北京建成全国首个大气环境监测大模型

发布时间:2024-11-26 03:35:47 来源: sp20241126

  北京建成全国首个大气环境监测大模型 

  推送线索1万余条 生态环境治理模式由“大水漫灌”向“精准滴灌”转变

  近年来,本市空气质量实现明显改善,PM2.5浓度连续三年稳定达标。从过去天天盼蓝天,到现在常常晒蓝天,北京市民的蓝天获得感大幅度提升。生态环境的改善,离不开科技赋能。

  北京青年报记者昨日从市生态环境局获悉,本市创新实施涵盖“监管-监测-监察”的“三监”联动工作机制,并在全国率先打造首个大气环境监测大模型——“三监”大模型,支撑新阶段科学、精准、依法防治大气污染的需求。

  自实施以来,大模型共推送各类环境问题线索1万余条,精准实现快速响应和有效调度,生态环境治理模式逐步由“大水漫灌”向“精准滴灌”转变。

  “三监”联动提高执法精准度

  今年上半年,本市细颗粒物(PM2.5)累计浓度为34微克/立方米,同比下降8.1%。当前,北京大气污染治理已经进入在相对低浓度水平下进一步改善的阶段。面对更窄的减排空间,如何进一步推动空气质量持续改善,让公众收获更多的蓝天白云?“三监”大模型应运而生。

  何为“三监”联动?据市生态环境局大气环境处处长李翔介绍,市生态环境部门率先探索,在大气污染防治领域创新实施“监管部门统筹调度、监测部门智慧感知、监察执法部门精准执法”的联动工作机制。

  具体来说,生态环境监管部门发挥“发动机”作用,统筹调度,提出重点任务要求;生态环境监测部门发挥“哨兵”“耳目”作用,感知发起,依托“三监”大模型,智慧分析线索问题;生态环境执法部门发挥“铁拳”作用,循迹精准监管。“这种机制实际上是在过往行之有效的做法上,利用当前大数据、人工智能等新技术加持,应运而生的2.0版,是一种新型的协同作战、高效运转、科学智慧的工作机制。”李翔说。

  市生态环境保护综合执法总队副总队长谢志宽表示,与过去传统执法手段相比,“三监”联动的执法手段和精准度都大大提高了。今年6月,生态环境部门通过“三监”大模型发现,某印刷企业在14日至17日每天晚上生产设施正常用电,而污染治理设施用电量却显示为0。大模型对比两个电表,自动捕捉“假治污”,提示该企业涉嫌闲置污染治理设施,生产废气未经处理直接排放。

  接到该问题线索后,执法人员赶到现场,当场调取了对应时间段内该企业的生产视频,并对该企业相关人员进行问询。在证据面前,该企业承认了违法事实。目前,生态环境部门对该违法行为已进行立案处理。谢志宽说,“以前主要靠人力和经验去发现环境违法问题,现在借助于科技感知的手段,能提前预知企业有可能存在的问题,我们执法队员也能更精准地开展执法检查。”

  大模型接入50余类多源数据

  北青报记者了解到,本市率先建成的大气环境监测大模型——“三监”大模型,拥有强大的数据库,经过智能算法分析,可对各类污染源全方位、全时段监控。

  “大模型接入了空气质量监测、各类污染源数据等50余类多源数据,构建起‘天上看、地上巡、数据联、电量核’的新一代监测体系,可以说数据底座的基础非常雄厚。”北京市生态环境监测中心副主任沈秀娥介绍。卫星遥感“天上看”,能够遥感智能识别裸地、黑臭水体等10余类目标,识别精度达90%;走航车在“地上巡”,对挥发性有机物(VOCs)边走边测实现“秒级响应-智能溯源-闭环监管”,5700余条路网的道路尘负荷水平也能一目了然。

  同时,用电量、工地台账、餐饮企业台账、重型柴油车等经济社会运行数据联入生态环境监测网络,经过智能算法分析,实现对各类污染源全方位、全时段监控。新型监测网络保障了监测数据“真、准、全、快、新”,为“三监”联动提供了大数据支撑,智慧感知问题线索。

  此外,大模型还录入了环保领域的标准、法规、论文、研究报告等超过100万份文件,构建知识底座,为智能精准研判提供科学支撑。

  研发26类问题线索挖掘算法

  沈秀娥介绍,聚焦低浓度水平下城市精细化管理需求,“三监”大模型自主研发了单车排放超标、企业产治不同步等26类问题线索挖掘算法,动态追踪高值冒泡、超标排放和违规行为。

  例如,通过远程在线监控技术,“三监”大模型可以掌握全市18万辆重型柴油车的行驶路线和排放状况,一旦车辆出现超标排放,即可将车辆信息和超标线索推送至执法部门,精准快速执法。同时,利用设施用电监控技术,将全市千余家重点涉气企业和6000余个监测点位纳入监测,一旦发现生产设施电表在跑而治污设施电表没动静的情况,将被系统捕捉记录。智能解析技术可对2000多个工地、上万个摄像头捕捉到的全流程施工环节视频图进行解析,精准捕捉环境违法行为。

  北青报记者了解到,自去年本市创新实施“三监”联动工作机制以来,全市共推送各类环境问题线索1万多条。最近,北京市生态环境保护综合执法总队一支队支队长李想收到系统提示,某区域挥发性有机物(VOCs)居高不下。“我们就利用走航车在这附近加密监测,刚好看见区域附近就是一个敞开大门的汽修企业,怀疑高值点就是这里造成的。”李想和同事直奔汽修企业的喷烤漆房,马上就发现了这里的活性炭已过了更换周期。同时还发现,在第一盘碳盘底下的中间有一条很窄的缝隙,这样会造成部分未经处理的废气直接排放到大气中。执法人员当场要求企业立即整改,并将该问题移交属地相关部门进行处罚。

