòng)地方政府有效開展區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，制定大氣復(fù)合污染治理規(guī)劃，并構(gòu)建大氣污染聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制。

    目前，中科光電正以東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)為核心，逐步向三區(qū)十群復(fù)合重污染地區(qū)、環(huán)保重點(diǎn)城市推廣應(yīng)用該系統(tǒng)。

    萬學(xué)平認(rèn)為，“大氣復(fù)合污染（灰霾）智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”社會(huì)需求旺盛，市場(chǎng)前景廣闊。根據(jù)國(guó)務(wù)院發(fā)布的《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》進(jìn)度表，2014年，京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角區(qū)域要完成區(qū)域、省、市級(jí)重污染天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)，其他省（區(qū)、市）、副省級(jí)市、省會(huì)城市將于2015年底前完成。

    據(jù)萬學(xué)平介紹，2014年中科光電參與南京青奧會(huì)空氣質(zhì)量安保聯(lián)合觀測(cè)與分析工作，為青奧會(huì)的環(huán)境保障工作提供了有力的數(shù)據(jù)支撐，廣受好評(píng)。今年，中科光電的立體監(jiān)測(cè)設(shè)備大氣復(fù)合污染智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其附屬立體監(jiān)測(cè)設(shè)備銷售額將突破5000萬元。