運用數(shù)字孿生技術強化企業(yè)環(huán)境監(jiān)管
【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】在第二輪第六批中央生態(tài)環(huán)境保護督察通報的典型案例中，部分企業(yè)存在非法傾倒污泥堆放在耕地上、數(shù)萬噸污泥去向不明、違規(guī)占用國家森林公園采礦選礦、大量尾礦和廢石露天堆放、道路兩旁廢渣棄土大量順坡傾倒、大面積露天開采嚴重破壞當?shù)卮嗳跎鷳B(tài)環(huán)境等問題，相關管理部門重視不夠、監(jiān)管缺失、整治不力。上述問題反映出，由于目前固體廢物堆放與處置、土壤和地下水污染、生態(tài)環(huán)境破壞與修復等問題無法像大氣、水污染一樣實現(xiàn)污染物濃度在線監(jiān)測，對在產(chǎn)企業(yè)尤其是量大面廣的中小企業(yè)，很難做到全方位監(jiān)管，有效提高在產(chǎn)企業(yè)的固廢和土壤類環(huán)境監(jiān)管效率和執(zhí)法水平迫在眉睫。
運用數(shù)字孿生技術強化環(huán)境監(jiān)管、助力企業(yè)環(huán)境治理，是一條值得探索的路徑。數(shù)字孿生在產(chǎn)企業(yè)環(huán)境管理，是指利用GIS、BIM、無人機傾斜攝影、激光點云、虛擬現(xiàn)實（VR）、虛擬增強現(xiàn)實（AR）等技術，構建在產(chǎn)企業(yè)三維數(shù)字底盤，在數(shù)字虛體空間中創(chuàng)建出數(shù)字模型，與在產(chǎn)企業(yè)實體在形態(tài)、質地、行為和發(fā)展規(guī)律上形成精確映射，使在產(chǎn)企業(yè)擁有一個數(shù)字化的“雙胞胎”，充分利用物理模型和物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術，通過“多源數(shù)據(jù)+算法+應用場景”，實現(xiàn)在產(chǎn)企業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)價值深度挖掘，并應用于在產(chǎn)企業(yè)污染防控體系的建立。
通過打造基于GIS+BIM+IOT+AI的數(shù)字孿生體，創(chuàng)建基于數(shù)字孿生的信息化平臺，推進數(shù)字孿生技術與在產(chǎn)企業(yè)環(huán)境管理有機融合，可以從以往被動響應逐步轉變?yōu)槿騾f(xié)同治理、智能預警，做到污染可追溯、過程可還原、數(shù)據(jù)可監(jiān)管，實現(xiàn)對在產(chǎn)企業(yè)的水、氣、土、聲、渣等全要素、全過程監(jiān)管，以及污染物精準識別和源頭防控。
基于數(shù)字孿生的信息化平臺可以實現(xiàn)五個方面的功能。一是實景三維還原，實現(xiàn)在產(chǎn)企業(yè)數(shù)字化展示。以GIS系統(tǒng)為基礎框架，融合實景三維模型、BIM模型、激光點云等多源異構數(shù)據(jù)，集成VR、AR，結合三維可視化引擎，真實刻畫空間細節(jié)，打造精準、動態(tài)、可視化的數(shù)字場景，形成包括地上建筑、設施設備、地質體、地下空間、排污管線等的三維電子沙盤。通過“一張圖”看全局，實現(xiàn)對重點區(qū)域整體現(xiàn)場的全景、實時、多角度監(jiān)控，實現(xiàn)原輔材料及中間體清單、生產(chǎn)工藝、污染物排放清單、特征污染物、地上及地下儲罐等數(shù)據(jù)立體化，實現(xiàn)場地水文地質條件的形象化描述。
二是消除數(shù)據(jù)孤島，實現(xiàn)在產(chǎn)企業(yè)全要素數(shù)字化聯(lián)動。不管是摸清家底，還是管理跨部門協(xié)同，都需要全域全要素數(shù)字化多源信息生態(tài)聯(lián)動，并建立信息之間的關聯(lián)，再現(xiàn)在產(chǎn)企業(yè)全景、全周期變化和內(nèi)在關系。數(shù)據(jù)的自動流動能夠化解復雜系統(tǒng)的不確定性，優(yōu)化資源配置效率，構建企業(yè)新型競爭優(yōu)勢，解決全局優(yōu)化的需求和碎片化供給之間的矛盾。
三是融合物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)在產(chǎn)企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)實時動態(tài)化監(jiān)管。通過對在產(chǎn)企業(yè)建立空、天、地一體化模型，以自動監(jiān)控為非現(xiàn)場監(jiān)管主要手段，推行視頻監(jiān)控和在線監(jiān)測等物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管手段，全覆蓋、全天候、全自動監(jiān)測，真正做到既無時不在又無事不擾，可逐步實現(xiàn)非現(xiàn)場智能化監(jiān)管，使監(jiān)管部門在可能發(fā)生的環(huán)境風險中實現(xiàn)快速應急預警與輔助決策。例如無人機自動起降機場結合多種傳感器及智能算法，可以替代傳統(tǒng)人工操控；機器狗可以搭載多種污染物監(jiān)測系統(tǒng)，突破地形限制、降低事故風險。
四是集成多源數(shù)據(jù)，實現(xiàn)在產(chǎn)企業(yè)污染模擬與預測預警；跉v史及實時數(shù)據(jù)和先進的算法模型，在數(shù)字世界對物理對象的狀態(tài)和行為進行高效反映，通過三維模型展示污染物空間分布規(guī)律和發(fā)展變化趨勢，實現(xiàn)污染物精準識別與溯源追蹤。能夠實現(xiàn)模擬在產(chǎn)企業(yè)污染措施，推演發(fā)展態(tài)勢，預警污染事件，研判復雜問題，做到事前預警、事中應急、事后追責。
五是建立數(shù)字化檔案，支撐在產(chǎn)企業(yè)環(huán)境管理決策。結合實景三維模型和虛擬現(xiàn)實，為在產(chǎn)企業(yè)環(huán)境管理提供基礎信息和依據(jù)。應用VR技術還原重點關注生產(chǎn)車間，完善在產(chǎn)企業(yè)三維記錄檔案，杜絕“企業(yè)擅自變更生產(chǎn)原料、非法接收污泥、企業(yè)有超過數(shù)萬噸污泥去向不明”等問題，為生態(tài)環(huán)境執(zhí)法提供決策參考和切實證據(jù)。
數(shù)字孿生在產(chǎn)企業(yè)環(huán)境管理目前仍是新生事物，需要堅持系統(tǒng)觀念，重點突破和整體推進并重，以實戰(zhàn)、實用、實效為導向，突出數(shù)字化破題、系統(tǒng)重塑、形成能力，為在產(chǎn)企業(yè)污染治理現(xiàn)代化提供數(shù)字化的系統(tǒng)解決方案。
作者單位：生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
