日夜“监”程——数据创新赋能城市大气污染治理
一、项目概述
项目背景聚焦于“十四五”规划对PM2.5与臭氧协同控制的要求，特别是挥发性有机物（VOCs）减排目标。山东省积极响应，出台系列政策强化监管。鉴于企业治理设施运行中的盲点及监管部门面临的难点，创新构建大气污染治理设施运行工况管控平台。平台自上线以来，积极协助威海市治污能力提升。2024年1-6月，威海市环境空气质量综合指数2.93，同比改善8.4%；优良天数比例为87.4%，同比改善5.1%，各项空气质量指标继续保持全省领先，环境空气质量得到进一步改善。
该平台通过多点物联感知技术，实时采集治理设施关键参数；运用大数据分析、机器学习、大模型等先进技术对污染治理相关数据的有效特征进行自适应的挖掘，可对污染治理过程中存在的异常及风险进行精准判别，以此赋能平台智能化决策，解决VOCs治理“过程管理”难题。一方面，助力企业实时监控治理设施状态，规避违规风险；另一方面，为监管部门赋予精准、科学监管的能力，提高数字化效能，推动空气质量的改善。
二、解决方案
大气污染治理设施运行工况管控平台是一个综合性的系统，旨在通过先进的技术手段达成对大气污染治理设施运行工况的全方位、高效率管理。通过构建“端传云+平台+应用”架构（如图1所示），实现数字化监管，精细化治污，为大气污染治理提供强有力的支持。
图1 总体架构图
端：多点物联感知设备用于记录大气污染治理设施关键性能参数。通过在企业端安装物联感知设备，采集治理设施过滤、吸附介质压力差、废气流量、活性炭箱温度、箱门状态数据（如图2所示）。
图2 治污设备及采集设备示意图
传：建立物联感知设备与平台间的链路传输。物联感知设备采集大气污染治理设施污染关键参数数据将数据传输至中心端监控平台。
云：依托政务云部署，信息安全可靠。平台部署在政务云上，确保平台在稳固硬件与高效软件环境中运行，并依托丰富数据支持决策。同时，政务云定制功能模块满足业务需求，并构建云保障体系，应对风险挑战，保障平台安全稳定运行。
平台+应用：深度挖掘数据价值，提供可视化数据应用。平台针对海量异构数据，实施特征工程、归一化及降维分析，提升数据处理效能。可以生成详尽预警信息及数据报表、分析报告，精准捕捉异常趋势与风险，助力及时响应。构建直观高效的治污数据模型，为科学精准治污提供坚实数据支撑。
三、商业模式
随着国家对环境保护的重视程度不断提升，多级部门提出推进PM2.5和O3协同控制，加快挥发性有机物排放综合整治。VOCs作为形成PM2.5和O3的重要前体物，其污染防治也成为大气污染控制的关键与重点。一方面政府部门需要实时、准确地掌握环境质量数据，制定有效的环保政策和措施来提高监管效能；另一方面，各种制造企业通常产线复杂，存在环保设施众多、治理设施介质低效失效、安全防护不到位等诸多问题。如何高效、精准地管理，确保治污设备稳定运行，成为企业一大问题。
大气污染治理设施运行工况管控平台是紧密围绕企业、政府监督管理需求建设的信息化平台，解决VOCs治理设施“过程管理”难点痛点。一方面帮助企业掌握治理设施实时状态，规避因未能及时维护导致的违规排放风险，引导企业进行自查自纠；另一方面服务监管部门“精准治污、科学治污”，提高数字化监管效能，为空气质量改善提供关键助力。
一是服务企业治理，提高数字环保管理水平，帮助企业掌握治理设施实时状态，通过预警及时查找原因并处理，确保治理设施正常，提高治理设施效能，助力挥发性有机物稳定达标排放，为落实企业治污主体责任，规避违法排污问题提供技术支撑；二是服务政府监管，丰富非现场监管措施，提高数字化监管能力，全天24小时管控VOCs治理设施运行状态，实现问题闭环管理机制；三是推进空气质量改善，减污降排，通过依法依规运行治理设施，加强VOCs治理关键环节、关键节点的监测监控，遏制臭氧浓度增长，改善环境空气质量。
