從一棵樹到一度電，從生態(tài)固碳到能源減碳，同濟(jì)寶藏“電子賬本”繪就綠色脈絡(luò)

來源：滾動播報(bào)

（來源：上觀新聞）

又到一年櫻花季，同濟(jì)的櫻花大道，漫天飛“雪”。你知道，同濟(jì)大學(xué)有多少棵樹嗎？每一棵樹能吸收多少碳？同濟(jì)“最愛學(xué)習(xí)的鳥兒”住在哪里？校園建筑能耗又是多少？……這些都能在同濟(jì)大學(xué)“智慧校園”的動態(tài)電子時空地圖上找到答案。

“從生物的定制化呵護(hù)到節(jié)能減排的精細(xì)管控，都離不開這個功能強(qiáng)大的數(shù)字大腦。”同濟(jì)大學(xué)信息化辦公室馮昕老師介紹。同濟(jì)大學(xué)依靠數(shù)智化手段摸清“綠色家底”，同時打破數(shù)據(jù)壁壘與信息孤島，推動校園管理從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動”邁向“數(shù)據(jù)驅(qū)動”，借助“智慧大腦”把沁人心脾的“綠色顏值”轉(zhuǎn)化為實(shí)實(shí)在在的“同濟(jì)價(jià)值”。

同濟(jì)大學(xué)“智慧校園”駕駛艙。

【“校園精靈”多樣化】

步入同濟(jì)大學(xué)智慧校園駕駛艙，一張動態(tài)的校園時空地圖正實(shí)時更新。不同種類鳥兒的棲息軌跡、各類小型哺乳動物的分布版圖、每棵樹木的生長態(tài)勢……數(shù)字孿生技術(shù)為校園管理裝上“智慧大腦”。

“我們的校園是一個共棲校園，不僅有人類活動，還要和其他生靈和諧相處。” 同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院“生物多樣性保護(hù)與自然感知”分實(shí)驗(yàn)中心主任干靚副教授解釋，比如，在“三好塢”有一對翠鳥的棲息地，一對紅隼夫婦在博士樓公寓筑巢，被師生們戲稱為“最愛學(xué)習(xí)的猛禽”。因此，我們首先要了解校園里還有其他哪些野生動物，科學(xué)地保護(hù)他們的生存空間。

同濟(jì)大學(xué)校園中的鳥兒。

同濟(jì)大學(xué)的生物多樣性調(diào)查，從十幾年前就開始了。在上海高校校園生物多樣性監(jiān)測項(xiàng)目結(jié)束之后，生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院老師帶領(lǐng)“綠巨人”社團(tuán)對鳥類的監(jiān)測一直沒有停歇。社團(tuán)中有鳥隊(duì)、蟲隊(duì)等，來自多學(xué)科的學(xué)生共同參與，碰撞出不少火花。

生態(tài)學(xué)的學(xué)生們對鳥類種類、數(shù)量、行為比較在行；而建筑城規(guī)學(xué)院的學(xué)生對鳥類的空間分布比較敏感，通過收集數(shù)據(jù)的點(diǎn)位信息，做出鳥類的空間分布圖和活動軌跡；設(shè)計(jì)創(chuàng)意學(xué)院的學(xué)生則通過設(shè)計(jì)賦能推動愛鳥知識的科普；還有一批批來自各個不同專業(yè)的觀鳥愛好者 ，不斷深化同濟(jì)飛羽數(shù)據(jù)集。

同濟(jì)大學(xué)嘉定校區(qū)新添了三只黑天鵝寶寶。

每個月一次的鳥調(diào)，如今也在探索基于“智慧校園”駕駛艙的數(shù)據(jù)采集。干靚老師告訴記者，現(xiàn)在，在校園里掛設(shè)了10臺紅外相機(jī)，只要有小動物們經(jīng)過紅外相機(jī)，就會自動觸發(fā)記錄，哪怕在光線較暗的晚上也能捕捉到。

僅僅依靠紅外相機(jī)監(jiān)測，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。于是，老師們又掛了三臺聲紋監(jiān)測儀器，與現(xiàn)場調(diào)查和紅外相機(jī)監(jiān)測相互補(bǔ)充。除了專業(yè)調(diào)查隊(duì)員的參與，全校師生也發(fā)動起來，如果看到有小動物經(jīng)過，可將隨手拍的照片上傳到“校園精靈守護(hù)者”公民科學(xué)數(shù)據(jù)眾籌后臺，豐富校園精靈們的移動點(diǎn)位。

