激光雷达让污染源无处遁形

　　科技创新对打好污染防治攻坚战，起到极其重要的支撑作用。随着环境监测市场的深入发展，我国一大批优秀的科技创新企业也随之迅速成长，为我国的环境监测事业提供先进的环境监测设备。9月2日，《环境与生活》杂志记者来到位于北京昌平区的艾沃思科技公司，采访该公司总经理徐宝东，看看这家环境监测设备供应商是如何从无到有，一步步发展起来的。

　　北京艾沃思科技有限公司(AVORS)成立于2013年，是一家大气环境、气象遥感激光雷达供应商。该司主要业务是运用激光雷达技术，在环境监测、大气治理、气象、风能等领域做出创新，为客户提供安全可信赖的产品、解决方案与技术服务。

　　拓宽激光雷达的应用场景

　　艾沃思公司是由徐宝东等三人共同创建的。其中，徐宝东毕业于长春光学精密机械学院(现名“长春理工大学”)，本科和硕士都是在该校学习光学技术，研究生毕业后留校做光学检测方面的研究。2005年，他辞职来到北京，在中国科学院参与研制成像激光雷达。2011年，他离开中科院，到了一家环保公司，担任雷达部的部门负责人，继续研究激光雷达。后来，他与另外两位创始人出来创业。这两位创始人的专长与徐宝东恰好互补，一个研究软件，一个研究电路。

　　在接受《环境与生活》记者采访时，徐宝东介绍了其产品与传统雷达之间的区别。传统雷达的弊端在于体积非常大，只能放在实验室，属于实验室仪器，操作时还得开个天窗来做雷达测试，检测到的数据先存到计算机里面，后期再调出来分析。后来，出现了扫描雷达，可以扫描户外是否有污染物，但雷达非户外全天候产品，在使用上受到很多限制。所以，徐宝东团队创新的目标就是把雷达产品市场化、便携化，让其应用场景更广泛。首先，徐宝东团队解决户外使用和数据传输的问题，让雷达能在不同温度、湿度条件下使用，并实现数据在线监测和在线传输，设备集成度非常高;其次，他们还解决远程控制问题，运用云技术，设备只要连接互联网就可以实现远程操控，在输入雷达ID号之后，雷达就可以连接上机器从而控制监测，成为真正的户外在线设备。

　　2013年，艾沃思公司成立后，主推的就是这款产品，它相当于一个能看雾霾的彩超扫描仪，雷达水平扫描一周就可以看清半径5公里内的雾霾分布情况，还解决了污染源追踪的问题。激光雷达产品的目标其实就是追踪污染源，通过与全球定位系统结合，把污染值最高的污染源头找到，再把问题解决掉。

　　抓住市场痛点让雷达便携化

　　在雾霾监测方面，激光雷达的运用是最广泛的。徐宝东说：“雷达必须是便携的、机动的，哪里有污染就可以搬去哪里测试。我们的产品已经实现车载，这个设备是全球范围内集成度最高的，同时体积最小，雷达主机的体积只有230毫米×230毫米×550毫米，也是最轻的，一个小伙子就可以抱走，是真正意义上的便携式设备。”

　　那么，艾沃思是如何实现产品便携化的呢?徐宝东解释：“当我们发现市场有便携化的需求时，我所学习的光学专业知识让我意识到，要想把产品体积缩小，就必须把激光光源的体积做小。我们就把光源做得集成化很高，功耗又很小，在光源实现小型化后，我们就可以对其他结构进行优化。在产品体积变小的同时，功能并没有任何简化，所有接收信号指标和必要参数都没减少，比如接收口径仍达到160毫米。其他公司推出的雷达体积非常大，接近200公斤，放在一个地方之后便难以挪动，而我们的产品只接近50公斤，这样便实现灵活便携。激光雷达扫描必须要放在一个方便移动的地方，因为扫描时周围不能有遮挡，一般是放在楼顶。”

