激光雷達讓污染源無處遁形

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

　　北京艾沃思科技有限公司(AVORS)成立于2013年，是一家大氣環境、氣象遙感激光雷達供應商。該司主要業務是運用激光雷達技術，在環境監測、大氣治理、氣象、風能等領域做出創新，為客戶提供安全可信賴的產品、解決方案與技術服務。

　　拓寬激光雷達的應用場景

　　艾沃思公司是由徐寶東等三人共同創建的。其中，徐寶東畢業于長春光學精密機械學院(現名“長春理工大學”)，本科和碩士都是在該校學習光學技術，研究生畢業后留校做光學檢測方面的研究。2005年，他辭職來到北京，在中國科學院參與研制成像激光雷達。2011年，他離開中科院，到了一家環保公司，擔任雷達部的部門負責人，繼續研究激光雷達。后來，他與另外兩位創始人出來創業。這兩位創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《環境與生活》記者采訪時，徐寶東介紹了其產品與傳統雷達之間的區別。傳統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，檢測到的數據先存到計算機里面，后期再調出來分析。后來，出現了掃描雷達，可以掃描戶外是否有污染物，但雷達非戶外全天候產品，在使用上受到很多限制。所以，徐寶東團隊創新的目標就是把雷達產品市場化、便攜化，讓其應用場景更廣泛。首先，徐寶東團隊解決戶外使用和數據傳輸的問題，讓雷達能在不同溫度、濕度條件下使用，并實現數據在線監測和在線傳輸，設備集成度非常高;其次，他們還解決遠程控制問題，運用云技術，設備只要連接互聯網就可以實現遠程操控，在輸入雷達ID號之后，雷達就可以連接上機器從而控制監測，成為真正的戶外在線設備。

　　2013年，艾沃思公司成立后，主推的就是這款產品，它相當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公里內的霧霾分布情況，還解決了污染源追蹤的問題。激光雷達產品的目標其實就是追蹤污染源，通過與全球定位系統結合，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。我們的產品已經實現車載，這個設備是全球范圍內集成度最高的，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備。”

　　那么，艾沃思是如何實現產品便攜化的呢?徐寶東解釋：“當我們發現市場有便攜化的需求時，我所學習的光學專業知識讓我意識到，要想把產品體積縮小，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，在光源實現小型化后，我們就可以對其他結構進行優化。在產品體積變小的同時，功能并沒有任何簡化，所有接收信號指標和必要參數都沒減少，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，而我們的產品只接近50公斤，這樣便實現靈活便攜。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：“我們的產品在體積變小的同時，還實現了功耗低，可持續。我們激光雷達的最高功率300瓦，一般在車內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，艾沃思公司在研發產品的過程中十分嚴謹。據徐寶東介紹，他們在研發前大概用了一兩年時間來組建隊伍，然后為產品的系統結構設計了三四個方案，同時進行測試。當各種結構設計完之后，再設置不同的溫度條件，看哪一個結構更穩定，最后才選出一個最穩定的型號。

　　徐寶東解釋：“最后選出來的激光雷達產品是微焦級的，對操作人員比較安全，探測更靈敏，其激光發射能量只有20微焦左右;第二個優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，他們只是把光學技術系統改小，把接收口徑變小，讓體積變小，這樣做會影響產品性能;此外，他們產品的穩定性還需要長時間的應用驗證，故障率比較高。研發小型雷達的關鍵還是技術。”

　　顆粒物通量雷達搞定空氣監測

　　艾沃思公司的用戶主要是各省市的監測部門和氣象部門。艾沃思有一系列產品，今年又新推出了一款叫“顆粒物通量激光雷達”的產品，可以幫助監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變化。通量激光雷達也是艾沃思公司的創新技術，在傳統的技術條件下，必須將風廓線雷達和顆粒物雷達相結合才行，但現在一個顆粒物通量激光雷達即可同時測風廓線和顆粒物。

　　徐寶東說：“顆粒物通量激光雷達已經有了多臺業績，用戶的反饋還不錯。單獨依靠這款設備，即可實現環境監測。這款設備在找PM2.5和PM10的污染源方面很有用，環境執法部門可以通過雷達找出有問題的企業，從而精準執法，最終把污染數據降下去。如果出現污染事件，通過它還可以定量找出污染來源，避免各方推卸責任。”

　　科研院所轉讓成果可別留一手

　　徐寶東透露，國內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，其他的部件已經都是國產的。

　　從科研工作者轉到企業經營者，徐寶東對推進環境科技成果轉化有自己的理解：“國內科研院所很多是借鑒國外的，基本是追趕型策略。其實，在科研院所做出產品之后，企業可以將其產品化、商業化，企業在這方面更有優勢。科研機構和企業可以結成戰略合作伙伴關系，讓知識產權更自由，讓科技成果轉讓更自由。但其中的矛盾又需要解決：研究院所辛苦研發出成品，自然希望能有好的回報，但企業學會技術后，往往認為不值多少錢，這就導致雙方彼此的信任度不高，互相提防。科研成果的商業化不是很好，固然有企業實力有限的原因，也與科研院所轉讓成果時留一手有關，這樣對最后產品的市場拓展就構成障礙。”

　　力爭每年推出一兩個創新產品

　　隨著環保市場被各方看好，市面上從事空氣污染防治的企業也越來越多，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：“有上市企業曾嘗試過進入我們這個領域，但發現并不容易，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，滿足不了大企業的胃口，不適合大規模團隊，投資與回報不成正比。”

　　談到艾沃思公司的發展策略，徐寶東也有深入思考：“由于我們的產品屬于細分領域，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，這會影響我們做研發的速度。在其他發展中國家，潛在市場還是蠻大的，像印度的大氣污染就很嚴重，但他們還沒到認真治理的時候。”

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

　　推薦閱讀：《光電子·激光》由中國光學學會，國家自然科學基金委信息科學部，天津理工大學主辦，科學出版社出版的學術性期刊。