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格化监测四个特点对应技术难点
呈现出分散性特点。在网格条件下所呈现出的资源,例如微型空气站、VOC在线检测仪等设备,都分散布局在不同的地方,而不是以集中状态存在的,所以对大范围高密度的设备资源维护以及整合处理就显得很重要。
呈现出异构性特点。网格资源,即包含计算、存储和数据等相关资源都具有一定的异构性特点,丰富多样的,异构性资源也会对数据处理方式、类型、系统的构架提出不同的具体要求,数据处理技术变得十分关键。
具备自治性特点。网格资源分别属于不同的省份,不同的管辖地区,受到一定约束规则的影响,为例满足对应的不同要求,数据资源的管理、储存系统也会变得更复杂。
呈现出动态多样性特点。网格资源具备自治性特点,即可以在网格平台当中实现自由地加入或者退出,这就让资源管理变得更加动态也变得更加不稳定,所以网格化资源管理也要求构建高水平的保障机制。
对比大型空气监测站点优势明显
第一,监测更精准。国控点一般监测PM2.5、PM10、SO、NOx、O3、CO六项指标,监测全面,但不能对单一的指标进行分析。而微型仪器采用进口激光器、300纳米精度,独有粒子计数算法和标定工艺,可以分析小区域内污染源,追溯主要污染物及提出对应治理措施。
第二,成本投入小。网格化监测最大的特点在于微观站成本投入低,对比国控点监测站几千万的投入,微站每一个设备平均只要10万元左右,适合大范围、高密度布点。通过网格化布点,可以采集到全面、精细的污染数据,经过对海量数据进行深度分析,实时掌握污染趋势动态,实现污染溯源,这是原有的一个城市仅有几个大气监测标准站所无法媲美的。
第三,后续维护成本低。国控点的成本及后期运营费用较高,很难进行大面积、精密化布点。而微型仪器恰好弥补了这样的缺点,不仅可以大范围网格化布点,而且维护方式简单,运营费用较国控点低的多。
(三)网格化监测长期市场空间
超过220亿
2017 年以来我国大气网格化监测订单总额超过7亿元,招标主体涉及河北、河南、山东、陕西、天津、福建、广东、广西、安徽、四川、江苏、甘肃、湖北、新疆与辽宁这 15 个省级行政区,39个地级市。经不完全统计全国大气网格化监测布点10906个,其中河北、山东、河南布点数目全国前三,涉及23个城市,合计7874个点位,占全国总布点数目70%以上。而且三大省份已经布局的这23个城市中有18个都属于《京津冀及周边地区2017年大气污染防治工作方案》中明确的“2+26”通道城市,其中河北省的8个通道城市,石家庄、唐山、廊坊、保定、沧州、衡水、邢台、邯郸全部实现网格化监测覆盖;山东省的7个通道城市中,济南、济宁、德州、聊城已经布点并统计在内,淄博已经完成布点但没有准确数据,滨州和菏泽在尚布局中;河南省的7个通道城市中,郑州、开封、安阳、鹤壁、新乡、濮阳已经完成布点,只有焦作尚在布局中。外加北京、天津、山西省的太原和晋城也完成网格监测点布局,“2+26”城市中有22个已经布点,基本实现了城市的覆盖,但从布点数量来看河北廊坊市、山东济宁市、聊城市、河南省各市以及天津只是刚刚开始,这些城市离布局完成还有近80%的空间。
在通道城市基本完成布点覆盖后,网格化监测系统也在又向其他大气污染较为严重的地方延伸,比如安徽省宿州是污染最为严重的地方,而湖北省从襄阳和十堰开始布点,这两个市也是湖北省PM2.5最高的两个地级市。
从布点的个数来看,污染严重、面积大、经济发达的地级市布点更为密集。以河北为例,沧州市和衡水市的污染程度差不多,同作为非省会的地级市发展程度也类似,而沧州市的面积是衡水的1.6倍,而沧州的监测点位数为衡水的近1.4倍,所以可以认为布点个数和面积基本为线性正比;而比较保定市和衡水市,保定市是衡水市面积的2.5倍,发展程度相似,但折算后的单位面积的点位数保定仍是衡水的1.3倍,这是因为保定的PM2.5浓度是衡水的1.2倍,所以可以认为监测点位数和PM2.5浓度基本符合线性正比关系;而对于保定和石家庄,两者的污染程度类似,保定市的面积是石家庄的1.6倍,但布局的监测点位数差不多,可以发现经济发达地区/省会城市的网格化监测点位数会存在一个放大倍数。
根据现有的布局特点,以保定的单位面积、单位PM2.5浓度对应的布点个数作为普通地级市的参考、济南作为省会/发达地区的参考,参照城市面积和PM2.5浓度线性估计全国其他城市网格化监测布点数量,若全国337个地级市全部布局完毕则共有监测点位数220758个,按每个10万元的价格估算整个市场空间约220亿元。并根据大气网格化监测布点从“26+2”城市开始,并从重污染地区向轻污染地区延伸的拓展特点,将整个市场空间的实现过程分为三个阶段:
第一阶段是“26+2”重点城市覆盖阶段;
第二阶段是全国重点污染城市覆盖阶段,覆盖①重度污染省份的所有地级市②中度污染省份中污染程度前50%的所有地级市③所有PM2.5(从大到小)排名前一百的城市;
第三阶段是全国337个地级市全覆盖阶段,实现220亿元的市场空间。
对各省份污染程度的划分则依据2017年9月空气监测的PM2.5的数据,划分重度污染为PM2.5均值超过40微克的省份/直辖市,包括、河南、河北、山西、天津、北京;中度污染为PM2.5超过全国均值的省份,包括山东、江西、湖南、安徽、陕西、江苏、新疆、湖北、宁夏;轻度污染为PM2.5低于全国均值的省份,包括广东、辽宁、广西、上海、浙江、福建、四川、重庆、内蒙古、甘肃、贵州、青海、吉林、黑龙江、云南、西藏、海南。
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