卜憲輝

（中國石化股份有限公司鎮(zhèn)海煉化分公司，浙江 寧波 315200）

0 引言

隨著信息化和自動技術(shù)化在各行各業(yè)、各個領(lǐng)域的滲透，我國環(huán)保技術(shù)水平得到了提高。將信息化建設(shè)加入到環(huán)保工作中，不僅可以及時、廣泛收集各類環(huán)保動態(tài)信息，更能通過大數(shù)據(jù)分析對相關(guān)內(nèi)容進行歸類和管理，制訂相應(yīng)的制度和措施，對未知危險因素進行了提前預(yù)防，提高了管理效率和工作效率。在實際工作中，環(huán)保信息化的普及還剛剛開始，對于存在的問題，還需要更多的關(guān)注和改善，從完善環(huán)保事業(yè)信息化建設(shè)開始，推進智慧環(huán)保工作的深入發(fā)展[1]。這其中，5G技術(shù)當(dāng)之無愧地成為基礎(chǔ)內(nèi)容，成為保駕護航的有力助手。筆者將通過對5G技術(shù)的特點介紹，以及5G在智慧環(huán)保中的應(yīng)用進行具體分析，對其中存在的問題進行研究探討，把握5G智慧環(huán)保發(fā)展趨勢，具體內(nèi)容如下。

1 智慧環(huán)保

智慧環(huán)保，顧名思義就是科技為先的環(huán)保工作，借助物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析等先進的科技方法，進行生態(tài)環(huán)境改善和環(huán)保日常工作管理[2]。在先進科技加持下，環(huán)保工作中的數(shù)據(jù)收集、傳達、分析及問題解決等環(huán)節(jié)不再單純通過人工進行，更多的是采用互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)據(jù)資源共享來完成，通過智能化決策和業(yè)務(wù)的協(xié)同操作，高質(zhì)量地日常環(huán)保、治理、管理工作。智慧環(huán)保體系，由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層、服務(wù)層、技術(shù)與運行保障層等構(gòu)成了一個相對完整的體系，覆蓋了環(huán)保工作的全部環(huán)節(jié)，為環(huán)保主管部門、企業(yè)甚至人民大眾提供了便捷服務(wù)。

智慧環(huán)保的感知層，主要是通過傳感器及各類監(jiān)控設(shè)備、設(shè)施等，對環(huán)境中的山、水、空氣、土地、景觀、建筑等進行信息采集，多方位、全方面地了解它們及環(huán)境的實時狀態(tài)；通過網(wǎng)絡(luò)、平臺等信息傳輸方式，傳遞到監(jiān)控部門和個人的App平臺，實現(xiàn)資源共享；采用云計算、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，對數(shù)據(jù)進行存儲、統(tǒng)計和計算分析，為智慧決策提供更為合理、科學(xué)的依據(jù)和支持；最終根據(jù)管理層決定并執(zhí)行相關(guān)決策之后，通過各種可視化、可查化的方式進行展現(xiàn)和公布[2]。

2 5G的特點與技術(shù)

2.1 5G的特點

在4G的基礎(chǔ)上，5G對性能等基本要素進行提升，更加重視安全性與便捷性，開創(chuàng)了全新的智能化網(wǎng)絡(luò)時代[3]。5G是國家戰(zhàn)略，政府在政策、資金、人員上都大力支持5G建設(shè)與應(yīng)用，并且非常重視發(fā)展5G芯片、系統(tǒng)軟件和終端設(shè)備等發(fā)展，打造端到端的5G產(chǎn)業(yè)鏈。如今，越來越多的行業(yè)領(lǐng)域在應(yīng)用5G技術(shù)，在多種平臺的共同協(xié)作下，完成更為先進的協(xié)同管控、高精度同步、靈活組網(wǎng)等工作。也正是如此，5G在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用（即智慧環(huán)保），完全實現(xiàn)了前端業(yè)務(wù)與后端數(shù)據(jù)的迅速、高效互聯(lián)互通。

