成果名称: 新一代空气质量监测智能化与集成预报关键技术研发及产业化
完成单位: 中山大学、 广东省环境监测中心、中国环境监测总站、广东旭诚科技有限公司、暨南大学、广东方纬科技有限公司
主要人员: 徐伟嘉、刘永红、吕小明、宫正宇、余志、李红霞、江明、李健军、钟流举、陈多宏、区宇波、黄建彰、曾雪兰、王家恒、蔡铭、邓光侨、王晓彦、周业基、丁卉、郑镇华
介绍:

(一)任务来源:
     任务来源于国家自然科学基金:"基于动态数据驱动的灰霾预报模型的研究"(51108471)、广东省自然科学基金:"区域空气质量空间分析模型与动态展示技术的研究"(S2013040016343)等5个项目。
(二)技术原理及性能指标:
    (1)技术原理:针对建设全国生态环境监测网的技术需求,本项目在已有技术基础上自主研发三个级别(子站端、省市级及国家级)集成技术,研制监测智能化与集成预报的产品装备并实现产业化。项目所研究的各项技术贯穿于"问题诊断-关键技术研发-装备研制-示范应用-服务体系建立-决策支持-产业化推广"这一整体应用路线,并以此为线索指导各项研究工作有序、系统地开展。通过突破空气质量自动监测站三维智能化建模、基于站房运行环境、仪器状态的在线质控等技术自主研发了空气质量自动监测站可视化智能质控技术与装备,实现了站房全方位的智能化监控。通过集成样本筛选机制与算法、自学习统计集合预报模型等研发了面向中小城市的多模式统计集成预报模型,建立了集成预报业务平台体系,解决了输入数据与单一模型的不稳定问题,为中小城市的空气质量管理提供了综合解决方案。通过建立国家级环境空气监测实训基地及区域性服务网络,探索出一套可保障空气质量自动监测网络运行的多层次技术服务体系,推动了监测人员与技术达到空气质量新标准要求,有效保障了空气质量监测网络稳定运行。通过设计多层次专用虚拟信息交换网络结构及研究监测预报数据联网技术与实时共享服务机制,实现了监测信息、分析产品与工具、多层次服务形式共享创新。
    (2)性能指标:
     一是开发了稳定性强、可靠性高、响应时间快、拓展性强的监测智能化产品。项目通过攻克一系列技术难题,研制了站房一体化监控系统、城市摄影与安防监控系统等产品,有效地保障站房人员及设备安全。
    二是实现了空气质量监测预报信息的智能报送、发布和管理。开发了城市环境空气质量预报预警系统、城市空气质量手机管理系统等,实现了空气质量监测信息的实时值、预报值、预警值等信息的报送与发布以及数据统计、查询与管理等功能。
     三是实现了研究成果的示范应用和产业化推广。本项目研发的监测智能化与集成报业务平台体系已实现在广州、佛山、东莞、惠州等珠三角地区的起步应用示范,并且已推广至北京、海南、青海、山东、台湾等20余个省份及香港特别行政区。
     本研究共获得软件著作权35项、软件产品5项、高新技术产品6项;已授权专利6项,其中国家实用新型专利2项,发明专利4项,正在申请发明专利2项;发表学术论文25篇,著作1部。
(三)成果的创造性和先进性:
    1. 通过研发空气质量自动监测站三维智能化建模技术,优化基于站房运行环境、仪器状态于一体的质控技术,实现了数据产生过程溯源,并形成了6层级的空气质量自动监测站运行安全质保体系,有效地保障了站房安全及监测数据质量和有效率。
    2.通过集成实时快速可视化分析算法等技术,研发了多功能的中小城市空气质量监测、分析、预报集成业务平台,为中小城市的空气质量管理提供了综合解决方案。
    3.通过设计多层次专用虚拟信息交换网络结构,以及研究监测预报数据联网技术与实时共享服务机制,有效地解决了多层级信息互流互通的保密性、通畅性问题,提高了环境监测预报系统的可扩展性和兼容性,有效地实现了资源整合与共享。
    4.产业化推广模式的创新。通过攻克技术难题,在大气环境领域内采用"政产学研"新模式将成果推广至全国20余省份应用。
(四)应用情况及存在问题:
    项目成果服务于广东、海南、黑龙江、吉林、甘肃、湖北、新疆、云南、山西、河南、江苏、江西、青海、四川、湖南、陕西、北京、福建、辽宁、香港等20余个省市,且近三年成果应用产生新增销售额共10,122.44万元,为该地区的环境空气质量监测及预报工作提供良好的技术支撑,为环保部门控制新型大气复合污染提供了对策依据,社会和环境效益显著。针对区域空气质量长效改善需求,仍需在重污染天气下多组分污染源实时追踪和来源解析等方面加强技术研发,为大气污染联防联控以及制定高效实用的政策措施提供支持。
  (五)应用前景:
    课题组还将结合国家"一带一路"战略,将研发的平台系统与国内知名仪器厂商和AECOM等跨国公司合作,并推广到"一带一路"沿线国家。


 

批准登记号: 粤科成登(2)字【2017】0116
登记日期: 2017-04-21
研究起止时间: 2008.08 至2015.10
所属行业: 水利、环境和公共设施管理业
所属高新技术类别: 环境保护
评价单位名称: 广东省科技评估协会
评价日期: 2017.04.16