發(fā)展人工智能 助力城市精準(zhǔn)治霾
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圖為中科宇圖資源環(huán)境科學(xué)研究院院長劉銳正在接受專訪。
◆本報記者張黎
目前，大氣污染防治已經(jīng)進入深水區(qū)，應(yīng)用信息化手段幫助地方進行污染源的監(jiān)控，實施智能化調(diào)控以及科學(xué)評估，將在這場戰(zhàn)役中發(fā)揮重要的作用。人工智能如何助力精準(zhǔn)治霾？又有哪些關(guān)鍵技術(shù)？為此，本報記者專訪了中科宇圖資源環(huán)境科學(xué)研究院院長劉銳。
中國環(huán)境報：在“精準(zhǔn)治霾”的戰(zhàn)略背景下，科技手段該如何發(fā)力？
劉銳：目前國家對于精準(zhǔn)治污的重視程度前所未有，各級政府和公眾對于改善環(huán)境質(zhì)量，特別是大氣環(huán)境質(zhì)量，寄予了很高的期望。我們看到，生態(tài)環(huán)境部對水、氣、土三大戰(zhàn)役做了很多周密的部署和落地工作。在大氣污染治理方面，對京津冀及周邊“2+26”城市進行督查，今年以來，更是進一步加大了督查的力度和廣度。
藍天保衛(wèi)戰(zhàn)一方面要靠加強監(jiān)管，另一方面要靠科學(xué)技術(shù)手段。而怎樣將科技手段應(yīng)用到藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，利用信息技術(shù)實現(xiàn)更高效、更精準(zhǔn)的督查，這就是我們工作的重點。
中國環(huán)境報：實現(xiàn)精準(zhǔn)治霾，有哪些關(guān)鍵技術(shù)？
劉銳：精準(zhǔn)治霾總體而言分為四大部分：一是建立天空地立體監(jiān)測體系，精準(zhǔn)找源；二是建立大數(shù)據(jù)分析平臺；三是建立專家系統(tǒng)；四是建立智能調(diào)控平臺。
首先，要弄清楚區(qū)域污染源的排放狀況？梢岳眯l(wèi)星與地面物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測點相結(jié)合，輔助以無人機監(jiān)測系統(tǒng)，形成立體化監(jiān)測體系。
其次，建立大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。建立前期我們協(xié)助生態(tài)環(huán)境部進行督查，督查的一個很重要的作用就是可以采集數(shù)據(jù)。然后，將獲得的大量衛(wèi)星數(shù)據(jù)、地面物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測點數(shù)據(jù)、企業(yè)電力消耗、水消耗以及社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)進行整合并輸入大數(shù)據(jù)平臺展開分析，找出監(jiān)管網(wǎng)格具體存在哪些問題，從而進行重點靶向追蹤。
在此基礎(chǔ)上，建立人工智能專家系統(tǒng)。系統(tǒng)融合了專家的評判、分析、預(yù)報和預(yù)測，并針對企業(yè)的轉(zhuǎn)型、升級和工藝改造提出專家的建議以及治理方案。同時，將其引入到智慧環(huán)保體系和精準(zhǔn)治霾的過程中，讓我們的治污系統(tǒng)更加精準(zhǔn)化、智能化。
最后，實現(xiàn)智能化調(diào)控。如中科宇圖的“城市大氣污染防治智能調(diào)控系統(tǒng)”，包括了一整套大數(shù)據(jù)分析、地理信息展示、衛(wèi)星遙感接入、模型模擬和調(diào)控參數(shù)等。未來，系統(tǒng)還將為地方政府提出綜合社會經(jīng)濟和環(huán)境承載能力以及可持續(xù)發(fā)展平衡的分析。
中國環(huán)境報：人工智能、專家系統(tǒng)如何協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)？它們又是怎樣在大氣污染治理中發(fā)揮作用？
劉銳：人工智能必須與生產(chǎn)應(yīng)用緊密結(jié)合才會有生命力。專家系統(tǒng)能夠用計算機語言來表達專業(yè)領(lǐng)域的思想。簡而言之，就是在專家知識的基礎(chǔ)上用計算機來實現(xiàn)推理、解釋與預(yù)測。
實際上，專家系統(tǒng)是人工智能里非常重要的一部分，如何將領(lǐng)域?qū)＜业闹R、思想系統(tǒng)化、規(guī)則化，讓機器學(xué)習(xí)，并進行模擬智能化集成應(yīng)用，是我們研究的重點。
以河南省平頂山市為例，電力、焦化、水泥、鋼鐵等企業(yè)都會對空氣污染產(chǎn)生影響，我們組織多位專家對企業(yè)進行“一企一策”的評判。專家們提出了轉(zhuǎn)型、升級和改造等措施建議，這就是知識。而如何表達與劃分這些知識，形成一定規(guī)則，并給出結(jié)論，這就是計算機要做的。專家系統(tǒng)就是在回答多個規(guī)則問題的過程中，來確定最終的解決方案。
在實際應(yīng)用中，不可能在每個地區(qū)都帶十個或幾十個專家去調(diào)研，所以需要把多個專家解決這些問題的思想和知識變成規(guī)則，并以大數(shù)據(jù)為輔助，讓計算機能夠識別。目前我們也正在建立專家知識庫，將眾多專家的思想和知識轉(zhuǎn)化成規(guī)則，為環(huán)境管理助力獻策。
中國環(huán)境報：目前，人工智能系統(tǒng)在應(yīng)用中取得了怎樣的效果？未來發(fā)展前景如何？
劉銳：我們的智能化調(diào)控平臺已經(jīng)在平頂山等城市陸續(xù)展開應(yīng)用。它是一個綜合的分析會商平臺，每天、每周、每月都要匯報環(huán)境監(jiān)測的主要問題，讓決策者通過平臺能夠快速進行反應(yīng)。平臺上包括了實時調(diào)度的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，可以對周邊環(huán)境進行監(jiān)測，同時匯集了100多個微型環(huán)境監(jiān)測站的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)24小時的實時監(jiān)測。此外，平臺還與地理信息相結(jié)合，顯示空氣質(zhì)量的熱點變化圖，并根據(jù)不同階段所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和采取的措施，及時進行調(diào)控預(yù)測。
大氣污染防治任重道遠，科技手段要與經(jīng)濟手段相結(jié)合，與城市的經(jīng)濟分析、評估、模擬相結(jié)合。智能城市管理的最終目的是讓城市的運行更加節(jié)能高效，更加綠色可持續(xù)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人工智能、專家系統(tǒng)也將不斷完善，相信在未來5年~10年中，我們會更好地利用信息化手段來提高大氣治理的有效性。
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