2.2 5G技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和無線空口技術(shù)是5G技術(shù)的兩大難點和重點。其中，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)保證了5G的低延遲和高安全性。作為其中的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，可在獨立的物理網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)成多個邏輯網(wǎng)絡(luò)，在降低成本的原則下，保證了多個邏輯網(wǎng)絡(luò)的正常、穩(wěn)定運行。簡單來說，網(wǎng)絡(luò)切片構(gòu)建了特殊情境中通信服務(wù)的功能集合，通過這個綜合集合點的建立，實現(xiàn)相關(guān)聯(lián)的下級邏輯網(wǎng)絡(luò)的運營，這是5G基站和5G物聯(lián)網(wǎng)終端邊緣化的有力保障。

3 5G+AI人工智能融合技術(shù)對智慧環(huán)保的賦能作用

隨著經(jīng)濟發(fā)展和我們對“綠水青山”的更高追求，智慧環(huán)保在一定程度上取得了不小的發(fā)展。接下來，我們將加大對5G和人工智能AI技術(shù)的應(yīng)用力度，在大量環(huán)境數(shù)據(jù)的采集、傳輸和實際應(yīng)用中，提升數(shù)據(jù)價值的利用效率，促進智慧環(huán)保的升級和進步[4]。5G和AI技術(shù)將有助于我們在最大限度實現(xiàn)環(huán)保數(shù)據(jù)的價值利用，使環(huán)境保護工作更為精準(zhǔn)、智能和便捷，實現(xiàn)“綠水青山就是金山銀山”的愿景。

3.1 促進環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)終端智能化

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系的最后一環(huán)就是物聯(lián)網(wǎng)終端，它以實時監(jiān)測大氣、水、土壤、噪聲等環(huán)境細微要素的變化為主要工作內(nèi)容。隨著世界范圍內(nèi)環(huán)境的不斷變化和環(huán)境事故的發(fā)生，這種監(jiān)測所要采集的數(shù)據(jù)和相關(guān)工作量將會成倍增加，隨著社會進步和經(jīng)濟發(fā)展人們對監(jiān)測效率也提出更高的要求。融合5G及AI人工智能技術(shù)，推進職能傳感器及AI可視化監(jiān)測，促進無人巡河船、智慧環(huán)衛(wèi)作業(yè)機器人等智能終端產(chǎn)品的開發(fā)和使用，將危險系數(shù)更高的環(huán)保工作交付給AI人工智能機器人去完成，在監(jiān)測、監(jiān)控環(huán)境的同時，提升終端技術(shù)的實際價值。

3.2 強化環(huán)保數(shù)據(jù)實時傳輸歸集

我國地域遼闊、地形多樣，隨著環(huán)境部門對監(jiān)測范圍的擴大和檢測指標(biāo)的細化，環(huán)境數(shù)據(jù)的增長不可估量。通過應(yīng)用5G和AI技術(shù)，可滿足環(huán)保數(shù)據(jù)在傳輸方面要求，而監(jiān)測數(shù)據(jù)則變得更為全面，數(shù)據(jù)形態(tài)也從最初的文本內(nèi)容轉(zhuǎn)化為圖片、視頻甚至細部內(nèi)容。正是兩者的相互融合，提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸容量，加快了傳輸速率，提高了環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量與效率，完善和加強了人與平臺、與終端的互聯(lián)通信。

3.3 賦能環(huán)保應(yīng)用高效智能化

系統(tǒng)的終端環(huán)境數(shù)據(jù)，最終要通過數(shù)據(jù)分析后形成智慧決策，為環(huán)境保護工作提供核心動力[5]。經(jīng)過AI人工智能模型的構(gòu)建和推演，可將海量的環(huán)境數(shù)據(jù)進行不斷的匯總、分析、反饋、共享，最終將結(jié)果呈現(xiàn)給決策者，由其做出智能化決策，為環(huán)保工作的制定最終實行計劃、方案。5G網(wǎng)絡(luò)的布局和終端建設(shè)非常細化、邊緣化，擴展范圍更為廣闊。隨著AI技術(shù)的融合，多項的監(jiān)測、計算數(shù)據(jù)都可以在5G網(wǎng)絡(luò)上全面?zhèn)鬏敚踔镣瓿蛇吘壔瘧?yīng)用，提供更為全面、便捷、實用的數(shù)據(jù)采集及處理。