四、先进性
（1）解决VOCs治理设施“过程管理”难点痛点。平台做到从单纯的污染物排放监测到治理环节监测的拓展延伸，既服务企业实时了解治理设施运行工况，减少污染物排放，提升环境管理水平；又低成本解决了“全过程监测”规模化推广难题，解决VOCs治理设施“过程管理”难点痛点，有效地辅助环境执法，极大提高了执法监管效能。真正实现对VOCs污染的及时有效控制，推进环境空气质量改善。
（2）创新数字监管模式，丰富非现场监管措施。采取低投入、高产出的方式，推动“人防”向“技防”转变，有效填补大气治理“过程”监管空白，弥补监管漏洞，精准推送数据异常信息，建立预警及分级告警机制、建立异常信息先核实后处理机制、建立问题线索闭环管理机制，对大气污染治理设施全程监管、实时监控，进一步提升非现场监管效能。
（3）因企施策，用数据说话，实现差异化管理。根据企业的治理工艺、排放情况、工况运行数据等信息，结合企业从审批端产生的数据链，建立企业“VOCs治理设施运行工况一企一策”，用数据说话，为企业设定有针对性的工况运行标准，建立VOCs治理持续、良性、公正合理的监管机制，实现差异化管理，真正解决企业VOCs治理过程监管的难题。
（4）实现数字多端智汇，提高数字环保水平。开发智慧环保小程序，建立掌上决策分析应用，实现在移动终端数据应用随时随地掌握治理设施运行状态，实现全天候移动办公、移动监管和移动决策。同时配合运维小程序，深化运维数据分析，建立智能报警、排查问题、沟通反馈、汇总分析、整改处理的闭环管理全流程运维服务机制，支持物联感知设备的远程控制和升级，提升运维管理质量水平，确保平台稳定可靠运行。
平台软件模块化设计，提高系统灵活性及可扩展性，数据与“山东通”“爱山东”等移动端系统互联，提高山东通、爱山东使用频率，实现工况管控便捷化、高效化，助力数字环保、数字政府建设。
五、实效性
实用价值：
目前工况管控平台已完成二期建设并成功投入使用，各区县涉及挥发性有机物排放企业共155家纳入监管，涵盖化工、工业涂装、包装印刷、火电、建材等多个行业。平台自上线以来，不断对系统进行迭代升级，对现场设备进行运行维护，优化监管流程，通过线上数据智能分析，帮助监管单位及企业优化线下业务流程，降低监管及设备运维成本。工况管控平台自运行以来，已取得显著成效。
六、示范性
社会效益：
（1）改善环境，服务群众。项目通过精准监测和智能调控，有效提高大气治理设备的运行效率和治理效果，有助于减少挥发性有机物排放，遏制臭氧浓度增长，改善整体空气质量，为环境和公众健康提供了有力保障，为构建绿色、低碳、循环发展的经济体系奠定基础。
（2）科学规划，绿色发展。项目推动地方政府和企业对环保工作的重视，促进了社会整体的环保意识提升，帮助地方政府更科学地制定环保政策和规划，为产业结构调整和绿色发展提供决策支持，有助于实现绿色可持续发展。
（3）降本增利，形象提升。项目的实施有效降低了企业的治污成本，实时预警及分级告警机制能够帮助企业降低处罚风险及安全事故风险；同时，通过对设备的运行数据进行分析，为设备的维护和保养提供科学依据，延长设备的使用寿命，减少维修次数和费用，优化企业用能，从而降低了大气治理的成本。此外，随着环保标准的日益严格，项目能够提升企业及当地政府环保形象，实现经济效益的提升。