狙擊空氣污染，智慧城市給你更潔凈的空氣
2018-05-15 09:22:54 來源: 洞悉數據經濟
最新的“超本地化”空氣質量監測技術，將讓人們的呼吸更加輕松。
通常當城市被煙霧籠罩的時候，很多人第一反應就是整個城市遭受了污染，但情況并非總是如此。無論是豚草花粉污染還是工廠煙塵污染，一般都只會污染一個街區，其他的街區是不會受到太大影響的。
世界衛生組織的數據顯示，每年大約有700萬人因空氣污染而過早死亡。在一項針對世界人口最密集城市的研究中發現，引發城市空氣污染的最主要原因，是在運輸、能源、工業和廢物管理等方面不可持續的發展政策。
如今在一個城市中，空氣質量監測站(AQM)一般只會分布在為數不多的幾個點位進行空氣采樣，然后形成整個城市的空氣質量指數(AQI)。因為空氣質量監測站(AQM)收集到的數據非常有限，所以根本無法用于了解城市各個街區的詳細情況。
基于物聯網(IoT)技術和電化學傳感器的新系統，正在改變空氣污染的監測方式。新的空氣質量監測技術，可以分析逐條街區的污染、花粉和有毒物質，并且可以根據時間和地點提供實時的數據。
在洛杉磯、北京和新德里等受空氣污染較嚴重的城市，是否能夠獲得空氣質量相關的最新、最準確信息，對患有肺部疾病(例如：哮喘和慢性阻塞性肺病(COPD))的人群來說非常重要。
如果人們能夠知道某個地區的空氣污染很嚴重，那么他們就可以提前采取相應的預防措施，比如：佩戴呼吸面罩、選擇另一條通勤路線上班、調整度假計劃，甚至可以選擇留在家中躲避污染。
弗吉尼亞聯邦大學醫學院內科和肺病副教授Catherine Grossman博士說：“人們可能會說，'我今天不會去那個有污染的地方，讓自己暴露在污染的環境中。”
“原本計劃去納什維爾或路易斯維爾度假的人，可能會因為當地的環境污染情況而改去別的地方”。
過時的監測系統
羅伯特博世工程公司全球總經理Mahesh Chikodi說，能否準確的報告污染情況至關重要。目前的監測系統太過龐大，便攜性和可擴展性都很差，一方面不能精確的查明污染源，另一方面也不能實現實時的數據報告。
在市政當局拿到空氣污染數據時，可能已經過去2~4個小時了，監測過的區域空氣質量可能也已經發生了變化。
“知道幾個小時前的空氣質量有什么用?”Chikodi說。
更糟糕的是，人們通常要根據所在地20英里外的空氣質量數據，來決定他們是否要佩戴空氣過濾面罩，英特爾智慧城市業務發展及英特爾環境監測業務部門經理Suman Sehra說。
Sehra說：“當空氣質量差到一定程度時，人們就不得不帶上空氣過濾面罩。但這時，他們真正想知道的是他們所在地方的空氣質量如何，而不是其他地方的空氣質量”。
深吸一口新鮮空氣
與目前覆蓋了全市大面積區域的空氣質量指數(AQI)測量方式不同，新的空氣質量監測系統能夠對城市的每一條街區，進行懸浮顆粒物(PM)、花粉、化學污染和其他有毒物質的監測。與老技術百萬分之一(ppm)濃度級別的測量精度相比，這些新系統還可以測量到十億分之一(ppb)濃度級別的污染。
博世的微氣候監測系統，是通過使用智能傳感器來檢測空氣質量的。
Chikodi說，博世的微氣候監測系統(MCMS)通過連接“智能”傳感器，能夠以更快的速度收集和傳輸空氣質量的相關數據，瞬間完成空氣質量檢測。它幾秒鐘內就能獲得檢測數據，而不用像以前那樣要等上幾個小時。
這些新的工具通過收集“超本地化”數據，能夠為人們提供細致到街區級別的空氣質量信息，以便人們能更好的規劃戶外活動的區域和行徑路線。
例如，新系統可以建議用戶走5號公路前往位于洛杉磯的工作地點，而不是走405號公路;可以建議用戶去艾森豪威爾公園遠足，而不是去圣安東尼奧的科曼奇了望公園;亦或是假如你此刻正在曼哈頓，那么可以建議你佩戴呼吸面具，如果你在布魯克林則不需要佩戴。
新的空氣質量系統正在全世界范圍內鋪開。全球污染最嚴重城市之一的新德里已經應用了博世的MCMS;今年早些時候，加利福尼亞州奧克蘭的研究人員，在谷歌街景車輛上加裝了一個快速響應污染測量平臺，以準備進行進一步的研究。在芝加哥全市范圍的路燈燈柱上，搭建起了一個用于監測各種污染物的傳感器網絡，這個是由美國能源部阿貢國家實驗室研發的。