4 5G在智慧環(huán)保中的應(yīng)用

4.1 基于5G技術(shù)的智慧環(huán)保系統(tǒng)構(gòu)建

5G技術(shù)在智慧環(huán)保系統(tǒng)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在感知層、網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層三個層面。感知層主要由監(jiān)測設(shè)備組成。當(dāng)前，監(jiān)測數(shù)據(jù)尚不夠全面，較為危險、困難的區(qū)域監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集還是依靠人工完成。如果采用5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在物聯(lián)網(wǎng)終端進行對細節(jié)的全面監(jiān)測，環(huán)境數(shù)據(jù)的全方位性、全面性問題將得到解決。5G終端設(shè)備功耗低，維護保養(yǎng)成本相對也不高，加之安裝非常簡便，更適宜加入環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)層主要由5G基站及其設(shè)備組成。采用5G技術(shù)可以將所有數(shù)據(jù)上傳到云端并進行儲存，通過隨時的調(diào)取即可完成多次的分析和研究，完成階段性氣象、水質(zhì)、土壤等的對比分析和原因溯源。

4.2 5G技術(shù)在智慧環(huán)保中的實際運用

4.2.1 推動環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)終端智能化

將5G的物聯(lián)網(wǎng)終端引入到生態(tài)環(huán)境保護監(jiān)測體系中，實現(xiàn)對環(huán)境萬物的全方位實時監(jiān)測。相較于傳統(tǒng)的人工測量和人工監(jiān)測，從時效性上來說，完全不可同日而語；從安全性上來說，人工監(jiān)測的危險系數(shù)更是不可估量；從全面性上來說，人工無法監(jiān)測的區(qū)域范圍非常廣，而物聯(lián)網(wǎng)終端，只要在網(wǎng)絡(luò)信號范圍內(nèi)，均可進行數(shù)據(jù)監(jiān)測。這些優(yōu)點完全可以滿足環(huán)境保護監(jiān)測體系的需求，其收集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性更高、更強，而物聯(lián)網(wǎng)終端的數(shù)據(jù)分析和存儲能力更強。

4.2.2 加強環(huán)境保護數(shù)據(jù)的實時傳輸歸集

5G產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善和產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用，保證了環(huán)保監(jiān)測數(shù)據(jù)的海量采集，環(huán)保數(shù)據(jù)也從單一的指標(biāo)變得更為豐富，種類更為多樣，數(shù)據(jù)的全要素特點顯著顯現(xiàn)，特別是圖片、視頻、細部高像素圖片等的傳輸，為做好環(huán)保工作提供更為堅實的基礎(chǔ)。作為終端的數(shù)據(jù)處理能力，不僅能夠簡單歸類存儲數(shù)據(jù)，對于大數(shù)據(jù)分析來說，更是舉足輕重，為智能化決策，提供了科學(xué)的依據(jù)。

4.2.3 創(chuàng)新環(huán)保應(yīng)用高效智能化

環(huán)保應(yīng)用的智能化主要依靠環(huán)境數(shù)據(jù)的分析和研究，這是正確決策的關(guān)鍵。5G技術(shù)和AI人工智能相互融合，可以通過3D建模等方式實現(xiàn)可視化環(huán)境區(qū)域，通過數(shù)據(jù)分析、演示來展示各種決策的實際應(yīng)用效果，這種提前演練的模式帶給了環(huán)保應(yīng)用更為新穎的特色，使環(huán)保應(yīng)用的高效性。通過智能化分析數(shù)據(jù)，對比數(shù)據(jù)，為區(qū)域性環(huán)境保護提出更為合理、切合實際的管理策略和治理辦法，為當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)保管理者提供決策、管理、治理的數(shù)據(jù)支持，形成更好地生態(tài)資源。

5 5G智慧環(huán)保建設(shè)發(fā)展趨勢

智慧環(huán)保作為數(shù)字環(huán)保的一項具體內(nèi)容，其發(fā)展的意義非常重大。相比于數(shù)字環(huán)保的發(fā)展和體系的建立，通過與智慧城市等方案結(jié)合，可以打造更為宜居，幸福感更高的城市環(huán)境。城市環(huán)境不僅僅是智慧環(huán)保的內(nèi)容，更是城市發(fā)展的必備基礎(chǔ)和條件，從生態(tài)環(huán)境到營商環(huán)境，智慧城市一直是城市發(fā)展的目標(biāo)[6]。通過數(shù)字環(huán)保的形式，進行智慧環(huán)保、智慧城市的構(gòu)建，利用大數(shù)據(jù)分析、云計算技術(shù)等，進行城市多項數(shù)據(jù)的采集、分析、推演，為城市管理者提供綜合決策，推進城市的全面發(fā)展。

