为深入贯彻“人工智能+”发展战略,以数智赋能破解生态环境治理痛点难点,市生态环境局于2025年11月举办了首届“生态环境数智化应用场景比赛”,产生一等奖1个、二等奖3个、三等奖5个、优秀奖7个。今日刊载的是优秀奖获奖案例。
化工园区企业排放模式画像与执法应用
上海市生态环境局执法总队


化工园区集聚大量石油化工企业,工艺类型多样、污染物排放特征复杂。面对当前生态环境执法监管要求,传统以现场检查为主的模式,在覆盖范围、连续监管、及时响应等方面均存在局限;同时,规范涉企行政检查对检查频次的刚性约束,对执法方式转型升级提出了更高、更快的要求。
本场景基于大数据与机器学习技术,对化工园区企业排放模式进行画像,识别异常排放线索,可有效提升环境问题发现率、降低现场检查频次,切实强化执法支撑能力,实现执法由“人防为主”向“技防优先”、由“现场检查”向“无感执法”、由“事后惩戒”向“全程防控”的结构性转变。

基于排污许可、自动监测等多源环境数据,融合大数据与机器学习技术,自动、高效、稳定识别排污口时序特征、工况偏离与潜在异常排放情况,为执法部门提供可靠的问题线索、分级预警与成因初判,助力差异化、精细化执法监管。
模型集成三大核心技术:1.将正无标记学习与双重蒙特卡洛模拟结合的RFC模型应用于CEMS排放模式分析,实现了对单个排口特异性“指纹”的自动化学习与异常变化侦测。2.采用线性趋势估算与可变四等分位距法离散分析,有效处理了极端右偏数据的离散筛选问题,提高了输出结果的客观性、准确性。3.分析结果通过自动化算法转化为自然语言,形成数据分布情况图表,实现对排口状况的自动分析、自动生成报告。

图1 整体技术方案

(一)提升执法监管效能
通过系统性地将排放模式分析与数据超标、贴限生产、数据质量等八类常规异常筛查进行深度融合与关联分析,构建了多维度、立体化的污染源异常行为识别体系,大幅提升了发现隐蔽、复杂环境问题线索的能力,形成“数据驱动、智能预警、精准核查”的非现场主动监管新模式。
(二)强化守法能力意识
按照异常线索闭环管理机制,执法部门在核查中对一般性环境问题坚持“指导先行、帮扶跟进”原则,引导企业自查自纠,并视情实施现场执法帮扶。场景在上海化工区的实践应用后,园区异常排污线索数量持续下降,企业环保主体责任意识显著增强,环境管理能力稳步提升。
(三)助力优化营商环境
依托企业排放模式画像结果,实施分级分类执法监管,显著减少对合规企业的现场检查频次,减轻迎检负担;同时推动执法资源向环境风险较高的企业精准配置,强化对违法排污行为的靶向查处,从而为持续优化营商环境提供有力、高效的法治保障。

(一)推广价值
1.落地可行性高:所依托数据为全国重点排污单位的基础性环境信息化资源,获取稳定、覆盖广泛,且核心算法已完成前期实践验证,技术路线成熟、可靠性强。
2.适用范围广泛:场景系统采用模块化架构,其中排放模式学习模型与异常筛查规则库支持按行业特性、排口类型及工况规律开展针对性训练与动态更新,具备跨区域、跨行业快速适配与规模化部署的能力。
3.用户定位清晰:各级生态环境管理部门、执法机构及工业园区环境管理单位为直接应用主体,可切实提升问题识别效率、降低现场核查频次,满足减负增效需求。
(二)未来方向
1.基于历史执法监管应用成效开展闭环评估,持续迭代优化智能分析模型,进一步提升异常识别与成因研判的精准性与可靠性。
2.在现有企业环境数据基础上,有序整合化工园区大气边界站等多源环境监测数据,拓展排放特征刻画维度,提升企业排放模式画像的全面性与准确性。
3.对接本市生态环境移动执法平台,贯通“数据采集—智能分析—执法响应”全链条,构建化工园区企业排放模式动态分析应用场景,增强其实用性与可推广性。
供稿:市绿色低碳数据创新实验室