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曙光环保行业解决方案

合作伙伴:曙光信息产业股份有限公司

公司简介:
曙光信息产业股份有限公司(以下简称“中科曙光”)是在中国科学院大力推动下,以国家“863”计划重大科研成果为基础组建的国家高新技术企业。公司主要从事研究、开发、生产制造高性能计算机、通用服务器及存储产品,并围绕高端计算机提供软件开发、系统集成与技术服务。2014年,中科曙光成功在上海证券交易所上市(股票代码:603019)。

中科曙光是国内高性能计算领域的领军企业,亚洲第一大高性能计算机厂商,2009-2014年连续6年蝉联中国高性能计算机TOP100排行榜市场份额第一。由曙光公司研发的“星云”高性能计算机在第35届全球超级计算机“TOP500”中以每秒系统峰值达三千万亿次(3PFlops)、每秒实测Linpack值达1.271千万亿次的速度,取得了全球第二的成绩,成为世界上第三台实测性能超千万亿次的超级计算机,再次向世界力证了“中国速度”。

自成立以来,曙光公司始终倡导着“自主创新服务中国”的品牌理念,以全面、专业、增值的服务为广大中国用户提供良好的应用体验,曙光的硬件产品、解决方案、云计算服务已被广泛应用于政府、能源、互联网、教育、气象、医疗及公共事业等社会各个领域。

从中国高性能计算机和服务器领先品牌,到建立中国首个商业化、规模化的城市级云计算中心,再到打造全自主可控的大数据产品与解决方案,曙光将始终站在国家发展、技术延伸的前沿,助力中国成为信息产业强国,为客户创造更大价值。

联系方式:
联系人:邓子龙
手机:18001053440
电话:010-56308000
地址:北京市海淀区东北旺西路8号中关村软件园36号楼100193

应用领域: 环保 (点击应用领域名称查看更多相关GIS成功案例)

案例区域:华东,山东省

1、曙光空气质量多模式集合预报解决方案
1.1方案概述

      空气质量多模式集合预报系统选用中尺度气象模式WRF提供气象场驱动,基于大气排放源清单处理模型制作三维网格化的大气排放源,集成多种国内外主流的空气质量数值模型,包括中国科学院大气物理所的NAQPMS模式、美国EPA的CMAQ模式、美国NOAA的WRF-Chem模式和美国Environ公司的CAMx模式等,进行多模式、多成员集合预报。同时,本系统还支持集成空气质量统计预报模型、实时监测数据同化等功能,进一步提高预报的准确率。

图1 方案效果图

1.2方案特点

(1)具有完全自主知识产权的模式系统。具有中国科学院大气物理所NAQPMS模式的自主知识产权,具有一大批专门从事模式系统研发的博士、硕士等高级专业人才,能够提供从模式底层开发到预报效果优化改进等全方位、全自主、专业化的技术服务。

(2)多模式集合预报提高预报准确率。通过将不同类型的空气质量模式预报成员的优点集成起来,克服了单一模式自身的缺点和不确定性,并提供针对不同地区的本地化特点(气象气候条件、地形条件、排放源特征等)进行多模式的集合优化,可显著提高预报准确率。

(3)支持污染资料同化和污染来源解析。NAQPMS模式可提供污染资料同化和污染来源解析等功能模块,通过污染资料同化,可利用空气质量实时监测数据优化模式初始场,提高预报准确率。通过污染来源解析,可解析不同行业、不同地区、不同污染物对污染的贡献率等信息,为空气质量决策分析提供科学依据。

3、曙光空气质量预报预警解决方案

3.1方案概述

  曙光空气质量预报预警业务系统是预报人员从事环境空气质量预报、预警工作的业务处理平台,它集气象预报、空气质量数值预报、预报素材管理、预报工作流处理、预报业务分析等围绕空气质量预报、预警业务工作所需要的功能为一体。系统具有良好的可扩展性,能较好地集成现有或未来预报、预警业务工作需要的功能和模块,如统计预报、污染来源解析与去向追踪模块、监测数据空间场分布、污染控制决策与支持、在线维护排放清单模块等。

图2 方案效果图

3.2方案特点

(1)大气环境数据管理统一化。实现对大气环境数据统一管理,针对不同类型的数据采用不同的存储和管理方式,以达到规范、标准、高效、安全目标。

(2)预报数据空间分布化。它是实现模式预报数据空间分布化功能,包括预处理和实时处理模块。模块总体包括模式结果获取、模式结果侦听监控、异构数据格式转化、空间数据生成、矢量数据插值计算、栅格数据分级、等值面的创建、过程数据的归档等,为GIS分析、发布提供空间图层数据。