同濟(jì)大學(xué)校園內(nèi)的鳥兒。

經(jīng)過十余年的調(diào)查積累，學(xué)校通過現(xiàn)場調(diào)查、紅外相機(jī)監(jiān)測、聲紋監(jiān)測和公民科學(xué)數(shù)據(jù)眾籌等多源數(shù)據(jù)采集方式，將校園里350余種陸上生物的生存狀況信息，整合匯聚在“智慧校園”的地圖上，并量身定制相應(yīng)的保護(hù)措施。

“摸清家底”后，一些量身定制的保護(hù)生態(tài)多樣性措施正在醞釀中。隨著校內(nèi)建筑物的增加，在樹木密集區(qū)域的玻璃幕墻會反射周邊環(huán)境，令正在高速飛行的鳥兒誤將玻璃上的植被、景觀或天空倒影當(dāng)作真實(shí)存在而試圖穿越。干靚告訴記者，團(tuán)隊(duì)正在考慮采取措施，在鳥撞高風(fēng)險(xiǎn)建筑物上貼上距離間隔5厘米*5厘米的白色點(diǎn)陣防鳥撞貼紙，以及鳥類科普圖樣，這樣既不會影響采光，又能讓鳥兒識別障礙物，認(rèn)為自己的翅膀振動飛不過去，避開撞擊，從而保護(hù)鳥類。

同濟(jì)大學(xué)嘉定校區(qū)的生態(tài)校園建設(shè)也在實(shí)施中。“嘉定校區(qū)的人類活動沒有四平路校區(qū)密集，師生們試圖保護(hù)和恢復(fù)校園內(nèi)的留野地，減少人為干擾，讓校園內(nèi)的野生動物能更好的棲息。”干靚解釋說，比如對校園“留野地”的植物減少修枝打草頻率，優(yōu)化群落結(jié)構(gòu)，讓人們重新看到更原生態(tài)的狀態(tài)。

【讓校園成為優(yōu)質(zhì)“碳庫”】

校園生態(tài)中，離不開綠色植物。在“智慧校園”駕駛艙的大屏幕上，可以清楚地看到四平路校區(qū)的樹木分布情況。

“每年夏天，我們都會結(jié)合課程教學(xué)帶著同學(xué)們對學(xué)校的樹木情況進(jìn)行摸排，調(diào)研植物的位置、樹木高度、胸徑、樹冠的寬幅，以及植物的科屬等等。同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院景觀學(xué)系陳箏副教授告訴記者，以前做普查，需要拿著紙質(zhì)的測繪CAD圖紙，在現(xiàn)場測量后，把樹木的情況按比例畫在圖紙上，再回去輸入到系統(tǒng)中。

同濟(jì)大學(xué)校園內(nèi)的樹木。

這次聯(lián)合土木工程學(xué)院劉芳教授團(tuán)隊(duì)，采用無人機(jī)技術(shù)開展了校園樹木的精細(xì)普查，借助智能算法對點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行單木分割，實(shí)現(xiàn)樹木的自動識別與幾何參數(shù)的同步提取，并結(jié)合實(shí)地踏勘進(jìn)行解譯數(shù)據(jù)校準(zhǔn)。“無人機(jī)調(diào)查，精度高，定位準(zhǔn)，而且非常高效。” 陳箏副教授說，能夠快速建構(gòu)植物數(shù)據(jù)庫。記者在現(xiàn)場看到，每一棵樹都標(biāo)有樹種、經(jīng)緯度，樹高、胸徑等屬性數(shù)據(jù)，使每一棵樹都能精準(zhǔn)定位，并且能明確生長態(tài)勢。

“這些詳細(xì)的數(shù)據(jù)，構(gòu)成了校園樹木數(shù)字孿生系統(tǒng)的底座，并且為深入挖掘校園生態(tài)服務(wù)價(jià)值奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。”陳箏介紹，根據(jù)這些數(shù)據(jù)測算出校園樹木的固碳量。目前，同濟(jì)大學(xué)四平路校區(qū)共有喬木3200多棵，總計(jì)年總固碳量約16噸–49噸碳，相當(dāng)于每年吸收58噸-180噸二氧化碳。

