揭秘雾霾检测“无人机”:可跨省进行烟气排污溯源
在雾霾天气频发的当下，跨省烟气排污溯源是难题。如何才能准确及时地锁定污染源，使责任认定更加明确?
日前，山东省计算中心与澳洲国立大学合作研发了“无人机”环保监测新技术，监测对象主要锁定固定污染源的烟气，预计年底前将应用在省内的环境监测系统上。
为此，记者专访山东省计算中心智能感知与控制创新团队负责人吴晓明，同他一起解读旋翼无人机的雾霾检测过程。
可跨省进行烟气排污溯源
2014年10月13日，在高新区新泺大街2008号银荷大厦B座4层的“旋翼无人机”操控室，记者见到了多旋翼检测“无人机”，这架颇具“科幻感”的无人机直径只有1.1米，重量不足10公斤。
“它并不像普通飞机一样需要专门航道，只需3至5平方的空地就可以实现自主起降。”吴晓明告诉记者，该旋翼检测无人机依靠机载定位系统，最高可升至500米高空，检测范围在5—10公里以内的污染源。
吴晓明告诉记者，该旋翼检测“无人机”有望在年底前用于山东的环境监测系统中。“其可对空气中的PM2.5、PM10、二氧化硫等空气含量进行定量分析，更可检测空气浓度，及早做出雾霾天气分析。”
据了解，旋翼无人机是省计算中心智能感知与控制创新团队研发的基于移动飞行平台的PM2.5及污染气体监测系统上的机载气体检测设备。这个监测系统包含移动飞行平台，机载气体检测设备、机载3G/4G通讯模式、机载高清视频图像采集系统、地面通讯控制基站和无线传输模块。
“通过移动飞行平台的精准自定位能力和各种机载气体传感器，可得到具有精确地理坐标和高度坐标位置信息的大气环境综合检测数据，然后通过机载3G/4G通讯模块实时传输数据到高性能的计算平台，从而实现环境数据的全方位检测和精准预报。”吴晓明说。
相对于传统烟气监测设备，无人机能远距离发射，悄无声息的进行排污监测，吴晓明告诉记者。“毫无疑问，这将缓解环境监察人员的工作难度。”
排污企业监测数据造假，向来令环境监察人员头疼。“门难进、脸难看，证据难找”，多地环境监察人员均表示传统烟气检测设备给排污检测企业留出了“空子”。
“明知道他的除尘设备故意不工作，就是抓不到证据。”济南环境监察支队某工作人员告诉记者，有的企业为应对夜查设置好几道门岗，每次监察人员到达现场，等一级一级门岗通报上去，监测设备的造假人员早就接到通知并重新启动除尘设备了，“证据都被销毁了。”吴晓明也告诉记者，被监测企业可短时间内脱硝，利用酸碱中和原理迅速降低污染源浓度。
“‘无人机’系统上马后，巡查实时进行，偷排偷放、监测数据弄虚作假很难再有空间。这无疑增强了环保监察的震慑力。”一名地方环保执法人士表示。
另外，在突发性环境烟气污染事件发生后，环保部门还可以快速派出“无人机”进行定位、监测，以对突发事件作出准确及时的应急处理决定。
而无人机监测技术为环保部门带去的最大“福利”在于，还可跨省进行烟气排污溯源。“跨省烟气排污责任认定难，干扰因素多，简单凭借一架无人机就针对大气中的排污浓度来断定污染源，未免武断，但尝试运用多架无人机的多方位定量分析数据，这一难题是可以解决的。”
旋翼无人机的技术攻关
自 2012 年始，山东省计算中心与澳洲国立大学合作研发该“无人机”环保监测新技术，目前已进入收尾阶段。
该研发团队——智能感知与控制创新团队是省科学院首批 4 个创新团队之一，目前有30人组成，为硕博以上学历。。
“无人机”监测相较人工监测的优势，吸引着各地计划进行环保监测技术升级。”吴晓明透露，为更好的执行排污监测功能，目前，团队仍在进行最后的技术检测。
吴晓明告诉记者，定位的精准是无人机运作过程中技术攻关最关键的一环，“如何在排污烟囱的高温高湿环境里保持飞行平衡，这靠的是传感器。”
而智能感知与控制恰是吴晓明团队的强项，其中“移动传感器”与“无线传感网络”科研成果早就转换成生产力。
另外，为力求监测数据的精准，团队利用“云计算”技术，可在线采集监测数据，并机载分析排放量，及时回传监测分析，“力求及时”
上月底，山东省环保厅副厅长谢锋对即将上马的旋翼无人机远程烟气监测系统进行了调研。他表示，要尽快推广使用旋翼无人机远程烟气监测手段，不断提高污染源监察、监测技术水平。
吴晓明介绍，该旋翼无人机远程烟气监测系统可利用其机动性实现对大气环境的细粒度监测，其监测数据通过山东省计算中心的国家超级计算济南中心雾霾预报系统进行大数据计算，实现对未来将出现的雾霾天气的准确预测，并对雾霾形成机理的研究贡献相应的定量分析数据。
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