5.1 體系架構(gòu)趨向成熟

智慧環(huán)保體系的實際使用，促進了其架構(gòu)的完善和使用的成熟性。智慧環(huán)保不僅僅是對大環(huán)境的監(jiān)測管理，更是智慧城市不可或缺的部分。城市智慧環(huán)保體系的應(yīng)用，不僅在科技領(lǐng)域有了重大的突破，更為城市發(fā)展提供良好的數(shù)據(jù)分析。智慧城市離不開通信設(shè)施的升級和產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，而配套的智慧環(huán)保體系就是智慧城市體系的縮影和細化，通過智慧環(huán)保體系的完善和運作，尋求智慧城市發(fā)展的新思路和新方向。

5.2 監(jiān)測體系不斷完善

環(huán)境監(jiān)測體系的完善，不僅體現(xiàn)在監(jiān)測設(shè)備、設(shè)施的更新和升級，體現(xiàn)在監(jiān)測數(shù)據(jù)的不斷變化中。智慧環(huán)保當(dāng)前主要通過部署各種感知傳感器、自動監(jiān)測儀和數(shù)采儀等設(shè)備，通過環(huán)保專網(wǎng)或城市基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，將采集到的數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)監(jiān)管部門對廢氣、廢水、固廢、噪聲等污染物排放情況的實時動態(tài)監(jiān)測，強化管理者對環(huán)境治理相關(guān)設(shè)備運行情況的監(jiān)控管理。最具有代表性的應(yīng)用是全國污染源自動監(jiān)控系統(tǒng)，通過在污染源點位部署各種傳感器、監(jiān)測設(shè)備等終端，利用環(huán)保專網(wǎng)可將采集到的信息數(shù)據(jù)上傳至環(huán)保監(jiān)控中心，通過對數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)計分析，一旦監(jiān)測到數(shù)據(jù)超標(biāo)，系統(tǒng)將會智能預(yù)報預(yù)警，輔助管理者及時高效地開展處置工作。目前該系統(tǒng)已基本覆蓋了國家、省、市、重點企業(yè)四級各類重點污染源和重點治污設(shè)施。

5.3 智慧應(yīng)用不斷創(chuàng)新

智慧城市的設(shè)計和建設(shè)，是城市發(fā)展的目標(biāo)和階段。在這個背景下，聯(lián)合相鄰或多個城市共享數(shù)據(jù)交換平臺和管理平臺，打造省級甚至更大范圍的智慧城市云計算數(shù)據(jù)中心和物聯(lián)網(wǎng)管理等平臺，完善各部門、各系統(tǒng)、各層級的生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)資源，構(gòu)建環(huán)保信息化系統(tǒng)平臺，強化實時監(jiān)測、智能分析和決策支撐服務(wù)。為了確保5G智慧環(huán)保建設(shè)的穩(wěn)定實施，目前需要加大創(chuàng)新力度，尤其要考慮時代的發(fā)展因素，從實際狀況出發(fā)，將各個部門結(jié)合在一起。對于5G智慧環(huán)保建設(shè)來說，先進的科技元素不可忽視，不僅需要融入5G技術(shù)，還需要引入計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，其目的是提高數(shù)據(jù)的計算效率，了解智慧環(huán)保建設(shè)的現(xiàn)狀，制定有效的實施方案。

6 結(jié)束語

綜上所述，環(huán)境是我們賴以生存的重要因素。在科技時代的今天，將先進的科學(xué)技術(shù)融入到環(huán)保事業(yè)中，不僅是為后代創(chuàng)立綠水青山的有效途徑，更是環(huán)保事業(yè)發(fā)展的堅實基礎(chǔ)。5G和AI技術(shù)的融合、應(yīng)用，對于智慧環(huán)保有著重要意義，對于智慧城市建設(shè)也非常重要。希望借助更多的科技力量，提高我們環(huán)保工作的高效性，提升環(huán)保部門治理能力，為人們創(chuàng)造一個滿意的、宜居的、幸福的生態(tài)環(huán)境。