-------利用認知計算和物聯網技術,實現提前10天城市級的空氣質量趨勢預測,促進環境改善
中國北京,美國阿蒙克市,2015年12月11日——在第21屆聯合國氣候變化大會召開之際,IBM宣布將拓展其“綠色地平線”計劃。該計劃正在利用認知計算和物聯網技術來幫助政府、企業及公民更好地應對城市環境管理與全球變暖等挑戰。
圖注:來自政產學研各方的嘉賓參加2015年“綠色地平線”研討會(從左至右:IBM中國研究院副院長、"綠色地平線"計劃負責人董進,清華大學環境管理與政策研究所所長常杪,保定市科協黨組書記、主席張懷明,IBM電力與能源事業部全球總經理Brad Gammons,張家口市下花園區委書記王小軍,IBM大中華區董事長陳黎明,北京市環境保護監測中心副主任蘭平,IBM大中華區副總裁、首席營銷官周憶,涿州市副市長陳雋,沈陽凱風技術股份有限公司董事長曹玉山,中康韋爾環境科技有限公司董事長陳龍,IBM大中華區首席技術官、中國研究院院長沈曉衛)
得益于IBM中國研究院的創新成果,以及IBM全球實驗室眾多環境及能源專家的大力支持,IBM的“綠色地平線”計劃于2014年7月在中國正式啟動,為期十年。當前,“綠色地平線”計劃在中國一些城市已經取得了初步進展,正在支持社會管理者更有效地進行針對空氣和能源管理決策,抓住區域發展的契機,以打造一個更宜居的環境,助力可持續發展目標。而由“綠色地平線”計劃衍生出一些生活化的移動互聯輕應用,可以讓民眾在戶外活動時獲得專業、全面的空氣質量信息和決策考量。
在巴黎氣候大會上,中國領導人指出,中國將把生態文明建設作為“十三五”規劃重要內容,推動綠色循環低碳發展,并把應對氣候變化融入國家經濟社會發展中長期規劃。據統計,中國可再生能源裝機容量占全球總量的24%,新增裝機占全球增量的42%。中國是世界節能和利用新能源、可再生能源第一大國。由此可見,在全球氣候和環境保護征程中,中國正在從參與者轉變為引領者。[1]
IBM大中華區總裁陳黎明表示:“從綠色地平線發起之初,IBM就將環境與能源視為標本兼治的兩個重要方面,并正在利用全球最先進的技術與合作伙伴協同創新,致力于推動中國建設生態文明大國的進程。一方面,我們正在幫助中國解決空氣質量問題以確保民眾健康;另一方面,我們將助力中國減少對化石燃料的依賴,不斷提升可再生能源的使用效率,為中國乃至全球的可持續發展做出貢獻。我們有信心助力中國在能源及環境領域的實現更多的創新與超越,并為世界其它國家提供有價值的借鑒。”
助力實現空氣預測性管理,改善空氣質量,打造宜居環境
面對平衡經濟發展與人口增長、保障健康的雙重需求,空氣質量管理已經成為世界上許多國家面臨的共同挑戰。IBM已經開發了一套空氣質量預測及管理系統,該系統通過分析遍布環境監控網絡、交通監視系統和氣象衛星等傳感器生成的大量環境數據,基于認知建模技術,系統能夠實現自適應地調整預測模型,從而大幅提升預測精確度。該系統除了實現提前72小時逐時高精度空氣質量預報之外,還實現了提前10天的空氣質量變化趨勢預測分析。通過提前10天的趨勢分析,可以幫助決策者對空氣污染的演變過程及影響形成準確的研判,從而對應急管控及區域長效聯動機制有效運行提供支撐。目前,IBM已與中國多個環保機構展開了合作。
圖注:IBM大中華區首席技術官、中國研究院院長沈曉衛博士與IBM“綠色地平線”計劃研究員徐煒達博士現場調試空氣質量預測模型
IBM攜手北京市環境保護監測中心成立了“聯合創新實驗室”,共同致力研發基于大數據分析的城市空氣質量決策支持技術。通過深入分析環境監測的各類數據,以及基于認知建模技術,可以更好地了解空氣污染成因,及時預報預警,科學制定減排措施,為空氣質量管理提供科學決策支撐。截止到2015第三季度末,北京市細顆粒物PM 2.5與去年同期相比下降了19.3%,成效顯著。
北京市環境保護監測中心主任張大偉表示:“我們一直都在為提升首都環境監測水平、提供空氣質量管理決策支撐、服務市民健康出行而努力。作為特大型城市,北京市空氣污染來源廣泛、成因復雜,精細化的空氣質量預測預報和污染源管理調控挑戰巨大,和IBM研究院的合作,是我們將環境監測治理領域經驗與新一代信息技術深度融合的積極嘗試。過去一年,我們在全方位提升技術能力和管理支撐水平上取得了良好的效果,與IBM的聯合創新是重要的推動因素之一。”
IBM與保定市環保局以及商業合作伙伴中康韋爾(Encanwell)也開展了聯合創新。受復雜污染源影響,保定市是中國面臨空氣質量重大挑戰的城市之一。目前,保定市政府正努力用更多的先進信息技術和手段為居民改善日常的空氣質量。IBM與中康韋爾共同開發了保定市城市空氣質量管理系統,通過分析空氣質量實時監測和氣象衛星等海量結構化及非結構化數據,來準確預測細顆粒物PM2.5的變化狀況和發展趨勢。
