ومع استمرار المدن في النمو، يتطلب الحفاظ على سماء زرقاء أكثر من مجرد ظروف مناخية مواتية - بل يعتمد بشكل متزايد على الإدارة البيئية الذكية والفعالة.
لقد أصبح تلوث الهواء في المناطق الحضرية أكثر ديناميكية وتنقلًا وتعقيدًا، مما يشكل تحديات متزايدة لمناهج الإدارة التقليدية التي تعتمد بشكل كبير على عمليات التفتيش اليدوية ومحطات الرصد الثابتة.
واستجابةً لذلك، طورت شركة Focused Photonics Inc (FPI) نظام “العقل الفائق للهواء المحيط بالذكاء الاصطناعي”، الذي يدمج الاستشعار في الوقت الحقيقي والتحليل القائم على الذكاء الاصطناعي وقدرات الفحص الجوي لإعادة تشكيل المناطق الحضرية إدارة جودة الهواء سير العمل. تم نشر النظام مؤخرًا في مشروع إدارة جودة الهواء على مستوى المقاطعة في هانغتشو، وأظهر النظام كيف يمكن للذكاء الاصطناعي وتقنيات المراقبة الذكية العمل معًا لتحسين كفاءة واستجابة الإدارة البيئية الحضرية.
العقل الخارق للهواء المحيط بالذكاء الاصطناعي
من الكشف إلى تحديد المصدر
في موقع المشروع، يقوم نظام ليدار كمي مثبت في موقع حضري مرتفع بمسح الغلاف الجوي المحيط بشكل مستمر.
أثناء عملية مراقبة روتينية، اكتشف النظام زيادة غير طبيعية في تركيز الملوثات في المنطقة الشمالية الشرقية من المنطقة. وبمجرد التعرف على الحالة الشاذة، بدأ العقل الفائق للهواء المحيط التابع للذكاء الاصطناعي على الفور في سير عمل التحليل.
تم دمج الصور الرادارية وبيانات الرصد والمعلومات المكانية المستندة إلى الشبكة بسرعة لتحديد نقطة التلوث الساخنة وتقدير نطاق الانتشار المحتمل. ثم قام النظام بعد ذلك بتضييق نطاق منطقة المصدر المشتبه به إلى مقطع طريق محدد في منطقة شيشينغ الفرعية.
في الوقت نفسه، أرسل العقل الفائق للهواء المحيط بالذكاء الاصطناعي تلقائيًا تلوث الهواء نظام الطائرات بدون طيار لتحديد المصدر للتحقيق في الموقع. وتمكنت الطائرة بدون طيار المجهزة بأدوات عالية الدقة لرصد جودة الهواء من جمع بيانات في الوقت الحقيقي عن الملوثات بما في ذلك PM₂.₅ و PM₁₀.
أثناء عمليات الطيران، قامت الطائرة بدون طيار بتحسين مسار التفتيش بشكل ديناميكي بناءً على تعليمات المنصة، مع التركيز على مناطق التركيز العالي مع إرسال بيانات الرصد والصور الحية ومسارات الطيران ونتائج تتبع المصدر إلى المنصة لدعم إجراءات متابعة التفتيش والاستجابة في نفس الوقت.
من الاستجابة الفردية إلى الحوكمة المنهجية
يتمثل أحد التحديات الرئيسية في إدارة تلوث الهواء في أن الملوثات غالبًا ما تكون ديناميكية للغاية - مفاجئة في الظهور، ومتنقلة في الحركة، وسريعة الانتشار. وبحلول الوقت الذي يتم فيه اكتشاف تركيزات غير طبيعية، قد تكون مصادر التلوث قد تغيرت بالفعل.
تقليديًا، غالبًا ما تتم مقارنة تحديد مصادر التلوث بـ “البحث عن إبرة في كومة قش”، مع تغطية تفتيش يدوية محدودة، وصعوبة تتبع المصدر، ودورات استجابة طويلة نسبيًا.
ويساعد حل المراقبة ثلاثية الأبعاد للهواء المحيط والتحكم المنسق من FPI في إعادة تشكيل هذه العملية من خلال بناء سير عمل ذكي قادر على استشعار وتحليل وتتبع أحداث التلوث في الوقت الفعلي. ويربط النظام بين المراقبة في الوقت الحقيقي، والتحليل القائم على الذكاء الاصطناعي، وتتبع المصدر الجوي، والاستجابة ذات الحلقة المغلقة في إطار إدارة منسقة.
ووفقًا لملاحظات المشروع، فمنذ نشر النظام، تحسنت كفاءة التعامل مع الحوادث المتعلقة بالتلوث بشكل كبير، وتم تقصير دورات الاستجابة بشكل أكبر، وتم الحد من تأثير انتشار الملوثات بشكل فعال.
كما وصفها مهندس في الموقع “في الماضي، كان الناس يبحثون عن مصادر التلوث. أما الآن، يمكن للنظام أن يستجيب بمجرد أن يبدأ التلوث في الظهور.”
نشر محلي ذو أهمية عالمية
وفي حين تم تنفيذ هذا المشروع على مستوى المقاطعة في هانغتشو، فإن نهج الحوكمة الذي يقوم عليه يحمل أهمية أوسع للمدن في جميع أنحاء العالم.
واليوم، تواجه المناطق الحضرية في جميع أنحاء العالم مصادر تلوث متزايدة التعقيد، ومطالب متزايدة لإدارة بيئية محسنة وكفاءة محدودة في طرق التفتيش اليدوي، وتوقعات متزايدة لقدرات اتخاذ القرار في الوقت الحقيقي. وفي ظل هذه الخلفية، يقدم التكامل بين الذكاء الاصطناعي وتقنيات استشعار الغلاف الجوي والتفتيش القائم على الطائرات بدون طيار نهجًا جديدًا لإدارة جودة الهواء في المناطق الحضرية.
بالنسبة لمبادرة مستقبل الابتكار، يمثل إدخال الأدوات العلمية المتقدمة في سيناريوهات الإدارة في العالم الحقيقي أكثر من مجرد تحقيق قياس دقيق. والأهم من ذلك، يعني تمكين هذه التقنيات من أن تصبح جزءًا من البنية التحتية طويلة الأجل التي تدعم الإدارة البيئية الحضرية.
لا تكمن القيمة في تقديم البيانات فحسب، بل تكمن أيضًا في دعم عملية صنع القرار؛ ولا تكمن القيمة في الكشف عن الحالات الشاذة فحسب، بل في تسريع إجراءات الاستجابة؛ ولا تكمن في خدمة مهمة رصد واحدة فحسب، بل في مساعدة المدن على بناء أنظمة حوكمة بيئية أكثر ذكاءً يمكنها استشعار وتحليل والاستجابة بطريقة أكثر ترابطًا وكفاءة.
