京东配送车+灵嗅=空气质量走航监测车,采集街道级空气质量信息-深圳市可飞科技有限公司

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京东配送车+灵嗅=空气质量走航监测车,采集街道级空气质量信息

项目背景

 

     空气污染是导致人类不适、疾病与死亡的主要原因之一。近年来,许多研究表明,由于污染源分布不均匀、复杂的物理化学转换关系与局部空气流动规律的关系,城市中相隔很近(50m-1km)的地域的空气污染很有可能截然不同。

       可飞科技自2016年成立起,专注于研发可搭载在无人机、汽车等移动载具上的大气移动监测设备与数据分析平台。可飞科技新一代产品——灵嗅™大气移动检测系统(以下简称“灵嗅”)自2018年4月发布以来,在全球14个国家与地区,国内二十余个省份拥有成功的应用案例。灵嗅支持监测多种空气颗粒物与污染物指标,包括PM2.5、PM10、TSP、CO、SO2、NO2、O3、H2S、HCl、NH3、H2、VOCs与CxHx。

       京东物流在全国拥有业界领先的物流网络,配送服务覆盖了全国99%的人口。京东遍布全国各地、每天累计行驶里程超过1000万公里的物流车辆是采集海量街道级别的空气质量数据的潜在优质载体。京东数科具有业界领先的人工智能与大数据分析能力,可以将海量的街道级空气质量数据与其他来源的大数据相融合,转化为智能城市、保险、零售等领域有力的决策依据。

 

 

项目概况

 

       2019年4月,为了评估利用京东配送车搭载灵嗅采集精确到街道的空气质量信息的技术可行性,可飞科技与京东城市合作展开“利用京东配送车辆搭载可飞科技灵嗅大气移动监测系统采集街道级空气质量信息”试点项目——在正常行驶与工作的5辆京东配送车上各安装1台灵嗅,同一时间在后台可实时统筹5台配送车所经过区域的精细空气污染数据。

 

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搭载了灵嗅的京东配送车

 

 

本试点项目中使用的灵嗅具备PM2.5与PM10监测项目,同时配有4G远距离数据传输模块

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配备PM模块与4G数据传输模块的灵嗅

 

 

       项目充分验证了灵嗅在2019年3月推出的多对一、多对多功能(需搭配4G数据传输模块)以及Sniffer4D Mapper数据分析平台(以下简称“Mapper软件”)中的长时间无人值守功能,可以高度自动化地实现对街道级空气质量数据的采集、实时自动分析与可视化和储存。

 

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Mapper软件中显示的宿迁部分区域PM2.5二维网格污染物浓度分布热力图

 

 

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Mapper软件中显示的宿迁部分区域PM2.5二维网格污染物浓度分布热力图

 

 

项目实施过程

 

       项目开始前,工作人员首先用双面泡棉胶将配备了4G模块的5台灵嗅分别固定在5辆京东配送车驾驶室,将配送车自带的48V电源输出降为5V后为灵嗅供电,并将这5台灵嗅连接到一台装有Mapper软件的电脑。

       之所以选择固定在驾驶室,主要是基于以下考虑:车辆上路的合规性;不影响配送车辆与工作人员的正常工作;尽量远离车辆本身的污染排放源;方便灵嗅接收GPS信号。

 

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工作人员正在将灵嗅固定在京东配送车驾驶室

 

 

       每天上午和下午,在快递员出发时,他们仅需要正常启动配送车的电源,灵嗅便可以自动启动。在感应到某台灵嗅预热完成并检查其GPS等各项功能正常后,Mapper软件会自动为这些设备开启任务。

 

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京东物流工作人员正在驾驶装有灵嗅的京东配送车

 

 

       接下来,随着这些配送车灵活穿梭在宿迁的大街小巷,搭载在配送车内的5台灵嗅通过4G网络向软件端实时发送监测数据。同时,灵嗅会将备份监测数据写入机身中的SD卡中,最大程度地保证数据完整性。

       在配送任务完成后,配送员只需正常关闭配送车电源,或为配送车充电即可,完全不需要为灵嗅做任何特殊的操作。灵嗅与4G数据传输模块的综合功耗约为7W,由于配送车的电瓶正常情况下都是一天一充,因此为灵嗅供电几乎不影响配送车的有效行使距离(通常为70-80公里)。

 

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京东配送车穿梭在宿迁的大街小巷

 

 

       在指挥中心的Mapper软件端,能够同时远程监控这5辆京东快递车的行驶轨迹及其所经过区域的详细空气污染浓度数据。

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Mapper软件端实时监控5台灵嗅传回的空气污染数据

 

 

       同时,Mapper软件在电脑后台为每台灵嗅自动创建任务数据文件,便于后期做数据分析。

 

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电脑后台自动保存的任务数据文件(部分截图)

 

 

关键技术优势分析

 

       在本次可飞科技与京东城市合作的试点项目中,灵嗅表现出了优异的性能,实现了“利用京东配送车采集街道级空气质量数据”这一项目目标。之所以能达到上述效果,主要是由于灵嗅具备以下几个关键优势:

 

远距离数据传输

       在此次项目中,灵嗅主要搭载于宿迁的京东配送车内,进行精确到街道的空气污染数据采集,同时在指挥中心的软件端进行远程操控。那么,在一天跑50-70公里路程的配送车内,灵嗅是如何实现数据的远距离实时传输的呢?

