一种基于无人机的VOCs精准溯源技术

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成果单位：清华大学

合作方式：面议

所处阶段：概念

关键词： VOCs监测工业园区大气污染污染溯源无人机多气体监测实时监测大数据物联网AI分析

成果评价

总得分（满分100）

资本强度（满分0）

该成果得分：0

项目负责人

何炜琪

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所在机构：

清华大学

团队介绍

项目负责人何炜琪，清华大学环境科学与工程专业博士，现任清华苏州环境创新研究院副总工程师、环境大数据科学中心主任，长期从事环境大数据、环境模型、环境分析等相关研究工作，参与生态环境部和多个省份的智慧环保、环境大数据、双碳大数据等相关规划及建设工作，对智慧环保、环境大数据、人工智能均具有较丰富的研究基础及应用经验。

小果解读

核心问题

VOCs（挥发性有机化合物）作为工业园区的主要特征大气污染物，是当前我国大气污染控制的重点对象。传统的VOCs污染监测方法面临诸多挑战，包括样本获取难度大、空间分辨率不足、监察成本高以及技术选择和系统匹配性复杂等问题。这些问题导致了对VOCs排放的有效监测和治理变得异常困难，难以满足当前环保工作的迫切需求。

解决方案

为解决上述问题，研发了一种基于无人机的VOCs精准溯源技术。该技术利用无人机搭载先进的多气体监测设备，结合实时监测溯源软件，能够高效地在不同区域开展空气中VOCs的在线监测和走航监测。通过无人机的高空作业和灵活移动能力，实现了对VOCs污染的精准溯源和快速预警，为污染来源的精确分析和治理提供了科学依据。此外，该技术还为制定有效的VOCs控制策略提供了有力支持，有助于提升环保工作的效率和准确性。

竞争优势

与传统的VOCs监测治理技术（如地面走航汽车、手持监测设备等）相比，本技术具有以下显著优势：

灵活性强：无人机能够迅速响应并灵活部署到目标区域，不受地形和交通限制，大大提高了监测的效率和灵活性。
隐蔽性强：无人机高空作业，避免了传统环保执法中因精准定位而可能导致的“打草惊蛇”问题，实现了对目标区域的隐蔽巡查。
全面性高：无人机能够获取目标区域不同高度下的污染分布及变化趋势，提供了更全面的污染传输特性信息，弥补了传统走航车和手持设备的不足。
风险低：无人机监测避免了人工前往工厂巡查时可能遭受的有毒有害气体伤害，保障了监测人员的安全。
动态溯源解析：基于无人机采集的VOCs监测数据，可以实现VOCs的溯源和预警管理，实时动态解析VOCs来源，为及时采取治理措施提供了有力支持。
数据智能分析：结合物联网、大数据、人工智能等先进技术，对VOCs污染物浓度进行趋势分析、超标污染物浓度排名分析以及监测数据的多维对比分析，为空气质量研判、污染溯源和联防联控等提供了专业的技术服务，提升了环保决策的科学性和精准度。

成果描述

成果公开日期

20241231

市场分析

市场应用前景：本技术的应用领域为大气VOCs监测，目标客户为环保公司和地方政府。经初步调研，2023年我国无人机环保监测市场规模超过200亿元，增速约10%，预计随着人民生活水平提高、环保要求提高，未来无人机环保监测市场会继续保持高速增长，市场广阔。发展规划：目前该技术已经在长三角区域的多个地区进行推广试点和技术验证，取得了良好的应用效果。未来以长三角地区为重点区域拓展业务，逐步拓展无人机环境生物多样化数据采集和处理业务、无人机气体监测解决方案等无人机在环保领域应用的深度应用。

转化合作需求

合作团队应具备监测领域无人机平台的研发和应用背景，具有一定的技术研发经验，能提供完整的技术研发团队进行基于低空无人机飞行平台的配套硬件和软件算法开发，配合研究院技术团队，不断进行技术迭代和交叉技术融合，提供市场营销团队，对接潜在示范应用的目标客户资源（优先长三角区域）。

转化预期效益

摘要

一、痛点问题 VOCs 为工业园区的主要特征大气污染物，是当前我国大气污染重点减排对象，监测并治理VOCs的排放成为环保的一项重大实施工作。然而传统的VOCs污染监测方法通常存在样本获取困难、空间分辨率低、监察难度大、技术选择和系统匹配性要求高等问题。二、解决方案研发基于无人机的VOCs精准溯源技术，利用无人机搭载多气体监测设备+实时监测溯源软件，针对不同区域开展空气中VOCs在线监测、走航监测，提供精准溯源和快速预警等服务，为污染来源精准分析治理提供科学依据，为制定有效的VOCs控制策略提供有效支持。三、竞争优势分析 VOCs监测治理领域的主要竞争技术为地面走航汽车、手持监测设备等，相比与现有技术，本技术具有以下优点： 1）灵活性强：相比于走航车及固定监测站，可以做到及时响应与灵活部署。 2）隐蔽性强：相比于传统环保执法依赖精准定位，贸然行动，容易“打草惊蛇”，无人机高空优势，可以对目标区域隐蔽巡查。 3）全面性高：相比于传统走航车及手持设备，难以获取区域内不同高度下污染分布及变化趋势，难以全面了解污染传输特性，无人机可以获得目标区域不同高度及监测死角的立体数据。 4）风险低：相较于人工前往工厂巡查，无人机可以避免有毒有害气体对人体的伤害。 5）动态溯源解析：基于部署定点或走航的环境VOCs监测数据，实现VOCs溯源和预警管理，实现VOCs来源的实时动态解析。 6）数据智能分析：采用物联网、大数据、人工智能等先进技术，实现VOCs的污染物浓度变化趋势分析、超标污染物浓度排名分析、监测数据多维对比分析等功能，为空气质量研判、污染溯源、联防联控等提供专业的技术服务。