现在连空气污染情况都能预测了？

如今，全球一半以上的人口都生活在城市里，而其中许多城市都面临着同一个问题：空气质量不太理想。在这些城市中，氮氧化合物和粉尘等有害物质的含量经常超过法定限值，居民（特别是儿童和老年人）受到哮喘和心脏病等健康问题的困扰。由于相对贫困的社区里的空气质量通常更加不好，污染问题对弱势群体的影响相对更大。因此，减少污染不仅是环境问题，也事关人们的社会生活。

许多大城市已经意识到了这个问题，并制定出了改善空气质量的计划。但是，由于城市基础设施无法在短期内改建，许多措施要到十到二十年后才会生效。“到那时，一切都太晚了，”西门子可持续发展和城市基础设施业务传播总监Cathe Reams表示。“我们需要改善城市的空气质量，越快越好。”

如今，改善空气质量所需的技术已经可供人们使用，例如零排放的替代驱动设备，以及能够检测有害物质浓度并提供最新空气质量情况的传感器。人们需要一种智能工具来利用这些信息为城市管理部门提出可以快速见效的改善空气质量的方案。

准确预测污染程度

这正是西门子城市空气质量管理（CyAM）软件所要达成的目标。它以智能软件为基础，通过将对空气污染物（如氮氧化合物和颗粒物直径不超过10微米（PM10）或2.5微米（ PM2.5）的粉尘）的最新测量结果与最新的天气预报结果相结合，推测未来几天的污染情况。“CyAM可以预测未来三天内氮氧化合物、PM10和PM2.5的浓度，准确率高达90%，”Reams解释道。“对未来五天的预测准确率约为80%。”

CyAM的精确预测基于人工智能技术。它可根据过去的测量值和天气数据推测空气质量的变化趋势。对于预测来说，将天气状况纳入分析至关重要，因为湿度、阳光、云覆盖量和温度都会影响污染程度。CyAM还能够区分工作日和周末，甚至能将展会和体育赛事等重复发生的活动也考虑在内。为获得尽可能准确的预测结果，可用的历史数据也十分重要，这些数据需要追溯到至少一年或更久以前。

用户可以在CyAM的仪表盘上看到分布在城市中的传感器测得的最新数据，以及以小时为单位或未来数日的预测信息。信号灯系统使污染情况的变化趋势一目了然。绿色代表空气质量良好，而黄色，特别是红色代表空气质量恶化。该工具还能针对如何快速降低污染物浓度提出建议。“例如，市政府可以临时禁止驾驶柴油汽车或卡车，” Reams说。“或者他们可以在某些地区投放电动巴士。”

快速评估措施效果

CyAM还可以显示各项应对措施的有效程度。城市管理部门可以根据客观数据而非假设做出决策，并在完成目标的过程中尽量避免对人们的出行造成限制。西门子项目经理兼空气质量专家 Florian Ansgar Jaeger表示：“我们希望能够在不同措施间保持一定的平衡。例如，仅在某些日子或以两年为周期实施对柴油汽车或卡车的禁行措施。”

目前，有几个城市已经在开展对CyAM的测试，纽伦堡市就是其中之一。它不仅参与了beta测试，也为这个工具的开发提供了一些想法。纽伦堡市面临的突出问题是其空气中的氮氧化合物浓度较高。2018年，纽伦堡市的年均氮氧化合物浓度为46微克/立方米，略高于40微克/立方米的限值。使用CyAM一年来，纽伦堡市主要通过这个工具来评估未来应对措施的效果，例如驾驶禁令。“我们希望尽快将污染物浓度降至相关限值，”纽伦堡市环境办公室负责人Peter Pluschke说道。“这样的工具会对我们很有帮助。”

目前，空气质量预报正在被整合到纽伦堡市的官方网站中。纽伦堡市还在养老院和公共游泳池等地点推出了RSS订阅服务，利用CyAM预测臭氧浓度等数据并向风险人群告知危险污染物的浓度。世界各地的其他城市也对该工具充满兴趣。