激光雷達讓污染源無處遁形

　　科技創(chuàng)新對打好污染防治攻堅戰(zhàn)，起到極其重要的支撐作用。隨著環(huán)境監(jiān)測市場的深入發(fā)展，我國一大批優(yōu)秀的科技創(chuàng)新企業(yè)也隨之迅速成長，為我國的環(huán)境監(jiān)測事業(yè)提供先進的環(huán)境監(jiān)測設(shè)備。9月2日，《環(huán)境與生活》雜志記者來到位于北京昌平區(qū)的艾沃思科技公司，采訪該公司總經(jīng)理徐寶東，看看這家環(huán)境監(jiān)測設(shè)備供應(yīng)商是如何從無到有，一步步發(fā)展起來的。

　　北京艾沃思科技有限公司(AVORS)成立于2013年，是一家大氣環(huán)境、氣象遙感激光雷達供應(yīng)商。該司主要業(yè)務(wù)是運用激光雷達技術(shù)，在環(huán)境監(jiān)測、大氣治理、氣象、風(fēng)能等領(lǐng)域做出創(chuàng)新，為客戶提供安全可信賴的產(chǎn)品、解決方案與技術(shù)服務(wù)。

　　拓寬激光雷達的應(yīng)用場景

　　艾沃思公司是由徐寶東等三人共同創(chuàng)建的。其中，徐寶東畢業(yè)于長春光學(xué)精密機械學(xué)院(現(xiàn)名“長春理工大學(xué)”)，本科和碩士都是在該校學(xué)習(xí)光學(xué)技術(shù)，研究生畢業(yè)后留校做光學(xué)檢測方面的研究。2005年，他辭職來到北京，在中國科學(xué)院參與研制成像激光雷達。2011年，他離開中科院，到了一家環(huán)保公司，擔(dān)任雷達部的部門負(fù)責(zé)人，繼續(xù)研究激光雷達。后來，他與另外兩位創(chuàng)始人出來創(chuàng)業(yè)。這兩位創(chuàng)始人的專長與徐寶東恰好互補，一個研究軟件，一個研究電路。

　　在接受《環(huán)境與生活》記者采訪時，徐寶東介紹了其產(chǎn)品與傳統(tǒng)雷達之間的區(qū)別。傳統(tǒng)雷達的弊端在于體積非常大，只能放在實驗室，屬于實驗室儀器，操作時還得開個天窗來做雷達測試，檢測到的數(shù)據(jù)先存到計算機里面，后期再調(diào)出來分析。后來，出現(xiàn)了掃描雷達，可以掃描戶外是否有污染物，但雷達非戶外全天候產(chǎn)品，在使用上受到很多限制。所以，徐寶東團隊創(chuàng)新的目標(biāo)就是把雷達產(chǎn)品市場化、便攜化，讓其應(yīng)用場景更廣泛。首先，徐寶東團隊解決戶外使用和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}，讓雷達能在不同溫度、濕度條件下使用，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)在線監(jiān)測和在線傳輸，設(shè)備集成度非常高;其次，他們還解決遠程控制問題，運用云技術(shù)，設(shè)備只要連接互聯(lián)網(wǎng)就可以實現(xiàn)遠程操控，在輸入雷達ID號之后，雷達就可以連接上機器從而控制監(jiān)測，成為真正的戶外在線設(shè)備。

　　2013年，艾沃思公司成立后，主推的就是這款產(chǎn)品，它相當(dāng)于一個能看霧霾的彩超掃描儀，雷達水平掃描一周就可以看清半徑5公里內(nèi)的霧霾分布情況，還解決了污染源追蹤的問題。激光雷達產(chǎn)品的目標(biāo)其實就是追蹤污染源，通過與全球定位系統(tǒng)結(jié)合，把污染值最高的污染源頭找到，再把問題解決掉。

　　抓住市場痛點讓雷達便攜化

　　在霧霾監(jiān)測方面，激光雷達的運用是最廣泛的。徐寶東說：“雷達必須是便攜的、機動的，哪里有污染就可以搬去哪里測試。我們的產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)車載，這個設(shè)備是全球范圍內(nèi)集成度最高的，同時體積最小，雷達主機的體積只有230毫米×230毫米×550毫米，也是最輕的，一個小伙子就可以抱走，是真正意義上的便攜式設(shè)備。”