額外的監測站可以提供傳統AQM站點(這些站點數量有限)所無法提供的空間環境。有了這些新增的傳感器能力，現在可以通過實時空氣質量警報來查明高污染地區的污染情況。
這意味著城市規劃者、工廠老板、建筑工頭和其他專業人員，都可以在保護工人健康、減少廢氣排放和符合清潔空氣指導方針等方面，做出更明智的決定。甚至活動策劃人員也可以參考空氣質量的變化趨勢，來更好的安排和規劃戶外活動。
傳統AQM站點高達20萬美元的造價，使其非常難以規模化。而博世的新MCMS站點成本只有傳統AQM站點的1/20，更低的造價使得市政當局更愿意在城市中多部署安裝一些這樣的監測站點。
Chikodi說，由于工程師可以遠程監控傳感器，不在需要前往每個站點，所以它后續的持續運營成本也比較低。
更智能的生活方式
除了智能空氣質量傳感器之外，智慧城市還在使用實時數據、物聯網以及信息通信技術，來不斷改善城市基礎設施和服務。
這些技術包括智慧交通、智慧照明、用于找車位的停車數據應用程序，以及智能電表。Sehra說，比如，智能空氣質量監測系統可以與智慧交通系統相互協同，通過優化城鎮或城市中擁堵的交通，來改善當地的空氣質量。
Sehra說，“如果我是城市規劃師，我可以運用這些數據來優化城市中的交通流量，”例如，在污染更嚴重的特定區域，把交通信號燈從紅色切換為綠色，這樣就可以限制和減少車輛空轉所帶來的廢氣排放。
Chikodi說， 市政當局還可以重新規劃交通線路，把污染區域的車流分散出去。比如通過污染警報建議司機們把汽油車換成電動汽車，以及鼓勵市民更多的選擇公共交通工具出行。
Chikodi說，智能空氣質量監測系統的精確性，使得市政當局能夠密切跟蹤工業企業排放的污染物情況。然后采取適當的減排措施來改善整體的空氣質量。
Chikodi說“如果你知道了一個結果產生的原因，那么你就可以采取更有針對性的行動。任何可被衡量的東西，我們都可以進行優化。”
“超本地化”監測，只能通過一次一條街的方式，慢慢優化整體的空氣質量。這對每個人來說都是非常有益的。
通常當城市被煙霧籠罩的時候，很多人第一反應就是整個城市遭受了污染，但情況并非總是如此。無論是豚草花粉污染還是工廠煙塵污染，一般都只會污染一個街區，其他的街區是不會受到太大影響的。
世界衛生組織的數據顯示，每年大約有700萬人因空氣污染而過早死亡。在一項針對世界人口最密集城市的研究中發現，引發城市空氣污染的最主要原因，是在運輸、能源、工業和廢物管理等方面不可持續的發展政策。
如今在一個城市中，空氣質量監測站(AQM)一般只會分布在為數不多的幾個點位進行空氣采樣，然后形成整個城市的空氣質量指數(AQI)。因為空氣質量監測站(AQM)收集到的數據非常有限，所以根本無法用于了解城市各個街區的詳細情況。
基于物聯網(IoT)技術和電化學傳感器的新系統，正在改變空氣污染的監測方式。新的空氣質量監測技術，可以分析逐條街區的污染、花粉和有毒物質，并且可以根據時間和地點提供實時的數據。
在洛杉磯、北京和新德里等受空氣污染較嚴重的城市，是否能夠獲得空氣質量相關的最新、最準確信息，對患有肺部疾病(例如：哮喘和慢性阻塞性肺病(COPD))的人群來說非常重要。
如果人們能夠知道某個地區的空氣污染很嚴重，那么他們就可以提前采取相應的預防措施，比如：佩戴呼吸面罩、選擇另一條通勤路線上班、調整度假計劃，甚至可以選擇留在家中躲避污染。
弗吉尼亞聯邦大學醫學院內科和肺病副教授Catherine Grossman博士說：“人們可能會說，'我今天不會去那個有污染的地方，讓自己暴露在污染的環境中。”
“原本計劃去納什維爾或路易斯維爾度假的人，可能會因為當地的環境污染情況而改去別的地方”。
過時的監測系統
羅伯特博世工程公司全球總經理Mahesh Chikodi說，能否準確的報告污染情況至關重要。目前的監測系統太過龐大，便攜性和可擴展性都很差，一方面不能精確的查明污染源，另一方面也不能實現實時的數據報告。
在市政當局拿到空氣污染數據時，可能已經過去2~4個小時了，監測過的區域空氣質量可能也已經發生了變化。