(3)预警识别自动化。基于模式预报数据的基础上,根据预警规则与条件,预警识别模块自动计算出未来几天内是否存在重污染情况、重污染持续时间、影响地域、影响面积和影响人口等,并根据预警级别的定义进行相应预警级别的识别。

(4)预报预警业务展示多样化。预警业务包括自动预警、站点/城市预报、预报预警、区域形势、数据展现、业务分析和系统管理等功能。

(5)业务分析体系化。包括预报业务周回顾、模式数据与监测数据比对、污染来源分析,建立分析指标体系和分析模型,自动生成分析结果。

4、曙光重污染应急控制决策与评估解决方案

4.1方案概述

  曙光重污染应急控制决策与评估系统可实现重污染天气应急方案制定、最佳应急方案筛选与应急措施效果量化评估等多种决策管理功能。应急方案以高分辨率排放清单为基础,针对各类排放源制定应急控制措施库,通过各项措施与相关源活动水平、排放因子的定量响应关系,从而有效评估各项措施相应的污染物减排量。系统提供重污染应急分级预案及个性化定制预案,并自动进行网格化处理,通过空气质量模型情景模拟筛选最佳应急方案。方案实施后,系统可自动分析对比环境观测与情景模拟结果,评估空气质量改善效果。

图3 方案效果图

4.2方案特点

(1) 污染源分担率分析。系统可提供各类排放源对PM2.5、PM10、SO2、NOX、VOCs等主要污染物排放量的贡献率以专题图直观显示并具备统计图表的打印输出功能。通过分担率分析,识别重点排放源,并针对性制定相应控制措施。

(2) 污染排放量空间分布。提供PM2.5、PM10、SO2、NOX、VOCs等主要污染物排放GIS空间分布,以专题图形式直观显示结果并打印输出。通过污染物空间分布分析,可以识别污染物排放的空间敏感性,进而针对重点地区制定相应控制措施。

(3) 区县污染排放量及排名查询。可查询各区县PM2.5、PM10、SO2、NOX、VOCs等主要污染物的排放量及排名,支持统计、分析结果的打印输出。通过此功能可有效分解污染物减排指标,并对各区县减排工作进行考核管理。

(4) 重点企业污染排放量查询。提供重点企业PM2.5、PM10、SO2、NOX、VOCs等主要污染物排放量查询和空间显示功能,以专题图形式直观显示,同时支持统计、分析结果的打印输出,污染源的导入、修改和删除等功能。

(5) 污染来源分析。能够接入预报系统的模式输出结果,实现选定的站点/城市,分析其各项污染物的来源贡献,包括来自行业和区域的贡献率,包括外来源和本地源污染的贡献率,可对污染过程进行动态模拟和分析。

(6) 基于预案的应急体系。包括应急预案管理、应急预案减排量测算、应急预案效果模拟、应急预案效果展示。展现在各种应急预案下PM2.5、PM10、SO2、NOX、O3、CO等主要污染物的时空分布图、指定站点的污染物浓度等。

(7) 实施效果对比评估。系统可以图表形式显示指定预案实施后PM2.5、PM10、SO2、NOX、O3、CO等主要污染物的环境观测与方案模拟对比结果,评估空气质量改善效果。

5、曙光大气污染源排放清单解决方案

5.1方案概述

  大气污染源排放清单是指在某区域内大气污染物的排放量及其时空分布,大气污染源排放清单所提供的主要污染来源和分担率,是环境质量预测空气质量模型、人体健康风险评估研究、污染来源解析、应急决策评估、减排治理规划的重要基础信息来源,是一个城市及地区空气质量改善及保障的根本依据。排放清单系统建设的核心是在建立城市高分辨率排放清单的基础上,耦合区域排放清单数据,并进行时间、空间和化学物种分配,以网格化方式输出排放数据,以满足预报预警系统模拟需要。

图4 方案流程图

5.2方案特点

(1) 时间分解。时间分解参数设置用来将年排放量转化为每个月每天每小时的排放量,满足时间分辨率的要求。

(2) 空间分解。空间分解的作用是利用空间分配变化系数,将年排放量分配到垂直高度中,满足空间分辨率的要求。

(3) 化学分解。化学物种分解的作用是依据源谱数据将PM和VOC等污染物转化为模型计算所需的化学物种,满足大气化学过程模拟对化学分辨率的要求。

(4) 格式转换。将经过时空分解以及化学分解之后的排放清单,通过污染源排放模式,转换成网格化形式的能够作为空气质量模式输入数据的格式。

  城市与区域排放清单耦合同化。将基于各类环境统计数据计算获得的城市排放清单与区域排放清单数据进行耦合同化,进而获得高时空分辨率的网格化排放清。

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