企業應用案例

智慧環境治理:環境物聯網智慧執法應用(獲2018智慧城市創新應用獎_智慧環境治理)

2018-01-19

單位名稱

行政院環境保護署環境監測及資訊處

得獎領域類別

智慧環境治理

合作單位名稱

卡米爾股份有限公司、中華電信股份有限公司企業客戶分公司、宸訊科技股份有限公司、柏昇企業股份有限公司、工業技術研究院

應用或服務概述

有鑑於民眾對於空氣品質重視,環保署為了提升環境治理及公眾服務品質,推動「環境品質感測物聯網發展建置及執法應用」的智慧化概念,以全方位發展環境品質物聯網,終極目標是希令環境物聯網能成為智慧城市重要一部分,並強化空氣品質之時空監測,更應用物聯網(Internet of Things, IoT)新興資通訊技術,藉由布署微型感測器進行街道尺度(空間)及分鐘尺度(時間)之空氣品質監控,輔助並強化環保署現有國家級測站空品網之時空間分布。

 

除藉此提升空氣品質監測網環境監測網路密度,獲取更多環境數據,以強化本署現階段對於空品數據分析應用(如:即時呈現、預警、預報、取締不法等),並結合人工智慧技術與環境治理領域專業,建立相關潛勢熱區分析的技術,目標提升環境治理及公眾服務品質,透過更密的 IoT 環境監測網路與人工智慧技術分析污染潛勢熱區,結合了空污數據、地理資訊、時間資訊、風向數據、風速數據等等進行視覺化數據還原,用視覺回推當時空污飄散狀況,再結合時間軸調整功能,可動態切換檢視特定時間區段,模擬當時污染熱區和排放潛勢,強化污染追溯能力,協助提供業務單位相關稽查決策應用,針對空污議題重點監控與管理,大幅強化稽查成效,增進署內及地方治理業務效能,提升環境治理及公眾服務品質。

試煉場域說明

環保署於106年起推動環境物聯網發展,建置環境物聯網資料蒐集、數據分析及資訊展示等平臺,透過國產微感測器研發及製作,發展臺灣軟實力結合本身硬體製造強項優勢,推動臺灣多家廠商進行發展,並以試煉廠域驗證,透過數據分析首波先驅測試選定桃園觀音工業區,布建100個感測點),藉由密集感測、提供完整API機制於快速時間內與國家級測站,整合有持續性傳輸特性及資料傳輸方式多樣性數據匯流解析,人工智慧分析污染熱區標定與時點鎖定,啟動智慧稽查網格,布建每一臺感測器具備細懸浮微粒(PM2.5)、揮發性有機物(VOC)、溫度及濕度等項目之感測器,形成完整空氣品質感測物聯網。

 

所布空氣品質感測物聯網可提供高時空解析度之空氣品質數據,達分鐘等級,空間密度達街道等級,經融合風速、風向數據分析,即可標定污染熱區及排放潛勢區,進一步經時空特徵分析,所得的資訊即可供稽查派遣作業運用,稽查作業前再將排放潛勢熱區內事業原料、製程等污染特性交叉勾稽,可讓稽查人員事半功倍有效率地查處污染。

 

環保署試煉場域於106年6月實際於觀音工業區進行方法論驗證,由環保署人員會同桃園市政府環保局稽查6家工廠,查獲告發違規行為6件次,2家涉及刑責移送法辦,有效限縮污染工廠範圍,依此分析、即時數據呈現方式,配合稽核行動出擊,有效進行違法工廠之舉發,達成智慧稽查之成果。

說明圖片

一、環境物聯網目標:透過物聯網技術,提升整體環境監控的時空間密度,搭配建構各類智慧化應用

【圖1】環保署環境物聯網目標

 

二、污染熱區分數計算:透過IoT歷史數據累加,計算佈建範圍當中網格的污染分數,並透過顏色進行標記,以利環保稽查人員觀察污染熱區

【圖2】IoT污染熱區分數計算,可查看特定時間區段之分數

 

三、智慧執法技術:透過 AI 演算法結合物聯網數據,可全自動標記重大污染之時間與地點,也可還原當時污染狀況並透過介面動畫進行呈現

【圖3】『智慧執法技術』動態重現當時污染擴散狀況

 

四、潛勢區位分析:累加物聯網污染數據,並加入考量風向、風速等外部因素作為判斷污染的因子,標記污染潛勢區位,提升污染查稽之成效

【圖4】以即時數據潛勢分析,協助執法單位判定污染的時空間原因

 

五、國產化空氣品質微感測器:與工研院及國內企業合作,進行國產微感測器研發及製作,並建置本署「環境物聯網數據平台」資訊服務

【圖5】環保署自行發展之空氣品質微感測器

 

六、觀音工業區 IoT 監測網路佈建圖:針對特定工業區,透過物聯網進行分鐘級與街道級的數據收集

【圖6】觀音地區監控數據展示

 

連結網址

https://www.youtube.com/watch?v=xdXJGpdZ3pU&feature=youtu.be