掛個“專家號”，為你解釋如何用大數(shù)據(jù)對大氣污染降維打擊
【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】“一看到數(shù)據(jù)高了，就盲目地上‘措施’上‘手段’，用霧炮車除臭氧，除顆粒物，干擾國控站點，這些都是典型的空氣污染‘患者’對照數(shù)據(jù)自醫(yī)過程中的‘瞎吃藥’行為。”中國環(huán)境科學(xué)研究院研究員段菁春告訴記者。
近年來，面向大氣污染防治的天地空一體的監(jiān)測體系逐漸建立， 伴隨著各地如火如荼建設(shè)環(huán)境大數(shù)據(jù)平臺，卻出現(xiàn)了面對繁雜數(shù)據(jù)不知該如何下手的狀況。如何科學(xué)看待數(shù)據(jù)，透過數(shù)據(jù)現(xiàn)象看到空氣質(zhì)量問題本質(zhì)，成為治氣關(guān)鍵。
數(shù)據(jù)對于空氣質(zhì)量意味著什么？
如果人們身體不適，要去醫(yī)院首先體檢。無論是做CT還是驗血項，可以將其稱為“現(xiàn)象”的“象”，通過各種各樣的“象”，來試圖認清疾病這一“本質(zhì)”。
“大氣污染亦是如此。需要通過各樣的數(shù)據(jù)‘象’來認清大氣污染這個‘質(zhì)’。” 段菁春表示。
為推動“治氣”更加精準，作為“象”的數(shù)據(jù)也愈加豐富。
2012年，我國《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準》重新修訂，初步實現(xiàn)與國際接軌，其中增加了PM2.5指標(biāo)。CO、O3、PM2.5這3項污染物成為新增監(jiān)測項目，與原先的SO2、PM10、NO23項指標(biāo)一同構(gòu)筑了空氣質(zhì)量指數(shù)的6項指標(biāo)。
隨著2013年《大氣污染防治行動計劃》的出臺與2018年《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》的發(fā)布，中國的空氣質(zhì)量在線監(jiān)測需求增長迅猛。同時，各種各樣的環(huán)保平臺隨著智慧城市建設(shè)如雨后春筍般增長，新興數(shù)據(jù)層出不窮：雷達、衛(wèi)星、走航、企業(yè)用電；交通流、離子、金屬、VOCs；從大氣超級站到組網(wǎng)再到網(wǎng)格化……
“而因此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)從KB，到MB，到GB，到TB，再到PB，數(shù)據(jù)的增長速度幾乎可以用幾何級概括，是超出大家想象的。”段菁春評價。
傳統(tǒng)的污染成因主要經(jīng)歷觀察——假設(shè)——理論——驗證——應(yīng)用這些階段。
圖源大氣污染成因分析技術(shù)交流
“比如說二氧化硫高了，我們認為可能是燃煤、煙花燃放的問題。但在一些有色冶煉產(chǎn)業(yè)發(fā)達的城市，二氧化硫高，有可能是工業(yè)生產(chǎn)問題。然后，通過上措施驗證，再應(yīng)用到實際中。” 段菁春解釋，一個指標(biāo)背后的成因是多元復(fù)雜的，需要依靠科學(xué)的力量支撐，得出客觀結(jié)論。
這意味著，數(shù)據(jù)僅僅是污染的表象之一, 它可以提供給專家“抓手”，卻并不等于污染的成因。
一旦進入大數(shù)據(jù)時代，非專業(yè)人士看到紛繁數(shù)據(jù)，反而難以決策。結(jié)果是數(shù)據(jù)越多，矛盾越多，觀點越多，問題越復(fù)雜了。
段菁春認為，各地更應(yīng)加強對數(shù)據(jù)綜合研判，再進行決策，對大數(shù)據(jù)信息實現(xiàn)降維化。
在段菁春看來，平臺大數(shù)據(jù)的處理可分為四個階段。
第一階段中，平臺建設(shè)以數(shù)據(jù)展示為主。缺少問題識別的指標(biāo)和指標(biāo)體系、判斷標(biāo)準以及調(diào)控的技術(shù)路線。
“很多地方斥巨資在做環(huán)境大數(shù)據(jù)平臺，搞智慧環(huán)保，大屏幕上跳動著的顏色、線條、數(shù)字固然讓人興奮，但是，如果不對數(shù)據(jù)進行綜合分析，這些低信息密度的冗余數(shù)據(jù)就幾乎直接從在線儀器流向數(shù)據(jù)垃圾桶，經(jīng)過展示后，便失去了價值。” 段菁春表示。
在第二階段，平臺可初步實現(xiàn)客觀指標(biāo)的搭建，數(shù)據(jù)不再是單純展示，而是走向指標(biāo)化。就如同患者去體檢查驗血象后，每項都會有對應(yīng)的范圍一樣，第二階段的處理意味著能夠?qū)崿F(xiàn)對空氣質(zhì)量相關(guān)數(shù)據(jù)的初步分類及預(yù)警。
“這個指標(biāo)體系不僅僅是反映比如PM2.5是否超標(biāo)的問題，更多的是多種數(shù)據(jù)綜合起來，在動態(tài)變化中反映污染成因背后的規(guī)律。” 段菁春說。
第三階段，是帶著數(shù)據(jù)指標(biāo)去掛“專家號”，對數(shù)據(jù)進行研判，基于多種證據(jù)的耦合性來增加對結(jié)論判斷的精準性。
