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阿里云如何成为智慧环保的“天眼”和“大脑”?

2017/9/11 9:17:00


2008年IBM曾经提出过“智慧地球(smart planet)”理念,随着云计算和大数据技术的进步,“智慧地球”这个理念逐渐扩展到环保领域,形成了“智慧环保”的概念。

与美国“智慧环保”的概念异曲同工的是,阿里云的ET环境大脑正在成为国内环保相关部门的“智慧大脑”,运用在环境治理过程中。对环保部门来说,云计算技术的运用,无疑是添加了一双“天眼”和一个“大脑”。

何为“智慧环保”?从美国哈德森河的治理说起

美国多个城市正在开始推进智慧环保的建设。智慧环保的应用包括哈佛大学的“城市感官(City Sense)”计划、美国密歇根州的“回收奖励(Rewards for Recycling)"项目、美国大鸭岛生态环境监测系统。

最典型的还是纽约曼哈顿哈德森河的治理。十九世纪中期哈德森河两岸本来还是很多纽约富商度假胜地。后来生活污水和工业化学物质致使这条河流受到了严重污染。

为恢复哈德森河的生态,纽约州政府发起了“新一代的水资源管理计划”。在河的全程都安装了传感器,这些传感器把各种各样的物理、化学、生物数据包括河流的盐度、浊度、叶绿素和颗粒物粒径等信息,通过网络实时传递到后台的计算中心区。数据像流水一样不间断地生成,不间断地被处理,并与历史数据进行比对。

后台的计算中心区分为三个环节,首先是数据传输,传感器将从河中与周边环境收集到的数据以实时连续的方式传送给系统管理层。然后,河流的不同类型数据被清洗,后台通过消除数据的异源性,使关于哈德森的数据一致化,并具有互通性,最后在分析管理平台对这些数据进行可视化的展现。在实验室电脑显示屏上,各种数据汇成了一条虚拟的哈德森河,流水何时被污染,化学、物理、生物成分发生了什么变化,一看便知。

后来,数据科学家还利用这些处理过的信息建模模拟一个哈德森河的环境模型和治理方案,评估不同的治理和人类干预对于哈德森环境的多方影响,以保证在实际治理时的效果。

在大数据、云计算以及传感物联网技术的支撑下,哈德森河后来重新成为生态旅游的胜地。

阿里云对环境如何感知、分析、整合以及决策

云计算之所以能够运用在环保领域是因为对环境数据的处理。云计算对于环境污染的预测和防治才是真正的核心技术所在。

云计算可以对环境数据进行关联、融合,从而找出新的洞察,为决策提供科学依据。以大气污染防治为例,单一的大气污染数据无法看出问题的实质,但是在象数据、空气质量实测数据、卫星数据、交通数据等通过模型融合在一起时,会发现更多不一样的结果。

国内阿里云在内蒙古等地区的环保项目,其核心优势就在于利用各种信息通信技术,感知、分析、整合各类环保信息,对各种需求做出智能的响应,使得决策更加切合环境发展的需要。

ET环境大脑能够集成全球各类自然环境信息,发现卫星图像、气温、风力、气压等各类信息数据,根据这些数据分析全球植被绿化变迁、自然灾害监测、极端天气预警等,可以快速做出决策,协助环保机构监督环境变化及政府执法。

在具体的落地过程中,环境大脑会协助环保部门基于大自然细微、复杂的生物信号,如草场变黄的速度、空气的湿度变化等,通过人工智能算法,为环境治理提供决策支撑和预测预防信息依据。假设环境大脑发现呼伦贝尔的草原植被有减少趋势,便会发出预警并给出生态修复建议,环保部门就能及时采取措施。此外,江苏省也通过环境大脑对水、气、土、污染源实现智能感知,管理了近2.5万家企业,通提前发现异常的废物申报。

更值得注意的是,现在越来越多的环保组织手中实际上缺乏数据,以笔者了解的一家在青藏高原活跃的垃圾处理组织为例,虽然这家组织在国内时青藏高原垃圾处理的头牌,但在十多年的环保工作中,仅仅只是基于感性冲动在进行环保活动,从未有过任何严谨的数据调查。这种环保活动在很多时候更像是在以环保的手段做宣传和引导,反过来倒逼社会以及相关部门去采取措施。

这种环保策略显然是粗放的,毫无严谨性可言。但是这次阿里云提到要在1年内赋能100家环保机构,这恰恰是为很多环保组织提供了明确的环境治理方案,数据摆在面前,多数环保项目的规划以及政策引导都能够找到依据。

为什么说互联网公司的环保意识关切社会义务

对阿里而言,在环境大脑的研究关切着社会义务,这也是很多国外互联网公司现在正在被社会所要求的。

今年1月,环境监督组织“绿色和平”(Greenpeace)发布了2016年年度《Click Clean》报告,该报告在可再生能源的使用以及如何积极地起到倡导作用等方面,对大型云计算公司和其他科技公司进行了评分和评价。

“绿色和平”组织表示,2016年Facebook、苹果和谷歌总分都是A。微软和Salesforce在报告中获得了B,而亚马逊云计算服务获得了C。亚马逊在能源使用和规划方面不够透明,因此在这项上该公司的分数仅为F。

之所以会进行这项打分的原因是,互联网公司为降低服务器运作时生成的庞大热力,一般都会安装大型工业冷却系统等设备。科研公司Gartner曾作出估算,互联网公司的普通数据中心在最差情况下,浪费电力可达基本所需量的30倍。

实际上,现在的互联网巨头都在这一领域进行技术研究。Google 2015年曾对此作出数项承诺。

阿里云面对服务器制冷难题,也开发出了新的冷却技术——2015年阿里云在杭州建立的新数据中心采用湖水制冷,让水温恒定的深层湖水通过完全密闭的管道流经机房进行降温;华北数据中心在冬天将凛冽的冷空气引入数据中心机房来帮助设备降温,冷却能耗降低了59%;甚至还开发了“全浸没液冷服务器”让服务器沉浸在不导电的低温液体中,液体循环达到冷却效果。

联合国哥本哈根能效中心甚至专门撰文介绍了这几项绿色数据中心技术。文章称,阿里云正在努力实现人、城市、自然之间的平衡。阿里云的数据中心建设没有以牺牲自然为代价,以清洁和可再生资源运行的数据中心,不仅能够以巨大的计算能力改变世界,也有助于保护人类宝贵的自然资源。

这在世界范围内看,这种技术对全球顶尖互联网公司来说都具备参考意义。对阿里来说,在环境保护领域的探索可能在国内也会引发更多竞争者的学习和模仿。


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