同濟(jì)大學(xué)校園內(nèi)的櫻花。

植物在新陳代謝過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)物((Volatile Organic Compounds, VOC)，稱為植物精氣。植物精氣主要為異戊二烯、單萜烯和倍半萜烯三類，以單萜烯和倍半萜烯的醫(yī)療保健作用最大，具有抑菌消炎、凈化空氣、改善人體心理和生理狀態(tài)等積極作用。根據(jù)測算，同濟(jì)校園里有三大優(yōu)勢樹種——樟樹、水杉、懸鈴木，其釋放的有益植物揮發(fā)性有機(jī)物貢獻(xiàn)顯著：在單萜烯成分中，三者分別占總體的62%、17%和5%；在倍半萜烯成分中，則分別占比37%、33%和10%。

植樹節(jié)，同濟(jì)師生在校園內(nèi)種植樹木。

【數(shù)字化助力建筑節(jié)能降耗】

建筑節(jié)能，是同濟(jì)大學(xué)長期關(guān)注的。如今，借助數(shù)字手段，依托三維建模與實(shí)時物聯(lián)數(shù)據(jù)，“智慧校園”駕駛艙系統(tǒng)精準(zhǔn)監(jiān)測了校內(nèi)220棟建筑的能耗情況，為能源優(yōu)化提供了科學(xué)導(dǎo)航。

“在對建筑節(jié)能物聯(lián)設(shè)備進(jìn)行信息整合時，我們著力推進(jìn)多源數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。”馮昕介紹，這項(xiàng)工作的精細(xì)化要求非常高——樓宇的命名方式、樓內(nèi)的院系分布、樓層與智能水電表的對應(yīng)關(guān)系，都需要逐一理清。“為此，我們首先對數(shù)據(jù)進(jìn)行深度清洗，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的一一對應(yīng)。這樣一來，精細(xì)化的能耗數(shù)據(jù)可以直接對應(yīng)到用電單位，為自主開展節(jié)能工作提供清晰的參考依據(jù)。”

同濟(jì)大學(xué)勞動教育課堂。

“智慧校園”駕駛艙更以自身場地為試點(diǎn)，通過對智算中心能耗的精準(zhǔn)監(jiān)測與分析，成功優(yōu)化其用電方案。不同于傳統(tǒng)機(jī)房，同濟(jì)大學(xué)智算中心承載著學(xué)校的科學(xué)計(jì)算任務(wù)。團(tuán)隊(duì)通過實(shí)時監(jiān)控，根據(jù)計(jì)算任務(wù)的分配綜合調(diào)整空調(diào)制冷，讓能耗隨算力需求動態(tài)調(diào)節(jié)。優(yōu)化后，每天用電量節(jié)省2000多度，實(shí)現(xiàn)年節(jié)電效益約76.65萬元。

同濟(jì)大學(xué)四平路校區(qū)圖書館煥新。

可別小看水管的慢性漏水。“智慧校園”駕駛艙集成了覆蓋全校進(jìn)水管網(wǎng)的智慧監(jiān)控系統(tǒng)，通過對能源消耗大數(shù)據(jù)的監(jiān)控，精準(zhǔn)定位“問題”。“例如，通過對學(xué)生宿舍用水的大數(shù)據(jù)分析，統(tǒng)計(jì)出宿舍樓宇常規(guī)用水參考值，對比超出參考值的樓棟，借助智能網(wǎng)絡(luò)，后勤管理與保障處聯(lián)合相關(guān)單位逐層縮小排查范圍，直到找到問題、徹底解決。”馮昕介紹，通過這一舉措，同濟(jì)大學(xué)近五年用水量連續(xù)下降，2025年比2021年節(jié)約用水約5%。

同濟(jì)大學(xué)四平路校區(qū)新圖書館，每個閱覽座位前都配置了“墨水屏”智慧管理系統(tǒng)，讀者臨時離開或完全離開時，照明燈會自動關(guān)閉。

此外，在學(xué)校智慧教室、智慧圖書館等公共區(qū)域的燈、空調(diào)等設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，在無人時自動關(guān)閉。即將投入使用的新圖書館，每個閱覽座位前都配置了“墨水屏”智慧管理系統(tǒng)，這塊低功耗屏幕能清晰顯示座位狀態(tài)和預(yù)約信息。師生落座后，掃描屏幕顯示的二維碼即可預(yù)約，讀者臨時離開或完全離開時，照明燈會自動關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)了綠色低碳與數(shù)智化運(yùn)營管理。

原標(biāo)題：《從一棵樹到一度電，從生態(tài)固碳到能源減碳，同濟(jì)寶藏“電子賬本”繪就綠色脈絡(luò)》

欄目主編：徐瑞哲

來源：作者：解放日報(bào) 李蕾