大气粗颗粒物智能感知立体监控关键技术及应用

项目名称：大气粗颗粒物智能感知立体监控关键技术及应用

项目编号：HJJS-2021-2-23

获奖等级：二等奖

完成单位：北京市生态环境监测中心、北京英视睿达科技有限公司、二十一世纪空间技术应用股份有限公司

完 成 人：刘保献、鹿海峰、李令军、安欣欣、尹文君、张立坤、张波、张章、金萌、邱昀、沈秀娥、邹克旭、陆皓昀、李倩、马腾飞

刘保献

北京市生态环境监测中心 主任

获奖感言：

近年来，我国生态环境监测事业不断发展壮大，监测网络逐步完善，手段日渐丰富，形成了比较完备的技术体系，但从整体看仍存在简单累加、综合不足的现象。随着物联网、大数据和人工智能的不断发展，智能化的基础越来越扎实，环境监测领域也全面向智能化时代迈进。北京乃至大多城市的粗颗粒物源多面广，一直以来缺乏有效的监管手段。北京市生态环境监测中心瞄准粗颗粒精细化管控的关键问题，构建了世界领先的城市级别的高密度粗颗粒感知体系，实现了粗颗粒物的立体监控，支撑了北京的大气污染治理攻坚行动，实现了环境监测领域智能化发展的初步探索。“十四五”时期，我们将进一步健全智能感知的高密度监测网络，实现生态环境大数据的交换共享以及多源数据的智能分析，探索精准、可信、智能、共治的现代化环境治理新模式。

◎ TSP 高密度监测设备

◎ TSP 高密度监测设备布设现场

项目简介

伴随大气污染治理进程的有效推进，降尘、TSP、PM10等大气粗颗粒物污染成为制约空气质量进一步改善的关键因素之一。粗颗粒物来源多且覆盖面广，难监管、易反弹，全面实时的信息获取与高效精准的执法管控是解决粗颗粒物污染的核心。项目针对大气污染监管需求，开拓性完成了粗颗粒物智能感知设备的研发，建立了多维立体监控网络，形成全方位的监测监管体系，效果显著。项目取得的主要技术成果如下：

（1）率先研发了基于小型化物联网技术的大气粗颗粒物监测设备。自主研发了低成本、小型化、高精度、抗干扰的物联网TSP 监测设备，实现了采样高频次、检测高精度和数据高捕获率。研制了高频次、高精度的降尘自动监测设备，数据监测周期≤1h。

（2）建立了高时空分辨率的扬尘源遥感监测体系。研究了智能解译与柔性生产线技术，在国内首次实现了城市扬尘源的月度全覆盖即时监测，监测效率提升近40%。结合激光雷达实时垂直观测，形成了事前预测预报、事中实时监控、事后综合评估的全流程沙尘遥感追踪监测机制。

（3）构建了综合智能立体监控网络并实现了业务应用。率先在北京建成城市粗颗粒物高密度监测网络，结合智慧遥感、降尘智能网，基于“云质控”技术与“多星协同”的保障模式，形成了“三网合一”的街乡镇无缝覆盖的大气粗颗粒物立体监控网络，实现了粗颗粒物安全可控的在线监测、追踪溯源、预警联动业务应用。

项目获得专利50 余项，项目组发表论文30 余篇。项目成果成功应用于北京大气污染防治及智能执法中，多次服务于重大活动空气质量保障，大幅提升了精细化管理水平，有效降低了粗颗粒物污染，“十三五”期间，北京市TSP、PM10及降尘量分别下降43.7%、42.3%、28.2%。目前项目成果已在100多家单位中得到应用，取得了良好的应用示范效果。