探索绿色能源科技“深水区”,撬动环境工程产业新格局

2021年,中国明确提出“把碳达峰碳中和纳入生态文明建设整体布局”目标,赋予生态文明建设新内涵与新任务,使碳达峰碳中和成为全面建成社会主义现代化强国的核心议题。其中,“以经济社会发展全面绿色转型为引领,以能源绿色低碳发展为关键,加快形成节约资源和保护环境的产业结构、生产方式、生活方式、空间格局,坚定不移走生态优先、绿色低碳的高质量发展道路”话题引发各界人士的高度关注。

李艳霞,中国知名环境工程专家,灏砚工程技术(上海)有限公司项目总监,绿色能源协会会员。参与负责近百项重点项目的质量、工期、成本、安全和生产价值的完成,负责组织实施全过程的预防和控制完善质量保证体系,并参与项目全过程的检查和评估工作。

“能源生产与能源消费随经济社会发展、能源技术革命等因素的变化而发生根本性变化,从而使能源结构中新的能源替代原有能源占主导地位,既是能源发展的主流趋势,也是能源结构演变的基本规律。”李艳霞说道,她表示,“大力推动能源结构的绿色低碳转型、发展绿色能源”将会成为能源经济发展的总趋势。

作为环境工程领域的专家,李艳霞深知清洁能源高效利用是目前发展能源经济的务实手段,但要实现筑造绿色家园的目标,如何控制好环境工艺流程的能耗也是关键,而这一问题在当前的工作中尤为凸显,李艳霞利用自己的专业知识与经验,大胆地结合了当代的人工智能、大数据等新兴技术,研发出了一系列具有原创价值的技术成果,为绿色环境工程系统运行提供了广阔的节能空间。

“基于人工神经网络的研发中心的环境工艺流程规划和实施决策模型V1.0”是李艳霞近年来的一项重要技术研究成果,这项技术成果提供了一种基于人工神经网络的环境工艺流程节能控制方法及系统,解决了现有模型无法同时寻求流程规划与决策的多个需求与总量之间的最优解的技术问题。

“人工神经网络是一个独立系统,其结构由神经元、互连模式和学习规则构成。运行状态时,人工神经网络的工作就是建立模型和确定权值。”李艳霞介绍道,当信号输入时,神经元的输入连接将输入信号的连接强度放大,每个输入量对应一个相关联的权重。经过权重的输入量化后,通过激活函数相加求得加权值之和,并计算出输出量。信号输出时,神经网络会进行学习或训练,在该过程中,神经网络将会依据输出误差不断调整神经元权值和阈值,直到输出误差达到预期而结束。“正是通过这种学习规则,神经网络才能调节权值向网络的目标方向移动,以达到不同的要求,如模式识别,分类,控制和优化等。正是如此,同一神经网络才会因学习方式和内容实现不同的功能。人工神经网络具有学习能力,因此,它可以发展知识,甚至超过设计者已有的知识水平。”李艳霞说道。此外,她表示,研发中心的环境工艺流程极其复杂,取决于科研团队的研发方向,研发模式,环境需求,灵活变化,可持续性以及环境改变对于研发结果的影响。对于信息处理,相邻工艺分析,研发设施及方法投入有极高的要求。

李艳霞表示该模型不是依据对象本身的属性特征或组成结构进行分类,而是用计算的方法对表征事物或现象的各种形式(如数值、文字和逻辑关系)的信息分析和处理,来对事物或现象进行描述、辨认、分类和解释,通过依据这些方法和模型在环境工艺流程规划和实施决策中做决定性结果导向。

“基于人工神经网络的研发中心的环境工艺流程规划和实施决策模型V1.0”在投入市场的第一年就引发了强烈的反响。据环境工程领域的企业用户表示,该模型不仅能够最大程度发挥数据价值,为企业提供个性化、定制化的环境工程方案,帮助企业提高环境工艺流程能源规划的利用率,同时还能够实现不同流程间的数据融合,激活环境工艺的技术创新能力,以市场需求为导向催生出新的应用场景,为推动环境工艺绿色产业升级,打造高效、有温度的环境工程服务体验提供重要助力。

作为探索环境工程综合能源业务发展的实践者,李艳霞认为推动“环境工程行业新业态发展,打造绿色家园”的改革道路任重而道远。她希望有更多的行业同仁加入到科研队伍中,合作互助,开动脑筋,利用行业的天然优势与特点,共同探索环境工程绿色能源发展的新模式,为推动中国环境工程事业发展作出更大的贡献。(文/黄智远)

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