　　那么，艾沃思是如何實現(xiàn)產(chǎn)品便攜化的呢?徐寶東解釋：“當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)市場有便攜化的需求時，我所學(xué)習(xí)的光學(xué)專業(yè)知識讓我意識到，要想把產(chǎn)品體積縮小，就必須把激光光源的體積做小。我們就把光源做得集成化很高，功耗又很小，在光源實現(xiàn)小型化后，我們就可以對其他結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。在產(chǎn)品體積變小的同時，功能并沒有任何簡化，所有接收信號指標(biāo)和必要參數(shù)都沒減少，比如接收口徑仍達到160毫米。其他公司推出的雷達體積非常大，接近200公斤，放在一個地方之后便難以挪動，而我們的產(chǎn)品只接近50公斤，這樣便實現(xiàn)靈活便攜。激光雷達掃描必須要放在一個方便移動的地方，因為掃描時周圍不能有遮擋，一般是放在樓頂。”

　　徐寶東補充說：“我們的產(chǎn)品在體積變小的同時，還實現(xiàn)了功耗低，可持續(xù)。我們激光雷達的最高功率300瓦，一般在車內(nèi)溫度適宜的情況下是50至60瓦，因此延長了工作時長。同樣電源的情況下，其他公司產(chǎn)品的功率都是上千瓦，大概只能運行4個小時，而我們用自己的電池能運行12個小時，用車載電源可運行21個小時。同時，功耗低的雷達對車的要求也不高。配的車是SUV，持有普通駕照的司機就可以開，應(yīng)用場景也隨之變得更廣。”

　　更值得一提的是，艾沃思公司在研發(fā)產(chǎn)品的過程中十分嚴(yán)謹(jǐn)。據(jù)徐寶東介紹，他們在研發(fā)前大概用了一兩年時間來組建隊伍，然后為產(chǎn)品的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計了三四個方案，同時進行測試。當(dāng)各種結(jié)構(gòu)設(shè)計完之后，再設(shè)置不同的溫度條件，看哪一個結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，最后才選出一個最穩(wěn)定的型號。

　　徐寶東解釋：“最后選出來的激光雷達產(chǎn)品是微焦級的，對操作人員比較安全，探測更靈敏，其激光發(fā)射能量只有20微焦左右;第二個優(yōu)點是對周圍群眾的影響比較小。其他公司采用的是毫焦級的，所以做出來的雷達功耗很高，對周圍群眾的人眼安全也是一個不可忽略的問題。”

　　2018年之后，其他公司也跟著都在推出小型化的雷達。面對激烈的市場競爭，徐寶東表示他并不焦慮：“因為其他公司的便攜性和探測性都還不如我們，他們只是把光學(xué)技術(shù)系統(tǒng)改小，把接收口徑變小，讓體積變小，這樣做會影響產(chǎn)品性能;此外，他們產(chǎn)品的穩(wěn)定性還需要長時間的應(yīng)用驗證，故障率比較高。研發(fā)小型雷達的關(guān)鍵還是技術(shù)。”

　　顆粒物通量雷達搞定空氣監(jiān)測

　　艾沃思公司的用戶主要是各省市的監(jiān)測部門和氣象部門。艾沃思有一系列產(chǎn)品，今年又新推出了一款叫“顆粒物通量激光雷達”的產(chǎn)品，可以幫助監(jiān)測部門弄清楚顆粒物的傳輸強度和傳輸方向，描繪出空氣中顆粒物的動態(tài)變化。通量激光雷達也是艾沃思公司的創(chuàng)新技術(shù)，在傳統(tǒng)的技術(shù)條件下，必須將風(fēng)廓線雷達和顆粒物雷達相結(jié)合才行，但現(xiàn)在一個顆粒物通量激光雷達即可同時測風(fēng)廓線和顆粒物。

