香港一研究小组正在设计一个数据驱动的空气污染评估模型

去年，香港维多利亚港的空气污染与高水平的PM2.5形成烟雾。

香港的一个研究小组正在研究一个应用程序，该程序将利用人工智能和大数据来引导人们远离空气污染热点。

过去一年，由于空气污染导致超过1,700人死亡，香港急需援助。

它正在以人造智能生产的空气污染地图的形式出现。

然而，由香港大学研究人员设计的申请将需要大约五年的时间才能从城市的二氧化氮，二氧化硫和臭氧嗅觉中浮现出来。

该地图能够生成实时读数或预测分析，可以揭示有毒排放物的浓度，以及它们可能发生的地点。该应用程序不会解决污染问题，但它可以让人们看到他们正在进入的内容，并让他们知道是否最好改变他们的计划。

读数将显示污染物的浓度直到他们所在的街道的水平。

严重污染的空气会使室外运动变得健康，因为比人类头发PM2.5小30倍的微小颗粒可以深入肺部。该应用程序将允许有人接受马拉松训练，安排体育课的儿童和哮喘患者检查PM2.5水平并远离高浓度训练，或者甚至推迟训练或当天外出。

根据香港大学公共卫生学院设计的赫德利环境指数，过去一年，香港空气污染造成约1,780人死亡。

就像智能手表一样，系统将能够跟踪一个人的健身和活动水平。但更重要的是，它还会读取空气质量，甚至预测下一个小时或第二天。这意味着它将能够根据空气质量以及他们的个人健康状况向个人提供适当的活动建议。

研究人员表示，它将提供香港任何地理区域的PM2.5浓度估计，直至公顷水平。

“这就像天气报道，实时到街道层面，”该大学电气和电子工程系信息工程系讲座教授Victor Li On-kwok说，他领导研究该系统的团队。

香港环境保护署在全市设有16个空气质素监测站，其中三个在道路旁。它们为公众提供政府设计的空气质量健康指数，该指数将空气污染浓度转换为从低端到高端的一个标准。

但李对监测站提供的空气质量读数的准确性提出了质疑，认为测量次数有限，数据在地理上分散。

“空气质量不像温度，一天内变化很小，”李说。“你可以让这个城市的一部分污染严重，但只有几个街区，空气质量可能会好得多。”

李和他的团队正在设计一个数据驱动的空气污染评估模型，该模型基于超过10种与城市动态相关的数据，包括气压，湿度，温度，风速，风向，交通速度等等。

随着人工智能的应用，该模型能够将来自16个政府监测站的测量数据转换成覆盖整个城市的11万个虚拟站，并将读数直接转化为街道级别。

他们的研究发表在2月份的同行评议期刊“环境科学与政策”上，收集了环境保护部门的环境污染物浓度数据，运输部门的交通数据，香港天文台的气象数据以及城市形态数据，包括来自百度地图的道路地图。

李说，估计空气污染浓度达到了82%的准确率，如果将其他数据纳入改进后的模型，这一数字将提高到90%以上。该团队目前正在收集关于香港摩天大楼的高度和密度的数据。

清晰的关系

该项目是由跨学科研究演变而来的，涉及公共卫生管理，环境政策和环境管理的学者。英国剑桥大学也参与了这项研究，并与香港研究团队一起创建了香港大学 - 剑桥大学清洁能源与环境研究平台。香港政府出资5,000万港元(637万美元)。

香港团队的初步研究表明，高空气污染与社会贫困之间存在明显的关系。

调查结果显示，低收入家庭更有可能位于PM2.5浓度高于高收入家庭的地区，城市相对贫穷的地区，如元朗，深水和观塘等地区普遍浸淫在较高水平的有害PM2.5比香港岛的地区。

根据2011年人口普查数据，通过四项社会经济标准(收入，教育，职业和住房拥有)衡量社会剥夺情况。

除了广大公众外，该系统还将为哮喘患者和可能受到不良空气影响的其他人提供个性化服务。

“这是非常重要的，因为对于哮喘患者，峰值(污染)的微小变化可能会危及生命，”香港大学电机与电子工程系副教授林志基说，平台主任。

世界卫生组织制定的指南表示，日平均PM2.5浓度的安全水平低于每立方米10微克。

然而，在高峰时段，香港监测站的一些读数可能达到两倍以上。

与此同时，该市二氧化氮浓度仍然高于世界卫生组织每年40 mcg /立方米的指标，尽管近几年来该指标的年平均值为三倍。

不良的空气不仅会导致哮喘，还会导致其他疾病，如癌症，中风和心脏病。例如，香港大学公共卫生学院科学官员Thuan Quoc Thach的一项研究表明，如果一个人持续暴露于PM2.5多年，每次增加死于癌症的风险就会增加22% PM2.5浓度为10微克/立方米。

林说，设计模型的挑战之一是收集关于人们健康的足够数据。

“我们需要每天从他们(哮喘患者)收集数据，以衡量他们的健康结果，”她说。“这意味着我们需要提供足够的激励来确保他们定期去诊所提供准确的数据。”

在个人隐私方面，李说，该团队将与微软的研究人员合作。该公司已同意捐赠价值50万美元的云计算服务以支持该平台。

该团队完成了空气质量地图的原型，并将在一两年内发布。之后，它将开发一款面向公众下载的移动应用程序，以健康为导向的路线顾问是其最重要的功能之一。

对于那些现在发现自己不得不在等公共汽车时捂着鼻子的人来说，这将是一个好消息。