運用數字孿生技術強化企業環境監管

【谷騰環保網訊】在第二輪第六批中央生態環境保護督察通報的典型案例中，部分企業存在非法傾倒污泥堆放在耕地上、數萬噸污泥去向不明、違規占用國家森林公園采礦選礦、大量尾礦和廢石露天堆放、道路兩旁廢渣棄土大量順坡傾倒、大面積露天開采嚴重破壞當地脆弱生態環境等問題，相關管理部門重視不夠、監管缺失、整治不力。上述問題反映出，由于目前固體廢物堆放與處置、土壤和地下水污染、生態環境破壞與修復等問題無法像大氣、水污染一樣實現污染物濃度在線監測，對在產企業尤其是量大面廣的中小企業，很難做到全方位監管，有效提高在產企業的固廢和土壤類環境監管效率和執法水平迫在眉睫。

運用數字孿生技術強化環境監管、助力企業環境治理，是一條值得探索的路徑。數字孿生在產企業環境管理，是指利用GIS、BIM、無人機傾斜攝影、激光點云、虛擬現實（VR）、虛擬增強現實（AR）等技術，構建在產企業三維數字底盤，在數字虛體空間中創建出數字模型，與在產企業實體在形態、質地、行為和發展規律上形成精確映射，使在產企業擁有一個數字化的“雙胞胎”，充分利用物理模型和物聯網傳感器技術，通過“多源數據+算法+應用場景”，實現在產企業環境數據價值深度挖掘，并應用于在產企業污染防控體系的建立。

通過打造基于GIS+BIM+IOT+AI的數字孿生體，創建基于數字孿生的信息化平臺，推進數字孿生技術與在產企業環境管理有機融合，可以從以往被動響應逐步轉變為全域協同治理、智能預警，做到污染可追溯、過程可還原、數據可監管，實現對在產企業的水、氣、土、聲、渣等全要素、全過程監管，以及污染物精準識別和源頭防控。

基于數字孿生的信息化平臺可以實現五個方面的功能。一是實景三維還原，實現在產企業數字化展示。以GIS系統為基礎框架，融合實景三維模型、BIM模型、激光點云等多源異構數據，集成VR、AR，結合三維可視化引擎，真實刻畫空間細節，打造精準、動態、可視化的數字場景，形成包括地上建筑、設施設備、地質體、地下空間、排污管線等的三維電子沙盤。通過“一張圖”看全局，實現對重點區域整體現場的全景、實時、多角度監控，實現原輔材料及中間體清單、生產工藝、污染物排放清單、特征污染物、地上及地下儲罐等數據立體化，實現場地水文地質條件的形象化描述。

二是消除數據孤島，實現在產企業全要素數字化聯動。不管是摸清家底，還是管理跨部門協同，都需要全域全要素數字化多源信息生態聯動，并建立信息之間的關聯，再現在產企業全景、全周期變化和內在關系。數據的自動流動能夠化解復雜系統的不確定性，優化資源配置效率，構建企業新型競爭優勢，解決全局優化的需求和碎片化供給之間的矛盾。

三是融合物聯網技術，實現在產企業工業生產實時動態化監管。通過對在產企業建立空、天、地一體化模型，以自動監控為非現場監管主要手段，推行視頻監控和在線監測等物聯網監管手段，全覆蓋、全天候、全自動監測，真正做到既無時不在又無事不擾，可逐步實現非現場智能化監管，使監管部門在可能發生的環境風險中實現快速應急預警與輔助決策。例如無人機自動起降機場結合多種傳感器及智能算法，可以替代傳統人工操控；機器狗可以搭載多種污染物監測系統，突破地形限制、降低事故風險。

四是集成多源數據，實現在產企業污染模擬與預測預警?；跉v史及實時數據和先進的算法模型，在數字世界對物理對象的狀態和行為進行高效反映，通過三維模型展示污染物空間分布規律和發展變化趨勢，實現污染物精準識別與溯源追蹤。能夠實現模擬在產企業污染措施，推演發展態勢，預警污染事件，研判復雜問題，做到事前預警、事中應急、事后追責。

五是建立數字化檔案，支撐在產企業環境管理決策。結合實景三維模型和虛擬現實，為在產企業環境管理提供基礎信息和依據。應用VR技術還原重點關注生產車間，完善在產企業三維記錄檔案，杜絕“企業擅自變更生產原料、非法接收污泥、企業有超過數萬噸污泥去向不明”等問題，為生態環境執法提供決策參考和切實證據。

數字孿生在產企業環境管理目前仍是新生事物，需要堅持系統觀念，重點突破和整體推進并重，以實戰、實用、實效為導向，突出數字化破題、系統重塑、形成能力，為在產企業污染治理現代化提供數字化的系統解決方案。

作者單位：生態環境部環境規劃院

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