发展人工智能助力城市精准治霾

图为中科宇图资源环境科学研究院院长刘锐正在接受专访

　　目前，大气污染防治已经进入深水区，应用信息化手段帮助地方进行污染源的监控，实施智能化调控以及科学评估，将在这场战役中发挥重要的作用。人工智能如何助力精准治霾？又有哪些关键技术？为此，本报记者专访了中科宇图资源环境科学研究院院长刘锐。

　　中国环境报：在“精准治霾”的战略背景下，科技手段该如何发力？

　　刘锐：目前国家对于精准治污的重视程度前所未有，各级政府和公众对于改善环境质量，特别是大气环境质量，寄予了很高的期望。我们看到，生态环境部对水、气、土三大战役做了很多周密的部署和落地工作。在大气污染治理方面，对京津冀及周边“2+26”城市进行督查，今年以来，更是进一步加大了督查的力度和广度。

　　蓝天保卫战一方面要靠加强监管，另一方面要靠科学技术手段。而怎样将科技手段应用到蓝天保卫战，利用信息技术实现更高效、更精准的督查，这就是我们工作的重点。

　　中国环境报：实现精准治霾，有哪些关键技术？

　　刘锐：精准治霾总体而言分为四大部分：一是建立天空地立体监测体系，精准找源；二是建立大数据分析平台；三是建立专家系统；四是建立智能调控平台。

　　首先，要弄清楚区域污染源的排放状况。可以利用卫星与地面物联网监测点相结合，辅助以无人机监测系统，形成立体化监测体系。

　　其次，建立大数据分析系统。建立前期我们协助生态环境部进行督查，督查的一个很重要的作用就是可以采集数据。然后，将获得的大量卫星数据、地面物联网监测点数据、企业电力消耗、水消耗以及社会经济数据进行整合并输入大数据平台展开分析，找出监管网格具体存在哪些问题，从而进行重点靶向追踪。

　　在此基础上，建立人工智能专家系统。系统融合了专家的评判、分析、预报和预测，并针对企业的转型、升级和工艺改造提出专家的建议以及治理方案。同时，将其引入到智慧环保体系和精准治霾的过程中，让我们的治污系统更加精准化、智能化。

　　最后，实现智能化调控。如中科宇图的“城市大气污染防治智能调控系统”，包括了一整套大数据分析、地理信息展示、卫星遥感接入、模型模拟和调控参数等。未来，系统还将为地方政府提出综合社会经济和环境承载能力以及可持续发展平衡的分析。

　　中国环境报：人工智能、专家系统如何协调运转？它们又是怎样在大气污染治理中发挥作用？

　　刘锐：人工智能必须与生产应用紧密结合才会有生命力。专家系统能够用计算机语言来表达专业领域的思想。简而言之，就是在专家知识的基础上用计算机来实现推理、解释与预测。

　　实际上，专家系统是人工智能里非常重要的一部分，如何将领域专家的知识、思想系统化、规则化，让机器学习，并进行模拟智能化集成应用，是我们研究的重点。

　　以河南省平顶山市为例，电力、焦化、水泥、钢铁等企业都会对空气污染产生影响，我们组织多位专家对企业进行“一企一策”的评判。专家们提出了转型、升级和改造等措施建议，这就是知识。而如何表达与划分这些知识，形成一定规则，并给出结论，这就是计算机要做的。专家系统就是在回答多个规则问题的过程中，来确定最终的解决方案。

　　在实际应用中，不可能在每个地区都带十个或几十个专家去调研，所以需要把多个专家解决这些问题的思想和知识变成规则，并以大数据为辅助，让计算机能够识别。目前我们也正在建立专家知识库，将众多专家的思想和知识转化成规则，为环境管理助力献策。

　　中国环境报：目前，人工智能系统在应用中取得了怎样的效果？未来发展前景如何？

　　刘锐：我们的智能化调控平台已经在平顶山等城市陆续展开应用。它是一个综合的分析会商平台，每天、每周、每月都要汇报环境监测的主要问题，让决策者通过平台能够快速进行反应。平台上包括了实时调度的卫星数据，可以对周边环境进行监测，同时汇集了100多个微型环境监测站的数据，实现24小时的实时监测。此外，平台还与地理信息相结合，显示空气质量的热点变化图，并根据不同阶段所产生的数据和采取的措施，及时进行调控预测。

　　大气污染防治任重道远，科技手段要与经济手段相结合，与城市的经济分析、评估、模拟相结合。智能城市管理的最终目的是让城市的运行更加节能高效，更加绿色可持续。随着信息技术的发展，人工智能、专家系统也将不断完善，相信在未来5年~10年中，我们会更好地利用信息化手段来提高大气治理的有效性。