  “这些执法信息,都同步反馈到了‘三监’大模型的数据库,走航监测现场复核时,原来的高值区浓度已经下降了95%。执法人员再次检查时,发现企业已经第一时间落实了整改要求。”李想说,“三监”联动对现阶段监管看不见也摸不着的挥发性有机物(VOCs),起到了至关重要的作用。挥发性有机物(VOCs)高值“冒泡”情况明显改善,高值点数量也明显下降。

  对话

  对守法企业“无事不扰”大模型助力优化营商环境

  对话人:北京市生态环境局大气环境处处长 李翔

  北青报:近年来,北京的生态环境持续改善,您如何看待这一变化?

  李翔:良好的生态环境是最公平的公共产品,是最普惠的民生福祉。前不久,摄影爱好者在延庆九眼楼长城,拍到了古老长城与百公里外的中央商务区(CBD)的同框照片,突显了北京的好“气”色。北京市用10年时间完成了发达国家30年的治污历程。从“冬奥蓝”到“1微克蓝”,“三监”联动有力提升科学、精准、依法治污效能,推动大气污染治理能力现代化,支撑北京市持续深入打好蓝天保卫战,给市民带来了越来越多、实实在在的蓝天。

  北青报:在应对空气污染过程中,“三监”大模型如何发挥作用?

  李翔:在日常环境监管和污染过程期间,借助“三监”大模型,我们能做到动态预报污染过程,支撑减排管理决策,锁定和推送问题线索,全市精准调度和执法,实时评估追踪措施落实,实现精细监测、科学溯源、精准分析和高效执法。

  例如,今年3月中旬,准确预测到空气污染过程后,我们及时启动“三监”联动,平台快速推送线索,问题整改实现“快下快上、日产日消”,并逐日评估措施落实情况,支撑了污染过程的“削峰降速”。从评估效果来看,实际污染程度比未采取减排措施的情况,下降了一个等级。

  北青报:“三监”大模型落地应用后,给污染源监管工作带来了哪些转变?

  李翔:“三监”大模型把空气质量、污染源、经济社会运行等各方面的数据进行了融合和集成,它能够进行智慧的研判分析,非常准确地溯源和定位到具体是哪一个区域、哪一部分的污染源,对空气质量造成了影响,实现了看得清、打得准,既“无处不在”,有力督促企业等责任主体杜绝侥幸心理、落实治污减排责任,又对守法企业“无事不扰”,进一步优化了营商环境。

  “三监”联动是一种协同作战、高效运转、科学智慧的工作模式,达到了1+1+1>3的效果,进一步提升了科学治污、精准治污、依法治污的能力,推动了环境治理体系和治理能力现代化。

  现场

  大模型每秒处理上亿条数据信息

  8月7日,北青报记者来到市生态环境监测中心。走进调度室,在北京市大气“三监”联动精准治污调度平台上,清晰显示着各类信息数据。

  大屏左侧,可以看到实时空气质量和未来预测预报结果。中间是地图区域,集成展示了气象数据、污染源数据、调度信息等,融合汇聚成“一张图”。北京市生态环境监测中心综合(大数据)室主任王小菊介绍说,“屏幕上的白色粒子是风场,我们可以看到现在风比较小;这些绿色、黄色的圆点代表全市1000多个高密度站点的实时监测结果,现在北京的空气质量处于优良水平。”

  在屏幕右侧,集中展示了移动源、工业源、扬尘源、环境高值等四大类问题线索,以及精准治污调度的结果。王小菊点击移动源问题线索,屏幕上便显示出今年以来移动源违规排放的线索清单。“你看,6月28日一辆重型柴油车出现氮氧化物排放异常,系统中不仅记录下这辆车的所属公司、车牌号等信息,还能清晰显示这辆车的行驶轨迹。地图中,顺义区的多个路段被标记成红色,代表了该车排放异常,十分显眼。”王小菊说,“系统接入了18万辆重型柴油车的行驶路线和排放状况,每秒处理上亿条数据。我们会将问题线索推送给生态环境执法部门,他们将根据线索进行现场检查。”

  此外,市生态环境监测中心依托“三监”大模型,研发出小助手“天天”,可以通过互动问答的方式为工作人员提供数据查询、问题分析等服务。只见王小菊对着大屏幕说:“请问6月份北京市各区PM2.5浓度是多少?”屏幕右侧立刻展示它思考的过程:大模型首先要理解这个问题,然后通过思考得出它需要调用的工具,这个工具链接到空气质量监测数据库中,调用相应的参数和数据,最终自动绘制一张图表,给工作人员展示出来。同时,它还会提供一个文件下载工具,帮助工作人员下载相应的资料。“从结果中可以看到,6月份延庆区的PM2.5浓度是20微克/立方米,属于全市最优水平。”

  王小菊表示,为更好实现“三监”大模型功能,市生态环境监测中心利用大数据、人工智能等技术手段,研发出多个智能系统,包括北京市大气“三监”联动精准治污调度平台、大气综合管理集成平台、“三监”联动APP、“环保随手拍”以及“京环码上洗”等小程序,通过这些智能化系统,科技赋能支撑精准治污。

  本版文/本报记者 王斌

  摄影/本报记者 袁艺 【编辑:房家梁】