這一階段的重要性體現(xiàn)在，一些地區(qū)進入治氣“深水區(qū)”，長年與空氣污染打交道，時間一長“久病成醫(yī)”，有了大數(shù)據(jù)平臺這張“說明書”后，可以直接精準查找污染源：查找機動車排放超標(biāo)線索、秸稈焚燒哪里冒煙了有火點了……極大提高治氣效率。
但是，涉及臭氧等更復(fù)雜的空氣污染問題，即使看到VOCs、大氣邊界層高度等數(shù)據(jù)，仍然需要專業(yè)科學(xué)人員進行綜合研判分析。
“就像病人經(jīng)過體檢拿到了CT結(jié)果或者血象指標(biāo)后，仍然需要拿去找醫(yī)生復(fù)查一樣。”段菁春解釋，第三階段對數(shù)據(jù)的處理十分考驗管理者的綜合素質(zhì)，應(yīng)更多地結(jié)合大數(shù)據(jù)，讓科研專家來給治氣開“處方藥”。
“最怕的是，一看到數(shù)據(jù)高了，就盲目地上‘措施’上‘手段’，用霧炮車除臭氧，除顆粒物，干擾國控站點被處罰，這些都是典型的空氣污染‘患者’對照數(shù)據(jù)自醫(yī)過程中的‘瞎吃藥’行為。”他補充道。
圖為段菁春在橫斷山脈瀾滄江邊調(diào)研。
第四階段則是智能化階段。目前全國的大氣污染防治的需求廣泛，但是專家仍然有限。 “面向未來，希望我們的大數(shù)據(jù)平臺能夠?qū)崿F(xiàn)真正智能化的發(fā)展。面對復(fù)雜的類似臭氧污染的問題，不再完全依賴科學(xué)家人工研判，而是能夠智能分析數(shù)據(jù)指標(biāo)，自動化地報告空氣污染成因并提供科學(xué)的措施建議。” 段菁春表示。
他坦言，當(dāng)前的平臺建設(shè)能夠達到自動化已經(jīng)不易，距離真正智慧化階段尚存距離，仍需加大投入，不斷攻堅。
“信息化平臺建成后，越少越好，不是東建一個、西建一個，而是要科學(xué)集納功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)通。”段菁春表示，當(dāng)前一些地方平臺只重視建設(shè)，建成后功能缺位，缺乏維護，使用率低，最終信息化平臺淪為展示平臺。
在長期關(guān)注的基礎(chǔ)上，段菁春提及，生態(tài)環(huán)境部生態(tài)環(huán)境執(zhí)法局的監(jiān)督幫扶信息化保障支撐平臺在此方面建設(shè)成果顯著。
記者從生態(tài)環(huán)境執(zhí)法局了解到，這一平臺的使用率非常高。自2022年至今的14輪次監(jiān)督幫扶工作，涉及京津冀及周邊地區(qū)、汾渭平原、長三角、珠三角、成渝、長江中游城市群、天山北坡城市群等120多個城市，每輪次監(jiān)督幫扶都在使用此平臺。
“目前監(jiān)督幫扶平臺已經(jīng)實現(xiàn)了每輪次問題線索的智能化生成。根據(jù)監(jiān)督幫扶新的任務(wù)需求和現(xiàn)場檢查情況的反饋，我們也一直在優(yōu)化技術(shù)路線，使問題線索識別更加精準，同時不斷完善平臺設(shè)計和功能開發(fā)，促進功能迭代升級，方便滿足各類用戶的使用需要。”生態(tài)環(huán)境執(zhí)法局相關(guān)平臺負責(zé)人白飛說。
據(jù)了解，平臺集納了綜合會商、問題線索、任務(wù)清單、排查審核、幫扶調(diào)度等多項重要模塊，貫穿了監(jiān)督幫扶工作的全流程。
此外，平臺建設(shè)中，科技支撐、數(shù)據(jù)聯(lián)通程度高。生態(tài)環(huán)境執(zhí)法局組織評估中心、環(huán)科院、衛(wèi)星中心、監(jiān)測總站、信息中心5個技術(shù)支持單位，通過協(xié)調(diào)接入排污許可、衛(wèi)星遙感、空氣質(zhì)量站點、地面微站、污染源監(jiān)控、執(zhí)法監(jiān)管等49類數(shù)據(jù)，將重點行業(yè)企業(yè)、高值區(qū)、冒泡區(qū)、自動監(jiān)測異常、面源管控、重污染應(yīng)急等各類任務(wù)場景集成在平臺中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)展示和分析。
圖為2022年夏季臭氧監(jiān)督幫扶平臺部分展示。
“隨著這一平臺不斷建設(shè)，功能也不斷‘傻瓜化’，特別便利地方錄入問題。平臺把專家的經(jīng)驗、科研凈化都‘濃縮’在功能中，較好實現(xiàn)了與科學(xué)的結(jié)合。地方填寫只是需要填選項，平臺會自動歸類。如果還有不清楚的地方，專家會遠程提供技術(shù)支持服務(wù)。”段菁春介紹。
平臺還組建遠程在線監(jiān)督幫扶工作專班，實行常態(tài)化聯(lián)合辦公，定期開展空氣質(zhì)量預(yù)測預(yù)報和臭氧污染形勢研判，篩選問題線索和任務(wù)清單，組織技術(shù)培訓(xùn)和線上答疑，評估問題整改和工作成效等。
“這樣一來，平臺經(jīng)歷不斷開發(fā)維護，使得業(yè)務(wù)化率大大提高，這就能讓平臺‘活下來’，不斷走向未來，為智能化打下良好基礎(chǔ)。” 段菁春評價道。
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