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第19屆亞運會將于今年9月在浙江省杭州市舉辦。日前，浙江省杭州生態環境監測中心在亞運場館周邊采集了70余個水質監測點位樣品，并將這些樣品批量放入一套全自動智能分析系統，原來至少需要兩個人分析一天樣品，現在系統自動操作很快就可完成，而且批量可以達到200多個。
這個水質監測智能化系統，業內稱之為杭州“生態環境監測AI人工智能實驗室”，于2021年5月開始建設。當前主要進行水質智能化監測實驗和系統改進，截至目前已經完成近1000個實際樣品的實驗室比對測試分析，已成功申報一項國家標準立項，并正在申報省標方法規范。
水質監測任務一度較為繁重
杭州是一個集江、河、湖、海于一體的多水城市，水質監測任務十分繁重。平常每月水質樣品檢測分析達500余個，而每一個樣品分析都要工作人員全程跟蹤操作，環節繁多。
前些年，杭州曾發生過錢塘江、苕溪飲用水水質異味、化學品運輸車輛翻車等事件。尤其是新冠肺炎疫情發生以來，杭州先后迎戰新冠病毒德爾塔、奧密克戎等，每遇這種非常時期，水質監測樣品都堆滿房間。由于人工監測、分析速度有限，杭州環境監測人度過了許多個不眠之夜。
2017年6月發生的錢塘江化工桶泄漏環境突發污染事件，監測人員現在想起來仍心有余悸。當時頻次要求高的時候需要每小時采一次樣品，每次分析項目達20多項，連續作戰十多天。因為全靠人工監測分析，時間緊、任務重、人手少，不得不24小時通宵分析樣品。參與當時監測分析的人員余海霞說，加班一夜，凌晨下班時頭暈眼花，出單位都不知道回家的方向了。
人工智能實現批量化檢測
結合杭州數字之城建設，杭州開啟了“生態環境監測AI人工智能實驗室”，積極探索打造“小切口、大場景”平臺。
這個實驗室從外觀看沒啥特別，只有100多平方米的空間，內部設計卻別有洞天。不同于一般實驗室“人+設備”的繁忙景象，這個實驗室沒幾個人，只有兩條水質檢測的全自動“生產線”——水質自動化分析儀和流水線系統在不停運轉。只需把水質樣品放進放置區，樣品分液、試劑添加、檢測分析等流程就不再需要人工參與。而且，人工智能實驗室也讓批量化檢測成為可能。
原理化室負責人、現杭州生態環境監測中心辦公室主任王奕奕介紹，水質監測分析是一個復雜的過程，添加何種化學試劑、試劑要放多少、何時能進行下一步等，都需要專業人士“操刀”。人工智能實驗室，打破了對人的依賴，實驗室結合仿人眼感知等先進技術，讓“生產線”具備了人的觀察力和靈活度，即便無人指導，也能自主判斷進行檢測。不僅提升了檢測速度，也減少了人工檢測可能引起的誤差。原本好幾個人干一天的工作，現在1套系統就能完成，而且可以實現大批量檢測。
“智能監測不但速度快，還有可追溯優點。人工監測樣品，如遇到什么問題，回想經過的細節，往往會不那么準確。人工智能實驗室在樣品保存、數據質控、數據異常等關鍵環節留痕，實現分析結果可追溯，十分精準。”王奕奕說。
杭州“生態環境監測AI人工智能實驗室”在實驗階段已“小試牛刀” 。王奕奕介紹說，去年11月，在分析三墩港一個水樣的高錳酸鹽指數指標時，發現樣品的平行樣數據偏差較大。按照以往的做法，需要人腦回憶實驗步驟尋找可能出現的問題。而智能實驗室的分析系統有視頻記錄功能，很快精準鎖定了問題。今年1月，在監測錢塘江某點位水樣時，發現氨氮指標數據超過水質類別標準，智能系統立刻預警提醒，第一時間按規定對水樣進行了復核。如果采用人工分析，由于樣品的數量多、工作量大，就很難在第一時間發現樣品異常情況。
打造智能監測杭州樣本
杭州水質監測智能化，最近已入選國家試點項目。
2月18日，生態環境部印發《生態環境智慧監測創新應用試點工作方案》，其中杭州“生態環境監測AI人工智能實驗室試點”和另一個高科技項目“杭州生態環境監測無代碼技術應用試點”兩個項目同時入選全國試點。
這個方案根據技術應用先進程度、應用場景豐富程度、人工參與程度等分為六級(L0-L5)，重點提升“支撐服務保障、智慧監測基礎、服務群眾”三方面能力。杭州入選的兩大項目均列為最高級別L5，屬于全國首創。
“生態環境監測AI人工智能實驗室試點”對標生態環境監測數字化改革的要求，以國家相關監測分析方法標準為依據，建設全流程自動監測分析系統，實現樣品從任務下達到樣品前處理、測試、數據分析報送的全流程、全方位、全自動監測。
試點項目重點圍繞提升智慧監測基礎能力，推動新型監測技術應用落地等方面，通過生態環境監測業務全過程智能化、數據高效存儲分析利用實踐等方面創新突破，力爭實現“杭州試點，全國推廣”，為全面提升生態環境保護和監測水平做出貢獻。
“我們力爭通過一至兩年時間的試點，成功打造國內領先的第四代水質環境監測智能化系統，為全國探索出一個數字化智慧監測的‘杭州樣本’。” 浙江省杭州生態環境監測中心主任陳健松說。