用大模型守护生态环境“高颜值”
本文转自：人民日报海外版
北京建成全国首个大气环境监测大模型
用大模型守护生态环境“高颜值”
潘旭涛 华伊然
左图：大气遥感卫星数据接收站。 制图：潘旭涛
右图：北京市大气“三监”联动精准治污调度平台画面。 北京市生态环境监测中心供图
从天天“盼蓝天”到常常“拍蓝天”，北京市民的蓝天获得感大幅度提升。如今，北京市大气污染防治已进入在相对低的浓度水平下进一步改善的阶段，再改善的减排空间收窄、改善难度增大。新形势下，如何让公众享有更多的蓝天白云？
北京市生态环境部门在全国首创“监管—监测—监察”联动大模型（简称“三监”大模型），利用大数据、人工智能等技术，以新型的监测网络、智慧的分析技术、高效运转的调度系统，支撑北京空气质量持续改善。
数据显示，“三监”大模型已智能挖掘推送1万余条问题线索，在污染过程应对、常态化应用中发挥实效。
“智能触角”获取海量数据
在北京街头，市民能看到一种造型特别的面包车，车辆头顶上布满各种采样管，车身上喷涂着“大气走航监测”的字样。空气吸入车内后，经质谱监测仪分析，最快5秒就能生成数据，反映汽车周边VOCs（挥发性有机物）的实时浓度情况。走航车监测的数据会实时上传至“三监”大模型系统，为大模型训练提供“口粮”。
数据是大模型的基石和底座，数据质量对大模型至关重要。“三监”大模型在已有大气“天空地”三维立体化监测网络的基础上，创新构建“天上看、地上巡、数据联、电量核”的多元数据感知体系，融合了20多万个智能感知端设备，实现每日上亿条数据汇聚。
卫星遥感“天上看”，能够遥感智能识别裸地等10余类目标，识别精度达90%。走航车“地上巡”，对VOCs边走边测，实现“秒级响应—智能溯源—闭环监管”。
“走航、遥感等诸多技术手段如同‘三监’大模型的‘智能触角’，给大模型‘投喂’实时数据。”北京市生态环境监测中心综合（大数据）室主任王小菊说，大模型如同精密的大脑对数据进行处理和分析，及时发现问题线索。
“‘三监’大模型还接入了空气质量监测、各类污染源数据等50余类多源数据库，接入了标准、法规、研究报告、论文等超过100万份文件的环保专业知识库。”北京市生态环境监测中心主任沈秀娥说，这些数据支撑“三监”大模型进行智能分析、预测预报、精准溯源、线索挖掘等功能。
自研算法助力精准研判
优良的算法是大模型高效训练的保证。聚焦低浓度水平下城市精细化管理需求，北京市生态环境监测中心构建起智能识别算法库，自主研发了单车排放超标、企业产治不同步等26类问题线索挖掘算法，动态追踪高值冒泡、超标排放等情况。
6月28日，“三监”大模型系统发现，一辆重型柴油车出现氮氧化物排放异常，系统中不仅记录下这辆车的所属公司、车牌号等信息，还通过一张图清晰显示这辆车的行驶轨迹。沈秀娥介绍，“三监”大模型系统通过OBD远程在线监控技术，掌握北京市内在用的18万辆重型柴油车的行驶路线和排放状况，每秒处理上亿条数据。
“三监”大模型还能对企业设施用电进行分钟级监控，通过模型智能匹配分析后，发现企业产治不同步的问题线索。“利用设施用电监控技术，我们将千余家排放大气污染物的重点企业和6000余个监测点位纳入监测，企业一旦出现生产设施电表在跑而治污设施电表没动静的情况，将被系统捕捉记录。”沈秀娥说。
6月20日，设施用电监控发现，一家企业的印刷机等生产设施日夜运行，但污染治理设施疑似只在白天开启，夜间不开启。经大模型精准研判后，线索推送至区级执法部门处理。
“设施用电监控与大模型是相互支撑的关系。设施用电监控为大模型提供专业、高质量的数据输入，大模型内嵌的专业算法则分析用电监控数据，提取线索并分析结论。”沈秀娥说，“三监”大模型为治污精准快速响应和有效调度提供数据支撑，助推生态环境治理逐步由“大水漫灌”转向“精准滴灌”。
信息集成实现高效调度
在全面监测感知、智慧分析研判的基础上，“三监”大模型实现了大气环境管理的高效精准调度。
北京市大气“三监”联动精准治污调度平台上，清晰显示着各类信息数据。屏幕左侧是实时空气质量和未来预测预报结果。屏幕中间汇聚气象数据、污染源数据、调度信息等。屏幕右侧展示移动源、工业源、扬尘源、环境高值等四大类问题线索以及精准治污调度的结果。
在北京市2024年夏季挥发性有机物治理攻坚行动中，“三监”大模型发挥了重要作用。“三监”大模型精准定位VOCs高值区，智慧分析污染来源，并将线索自动流转至执法部门进行处置。
北京市生态环境保护综合执法总队一支队支队长李想讲述了一次发现、处理问题的过程：“系统提示，在一家汽修企业旁边出现了VOCs高值点位，这个高值很可能就是这家汽修企业造成的，于是我们开展了现场检查。”
走进这家汽修企业，李想等执法人员来到喷烤漆房巡查，发现某些设备的活性炭已过了更换周期，且碳盘存在缝隙，导致未经处理的废气从缝隙中排出。执法人员要求企业立即整改，并移交属地相关部门依法进行相应处罚。
据介绍，精准治污调度平台实现“监测一张网、结果一张图、问题一张单”的可视化集成，做到了空气质量快速评价、污染形势全面研判、污染问题智能溯源、市区街镇协同调度、活动水平动态追踪，能够有效支撑主要污染源的综合分析和监管。
处理结束后，执法人员将现场核查信息反馈到“三监”大模型数据库。监测人员进行现场复核，发现VOCs浓度已达正常水平。
“三监”大模型等科技手段有效提升了治污效能，守护着北京生态环境“高颜值”。北京市生态环境局数据显示，今年1—7月，北京市细颗粒物（PM2.5）平均浓度为33微克/立方米，优良天数累计150天，同比增加7天。