       事实上,我们为软件端和每一台灵嗅,都配备了灵嗅4G数据传输模块——只需插入Mini SIM卡,就可通过4G信号将监测数据实时回传至Mapper软件。

 

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一对灵嗅4G数据传输模块

 

 

       它在网络覆盖好的地区基本不受距离限制,理论上可以传输到世界上任何一个角落。支持移动、联通、电信全网通,发射功率为23-33dBm,而且它可与灵嗅自带的433MHz数传电台同时工作,两条链路互相独立,互不影响。

 

 多对一、多对多,建立统筹数据

       除了基本的远距离传输,灵嗅还具有如下功能(当搭配4G数据传输模块使用时):

       一对多:同一台灵嗅传回的监测数据,可同时被多台电脑实时监控;

       多对一:多台灵嗅传回的监测数据,可同时被一台电脑实时监控;

       多对多:多台灵嗅传回的监测数据,可同时被多台电脑实时监控。

 

一对多

多对一副本多对多副本

图示:一台灵嗅对多台电脑、多台灵嗅对一台电脑、多台灵嗅对多台电脑

 

 

       那么,具体在本项目中,又是如何实现在一台电脑上监控多台灵嗅数据的呢?

       一般情况下,4G模块需要一对一起使用,出厂前即已做好配对。其中一台为数据输出端,连接在灵嗅的数据输出口;另一台为数据接收端,连接在安装了Mapper软件的电脑上。

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一对4G数据传输模块的使用

 

 

       在此次项目中,由于需要5台灵嗅传回的数据同时被1台电脑监控,所以在设备出厂时,就已对5台输出端4G模块和1台接收端4G模块做好了配对,并为其一一配备了Mini SIM卡。

       在做准备工作时,只需将5台输出端4G模块,分别连接在5台灵嗅上,再将1台接收端4G模块,连接在安装了Mappe软件的电脑上,就可实现多对一,即多台灵嗅传回的监测数据,可同时被一台电脑实时监控。

 

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Mapper软件端实时监控5台灵嗅传回的空气污染数据

 

自动开启任务,实现无人值守

       软件端具有自动开启任务功能,如果选择使用此项功能,则只需在软件端“自动开启任务”前打勾,软件会在连接上一台或多台新设备、设备预热完毕且搜索到GPS信号后,自动为这些设备开启任务及高度归零。

       这也意味着,只要做好前期的连接配对工作,后台可以在无人值守的情况下自动监控并保存全部灵嗅传回的所有数据。

 

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图中红框位置为“自动开启任务”选项

 

运维简单,人力成本低

       在此次项目中,除了最开始的准备工作需要专业人员操作,接下来只需每日检查灵嗅是否牢固,并在遇到雨天时将灵嗅拆下即可(专门的安装套件投入使用前)。除此之外,并不需要特别的运维工作,最大程度上减少了对人员培训和管理的要求。

 

稳定性优异,适合长期工作

       经测试,灵嗅与Mapper软件,都有较优异的稳定性:Mapper软件能够在当前常规配置的电脑中连续工作至少一个月左右,灵嗅更是能够在宽温湿度环境下连续不间断工作六个月以上而不需要重启(2018年12月之后生产的灵嗅)。

 

小型轻量化,适合移动载具

       灵嗅体型小巧(长宽高为190*160*100mm),重量轻盈(含天线及4G数据传输模块,共820g),减振、抗摔、抗电磁干扰,专为无人机/汽车移动监测而设计,既不会影响到京东配送车的正常工作,也不会受配送车快速移动和高频振动的影响。

 

可自由组合,灵活高效

       虽然在此次试点项目中,灵嗅只配备了基本的PM模块,但实际上,灵嗅可同时监测最多9种污染物与颗粒物项目,并且可根据使用场景的需要灵活组合,满足探测目标多样化的要求。

 

 

灵嗅——为客户带来价值

 

       可飞科技与京东城市合作展开上述试点项目,可以说,是在真正意义上实现了互利共赢。

       对京东城市来说,在推动中国城市智能化进程的过程中,除了大数据和AI算法技术,他们还迫切需要灵嗅这样的应用型产品,为其提供具体行业应用和数据支持。

       而对可飞科技来说,借助京东配送车区域空间的高覆盖度,一方面展示了灵嗅在大气移动监测和数据传输与处理方面独特的优势,拓宽了灵嗅的应用场景,另一方面,也提高了空气质量监测的空间密度,探索了全新的大气监测模式。

2019年9月19日 22:15
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