“知道幾個小時前的空氣質量有什么用?”Chikodi說。
更糟糕的是，人們通常要根據所在地20英里外的空氣質量數據，來決定他們是否要佩戴空氣過濾面罩，英特爾智慧城市業務發展及英特爾環境監測業務部門經理Suman Sehra說。
Sehra說：“當空氣質量差到一定程度時，人們就不得不帶上空氣過濾面罩。但這時，他們真正想知道的是他們所在地方的空氣質量如何，而不是其他地方的空氣質量”。
深吸一口新鮮空氣
與目前覆蓋了全市大面積區域的空氣質量指數(AQI)測量方式不同，新的空氣質量監測系統能夠對城市的每一條街區，進行懸浮顆粒物(PM)、花粉、化學污染和其他有毒物質的監測。與老技術百萬分之一(ppm)濃度級別的測量精度相比，這些新系統還可以測量到十億分之一(ppb)濃度級別的污染。
博世的微氣候監測系統，是通過使用智能傳感器來檢測空氣質量的。
Chikodi說，博世的微氣候監測系統(MCMS)通過連接“智能”傳感器，能夠以更快的速度收集和傳輸空氣質量的相關數據，瞬間完成空氣質量檢測。它幾秒鐘內就能獲得檢測數據，而不用像以前那樣要等上幾個小時。
這些新的工具通過收集“超本地化”數據，能夠為人們提供細致到街區級別的空氣質量信息，以便人們能更好的規劃戶外活動的區域和行徑路線。
例如，新系統可以建議用戶走5號公路前往位于洛杉磯的工作地點，而不是走405號公路;可以建議用戶去艾森豪威爾公園遠足，而不是去圣安東尼奧的科曼奇了望公園;亦或是假如你此刻正在曼哈頓，那么可以建議你佩戴呼吸面具，如果你在布魯克林則不需要佩戴。
新的空氣質量系統正在全世界范圍內鋪開。全球污染最嚴重城市之一的新德里已經應用了博世的MCMS;今年早些時候，加利福尼亞州奧克蘭的研究人員，在谷歌街景車輛上加裝了一個快速響應污染測量平臺，以準備進行進一步的研究。在芝加哥全市范圍的路燈燈柱上，搭建起了一個用于監測各種污染物的傳感器網絡，這個是由美國能源部阿貢國家實驗室研發的。
額外的監測站可以提供傳統AQM站點(這些站點數量有限)所無法提供的空間環境。有了這些新增的傳感器能力，現在可以通過實時空氣質量警報來查明高污染地區的污染情況。
這意味著城市規劃者、工廠老板、建筑工頭和其他專業人員，都可以在保護工人健康、減少廢氣排放和符合清潔空氣指導方針等方面，做出更明智的決定。甚至活動策劃人員也可以參考空氣質量的變化趨勢，來更好的安排和規劃戶外活動。
傳統AQM站點高達20萬美元的造價，使其非常難以規模化。而博世的新MCMS站點成本只有傳統AQM站點的1/20，更低的造價使得市政當局更愿意在城市中多部署安裝一些這樣的監測站點。
Chikodi說，由于工程師可以遠程監控傳感器，不在需要前往每個站點，所以它后續的持續運營成本也比較低。
更智能的生活方式
除了智能空氣質量傳感器之外，智慧城市還在使用實時數據、物聯網以及信息通信技術，來不斷改善城市基礎設施和服務。
這些技術包括智慧交通、智慧照明、用于找車位的停車數據應用程序，以及智能電表。Sehra說，比如，智能空氣質量監測系統可以與智慧交通系統相互協同，通過優化城鎮或城市中擁堵的交通，來改善當地的空氣質量。
Sehra說，“如果我是城市規劃師，我可以運用這些數據來優化城市中的交通流量，”例如，在污染更嚴重的特定區域，把交通信號燈從紅色切換為綠色，這樣就可以限制和減少車輛空轉所帶來的廢氣排放。
Chikodi說， 市政當局還可以重新規劃交通線路，把污染區域的車流分散出去。比如通過污染警報建議司機們把汽油車換成電動汽車，以及鼓勵市民更多的選擇公共交通工具出行。
Chikodi說，智能空氣質量監測系統的精確性，使得市政當局能夠密切跟蹤工業企業排放的污染物情況。然后采取適當的減排措施來改善整體的空氣質量。
Chikodi說“如果你知道了一個結果產生的原因，那么你就可以采取更有針對性的行動。任何可被衡量的東西，我們都可以進行優化。”
“超本地化”監測，只能通過一次一條街的方式，慢慢優化整體的空氣質量。這對每個人來說都是非常有益的。
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