　　徐寶東說：“顆粒物通量激光雷達已經(jīng)有了多臺業(yè)績，用戶的反饋還不錯。單獨依靠這款設(shè)備，即可實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測。這款設(shè)備在找PM2.5和PM10的污染源方面很有用，環(huán)境執(zhí)法部門可以通過雷達找出有問題的企業(yè)，從而精準(zhǔn)執(zhí)法，最終把污染數(shù)據(jù)降下去。如果出現(xiàn)污染事件，通過它還可以定量找出污染來源，避免各方推卸責(zé)任。”

　　科研院所轉(zhuǎn)讓成果可別留一手

　　徐寶東透露，國內(nèi)雷達目前的靈敏度還是不如美國和日本，他們的雷達探測器還有一兩個部件得從日本進口，其他的部件已經(jīng)都是國產(chǎn)的。

　　從科研工作者轉(zhuǎn)到企業(yè)經(jīng)營者，徐寶東對推進環(huán)境科技成果轉(zhuǎn)化有自己的理解：“國內(nèi)科研院所很多是借鑒國外的，基本是追趕型策略。其實，在科研院所做出產(chǎn)品之后，企業(yè)可以將其產(chǎn)品化、商業(yè)化，企業(yè)在這方面更有優(yōu)勢。科研機構(gòu)和企業(yè)可以結(jié)成戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，讓知識產(chǎn)權(quán)更自由，讓科技成果轉(zhuǎn)讓更自由。但其中的矛盾又需要解決：研究院所辛苦研發(fā)出成品，自然希望能有好的回報，但企業(yè)學(xué)會技術(shù)后，往往認(rèn)為不值多少錢，這就導(dǎo)致雙方彼此的信任度不高，互相提防。科研成果的商業(yè)化不是很好，固然有企業(yè)實力有限的原因，也與科研院所轉(zhuǎn)讓成果時留一手有關(guān)，這樣對最后產(chǎn)品的市場拓展就構(gòu)成障礙。”

　　力爭每年推出一兩個創(chuàng)新產(chǎn)品

　　隨著環(huán)保市場被各方看好，市面上從事空氣污染防治的企業(yè)也越來越多，面對激烈的市場競爭，艾沃思公司最大的威脅是什么?是同行的模仿?還是大公司的涉足?

　　沉思了一下，徐寶東回答：“有上市企業(yè)曾嘗試過進入我們這個領(lǐng)域，但發(fā)現(xiàn)并不容易，可能兩三年還不一定出成果，所以就放棄了。因此這不是想做就能做的。真想涉足的話，大企業(yè)還不如去收購團隊劃算。但實際上這是個細分市場，蛋糕太小，滿足不了大企業(yè)的胃口，不適合大規(guī)模團隊，投資與回報不成正比。”

　　談到艾沃思公司的發(fā)展策略，徐寶東也有深入思考：“由于我們的產(chǎn)品屬于細分領(lǐng)域，其市場體量和想象力不夠，加上投資市場的熱度下降，所以我們還沒有投資方，只能求穩(wěn)，這會影響我們做研發(fā)的速度。在其他發(fā)展中國家，潛在市場還是蠻大的，像印度的大氣污染就很嚴(yán)重，但他們還沒到認(rèn)真治理的時候。”

　　針對當(dāng)下的環(huán)保市場，徐寶東覺得多少有點浮躁。“我們接下來還是要靜下心把產(chǎn)品做好，我們公司起家就是依靠技術(shù)，在商業(yè)背景不足的情況下，我們得有工匠精神，精益求精地把產(chǎn)品做好。我們未來每年都會推出一兩個創(chuàng)新產(chǎn)品，推出的產(chǎn)品肯定是技術(shù)獨特且領(lǐng)先的，”徐寶東接著說，“我們除了研發(fā)出不怕市場檢驗的好產(chǎn)品，還要做好服務(wù)，做出口碑。因為未來環(huán)保設(shè)備市場的大趨勢肯定是產(chǎn)品為王。”

　　推薦閱讀：《光電子·激光》由中國光學(xué)學(xué)會，國家自然科學(xué)基金委信息科學(xué)部，天津理工大學(xué)主辦，科學(xué)出版社出版的學(xué)術(shù)性期刊。