保定市環保局調研員趙晉民介紹表示:“保定今年開始實施大氣污染治理三年行動規劃,未來三年力爭實現PM2.5濃度比2012年下降33%的目標。與IBM協作創新應用新技術新方法提升空氣質量管理,將是實現這一目標的重要技術保障。數據分析是大氣污染防治和污染源頭治理的關鍵環節。IBM與中康韋爾聯合研發的系統通過精細化的數據建模和分析,可以進行污染預報和溯源分析,幫助我們快速采取有針對性的行動,加強對高污染企業的監管和治理力度,從源頭上降低污染物的排放。”
同時,在運動健身及公共服務等領域,“綠色地平線”技術也走進了大眾生活。IBM開發了針對公眾的移動服務,通過與一些體育賽事和互聯網公司等合作伙伴聯手,共同推出了移動端的運動健身輕應用,可為市民提供未來空氣質量最好、同時又最適宜健身運動的場所及運動路線,從而更好地服務市民的日常生活。尤其值得一提的是,為了更好地支持2020年冬奧會開幕,IBM已與中國聯合主辦城市之一張家口建立了戰略合作,將通過在可再生能源和智慧環保等領域的聯合創新,支持該市的環境轉型與可持續發展,為2022冬奧會這一重要的國際賽事提供最佳的空氣質量與環境。
此外,“綠色地平線”計劃也擴展到了其他國家:在印度,IBM與德里政府簽訂協議,將利用“綠色地平線”技術,有效地解決印度首都空氣污染問題;在南非,IBM與約翰內斯堡開展合作,通過構建空氣污染分析與預測模型,為決策者提供量化決策支持,幫助約翰內斯堡的空氣質量管理與可持續發展。
IBM中國研究院副院長、“綠色地平線”計劃全球負責人董進博士表示:“空氣污染已成為全球面臨的普遍問題。以認知計算和物聯網為代表的信息技術,將成為對環境治理最有力的科技支撐。我們希望通過‘綠色地平線’計劃的不斷拓展與推進,讓更多的國家和地區受益。”
優化可再生能源使用,降低碳排放
除了空氣質量管理,“綠色地平線”計劃在可再生能源優化管理等領域也取得了進展。提高可再生能源利用率,減少對化石能源的依賴,對于降低二氧化碳排放,緩解全球變暖至關重要。以IBM中國研究院的一系列創新技術為基礎,IBM已研發出一套高精度可再生能源優化系統。該系統通過傳感器采集數據,借助高精度天氣預測模型、物聯網和認知計算技術來幫助電力能源公司更準確地預測可再生能源的功率,提升可再生能源的使用效率。
圖注:IBM中國研究院副院長、“綠色地平線”計劃負責人董進博士與張盟博士、徐煒達博士探討如何利用認知計算、大數據分析等技術進行模式創新,將“綠色地平線”擴展到更多的城市,為市民生活帶來更大的價值,助力中國環境、能源管理提升,支持可持續發展
IBM全球能源與電力事業部總經理Brad Gammons表示:“風能、太陽能等可再生能源的變化極其不穩定,電力及能源公司如果無法準確地預測新能源發電量,無法保證電力的穩定性,將造成極大的能源浪費。借助‘綠色地平線’計劃,我們利用認知計算和物聯網等領先技術打造了高精度的可再生能源優化系統,助力中國及全球的可再生能源行業發展。”
IBM已經與來自世界各地的可再生能源企業展開了合作。IBM與國家電網冀北電力有限公司的張北風光儲輸示范項目合作,為其提升了10%的可再生能源接入量,這些增加的能源每年可供14000個家庭使用。同時,IBM正與中國規模最大的風電整體解決方案供應商——新疆金風科技股份有限公司開展合作,利用物聯網、云計算、大數據等新技術,推動金風科技的業務創新和數字化轉型。“為全世界提供清潔高效的能源,一直是金風科技不懈的追求。”金風科技公司董事長武鋼表示:“要保持企業長久穩定地發展,持續不斷的創新至關重要。我相信,這次和IBM公司的合作,將幫助我們充分利用世界上最先進最有效的技術,來推動金風科技的創新與轉型。”此外,IBM也與國內領先的第三方風電技術服務商——沈陽凱風技術股份有限公司開展聯合創新,共同利用大數據及認知計算技術,來提升可再生能源的利用效率。
與此同時,國際進展也十分顯著。在美國,IBM正與能源部攜手開展太陽能預測以及整個地區太陽能可利用性的分析與優化管理;在英國,IBM與歐洲領先的能源公司SSE合作,提高風能預測精度,提升風能的利用率。在日本,IBM與瀨戶內可再生能源公司開展合作,幫助其管理890,000臺光伏發電設備,該合作項目已成為日本最大的太陽能項目之一。
IBM將繼續致力于與產業生態系統各方攜手,利用IBM強大的技術資源,助力中國的綠色經濟增長,支持中國“生態文明建設”之路,并逐步向全球拓展,推動人類進入可持續發展的時代。
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關于IBM“綠色地平線”計劃
2014年7月,IBM整合全球實驗室的研發力量,推出了“綠色地平線”計劃,旨在針對社會可持續發展的三大難題——大氣污染防治、可再生能源高效利用和企業節能減排,推出全球領先的實踐范例。該計劃由IBM中國研究院牽頭,集合了IBM全球12家研究院最優的技術資源,與合作伙伴協同推進,共建創新生態系統。