河北：用大數據為氣體計量“點睛”

河北省開始建設氣體計量與大數據分析重點實驗室

用大數據為氣體計量“點睛”

省計量院邀請德國專家和高端技術人員現場調試高壓環道氣體流量標准裝置實驗管路設備。 省計量院供圖

計量與高質量發展和百姓生活關系十分密切。從原材料的篩選到定額投料，從生產工藝流程監控到產品品質檢驗，都離不開計量。燃氣表、水表是否准確，定量包裝商品是否足額等民生計量工作，也與廣大群眾對高質量生活的需求密切相關。

今年8月20日，依托職能特點和優勢資源，河北省計量監督檢測研究院與西安交通大學合作，開始建設河北省氣體計量與大數據分析重點實驗室。作為河北省首個省級計量重點實驗室，該實驗室將借助西安交大大數據分析學科優勢，利用五年的時間，對省內氣體計量的流量、能源等的檢定、校准、檢測、監測數據進行深入挖掘、精准把握和科學“診斷”，傾力打造具有河北特色、國內領先的氣體計量與大數據分析中心，加快科研成果轉化推廣。

氣體計量與河北產業發展結合度高

近日，來到省計量院高壓環道氣體流量標准裝置所在工作場所，筆者看到，面積達850平方米的場所布滿管道，工作人員正在中控室的電腦上調整相關參數，遠程監測氣體計量儀表自動化檢定過程。

省氣體計量與大數據分析重點實驗室依托單位聯系人李縣法說，近年來，國內日益精細化的能源資源利用效率評價，對高壓氣體流量計量提出了更高要求。環道技術是高壓氣體流量裝置的一種設計方式，可以使裝置擺脫對外部高壓氣體源的依賴。高壓環道氣體流量標准裝置的應用十分廣泛，但目前還有許多技術環節需要進一步研究完善，省計量院通過該裝置對不同條件下氣體計量數據進行了研究，其應用效果受到了業內高度關注。

氣體計量是計量學的一項重要內容，與河北產業發展結合度較高。河北省鋼鐵、玻璃、醫藥、化工產業比重較大，這些行業生產過程中需要消耗大量的氧、氮、氬等工業氣體，無時無刻不需要氣體計量。生物醫藥領域常見的氣體流速較慢，檢測方法和儀表開發難度極大，且目前缺乏微小流量氣體標准裝置，量值溯源困難，氣體計量研究工作的開展將為生物工程研究提供計量條件，促進其快速發展。

據介紹，氣體計量一直是省計量院傳統、特色優勢方向之一。通過建設重點實驗室，將全面開展氣體計量的檢定校准方法、質量評價體系、標准規程規范制修訂等基礎理論研究和前沿技術研究，建立產學研檢相結合的科研創新平台，以期對河北相關產業發展產生積極促進作用。

大數據分析是氣體計量基礎研究的重要手段

氣體計量與大數據之間有著怎樣的聯系，大數據怎樣助力氣體計量為經濟社會發展服務？

筆者了解到，隨著社會經濟的發展，城市能源資源管網規模不斷擴大，管網結構、供需結構日益復雜，能源氣源氣質多樣化，伴隨能源的數據種類越來越多、數據量越來越大。環境保護涉及的計量和監測量呈井噴式發展，監測、檢測點位數量也呈逐年增長趨勢。新出現、新應用的儀表種類隨之增多，可監測的數據量越來越大。

大量微觀層面的氣體計量監測數據既具有個體特征，又從某些方面反映整體系統的特性。要獲取整體系統的特性與各個體之間相關聯的未知信息，需借助大數據理論進行統計分析。“大量個體數據因大數據分析達到了‘畫龍點睛’之效，最終為計量風險防范和預警提供依據，從而提升計量檢測能力和計量管理水平。”李縣法說，在政府部門允許前提下，還可獲取更多的工業和現場監測數據，通過數據分析找到能源計量或大氣污染監測參數的特征規律和發展趨勢，為政府部門決策提供參考依據。

具體來講，建設氣體計量與大數據分析重點實驗室，可以運用智能信息技術，通過數據採集、智能感知獲取更多的數據，實現更真實全面的反饋，為計量風險防范和預警提供依據。例如，城市管網中天然氣熱值採集平台建設、燃氣流量計量性能與安全預警平台建設、燃氣管網泄露監測數據採集平台建設、大氣污染物監測數據採集平台建設等都可為大數據分析提供數據支撐，同時對多源數據的相關性、相依性、周期性和波動性進行大數據分析。通過整合數據資源，為社會、行業和企業及時提供更加全面細致、有針對性的計量服務。

圍繞四個特色研究方向開展工作

隨著技術的發展和用戶需求不斷提高，氣體計量向著高壓、實流、極端的方向發展。新興戰略產業發展給氣體計量提出了新的任務和挑戰，包括氣體能源介質的能量計量，微小管道的氣體流量計量等。

據介紹，河北省氣體計量與大數據分析重點實驗室將圍繞“氣體流量計量基礎研究、天然氣計量研究、氫氣計量研究和大氣污染物計量研究”四個特色研究方向開展工作。重點突出微小流量、層流氣體流量、高壓氣體流量等方面的氣體流量計量基礎研究特色﹔氣體計量的數值模擬﹔突出天然氣、氫氣和大氣污染物的計量特色﹔突出大數據分析技術在氣體計量中的應用﹔突出氣體計量在高端裝備制造、工業過程控制、能源計量、環保工程、生物醫藥工程和科學研究等領域的應用技術﹔突出計量標准裝置建立和量值溯源標准體系的建立。

為保証河北省PM2.5測量數據准確可靠，滿足PM2.5採樣器、監測儀切割器切割特性、濃度檢測的檢定校准需求，建立與國際國內具有同等計量水平的校准能力，該實驗室將通過全面剖析不同模態數據對PM2.5濃度變化的影響，構建一套基於多源數據的PM2.5濃度綜合集成預測框架，通過數據分析找出大氣污染物檢測參數的特征規律和發展趨勢。

油煙氣溶膠細顆粒物主要對呼吸系統和心血管系統造成傷害，嚴重影響健康。目前，國內滿足現場油煙計量量值溯源的裝置尚未成熟，現場油煙測量設備溯源問題也沒有解決。該實驗室將以飲食業油煙為切入點，開展現場油煙濃度計量溯源，對現場油煙濃度量值溯源開展計量研究。

李縣法表示，建設該重點實驗室的目標是，用最新穎的理念方法、最先進的技術手段、最專業的研究方向，樹立具有行業引領作用的高端標杆，立足河北，輻射京津冀，使該實驗室的研究工作始終處於氣體計量領域前沿地帶。（記者馬彥銘 通訊員褚珈岐）