　　徐宝东补充说：“我们的产品在体积变小的同时，还实现了功耗低，可持续。我们激光雷达的最高功率300瓦，一般在车内温度适宜的情况下是50至60瓦，因此延长了工作时长。同样电源的情况下，其他公司产品的功率都是上千瓦，大概只能运行4个小时，而我们用自己的电池能运行12个小时，用车载电源可运行21个小时。同时，功耗低的雷达对车的要求也不高。配的车是SUV，持有普通驾照的司机就可以开，应用场景也随之变得更广。”

　　更值得一提的是，艾沃思公司在研发产品的过程中十分严谨。据徐宝东介绍，他们在研发前大概用了一两年时间来组建队伍，然后为产品的系统结构设计了三四个方案，同时进行测试。当各种结构设计完之后，再设置不同的温度条件，看哪一个结构更稳定，最后才选出一个最稳定的型号。

　　徐宝东解释：“最后选出来的激光雷达产品是微焦级的，对操作人员比较安全，探测更灵敏，其激光发射能量只有20微焦左右;第二个优点是对周围群众的影响比较小。其他公司采用的是毫焦级的，所以做出来的雷达功耗很高，对周围群众的人眼安全也是一个不可忽略的问题。”

　　2018年之后，其他公司也跟着都在推出小型化的雷达。面对激烈的市场竞争，徐宝东表示他并不焦虑：“因为其他公司的便携性和探测性都还不如我们，他们只是把光学技术系统改小，把接收口径变小，让体积变小，这样做会影响产品性能;此外，他们产品的稳定性还需要长时间的应用验证，故障率比较高。研发小型雷达的关键还是技术。”

　　颗粒物通量雷达搞定空气监测

　　艾沃思公司的用户主要是各省市的监测部门和气象部门。艾沃思有一系列产品，今年又新推出了一款叫“颗粒物通量激光雷达”的产品，可以帮助监测部门弄清楚颗粒物的传输强度和传输方向，描绘出空气中颗粒物的动态变化。通量激光雷达也是艾沃思公司的创新技术，在传统的技术条件下，必须将风廓线雷达和颗粒物雷达相结合才行，但现在一个颗粒物通量激光雷达即可同时测风廓线和颗粒物。

　　徐宝东说：“颗粒物通量激光雷达已经有了多台业绩，用户的反馈还不错。单独依靠这款设备，即可实现环境监测。这款设备在找PM2.5和PM10的污染源方面很有用，環境执法部门可以通过雷达找出有问题的企业，从而精准执法，最终把污染数据降下去。如果出现污染事件，通过它还可以定量找出污染来源，避免各方推卸责任。”

　　科研院所转让成果可别留一手

　　徐宝东透露，国内雷达目前的灵敏度还是不如美国和日本，他们的雷达探测器还有一两个部件得从日本进口，其他的部件已经都是国产的。

　　从科研工作者转到企业经营者，徐宝东对推进环境科技成果转化有自己的理解：“国内科研院所很多是借鉴国外的，基本是追赶型策略。其实，在科研院所做出产品之后，企业可以将其产品化、商业化，企业在这方面更有优势。科研机构和企业可以结成战略合作伙伴关系，让知识产权更自由，让科技成果转让更自由。但其中的矛盾又需要解决：研究院所辛苦研发出成品，自然希望能有好的回报，但企业学会技术后，往往认为不值多少钱，这就导致双方彼此的信任度不高，互相提防。科研成果的商业化不是很好，固然有企业实力有限的原因，也与科研院所转让成果时留一手有关，这样对最后产品的市场拓展就构成障碍。”

　　力争每年推出一两个创新产品

　　随着环保市场被各方看好，市面上从事空气污染防治的企业也越来越多，面对激烈的市场竞争，艾沃思公司最大的威胁是什么?是同行的模仿?还是大公司的涉足?

　　沉思了一下，徐宝东回答：“有上市企业曾尝试过进入我们这个领域，但发现并不容易，可能两三年还不一定出成果，所以就放弃了。因此这不是想做就能做的。真想涉足的话，大企业还不如去收购团队划算。但实际上这是个细分市场，蛋糕太小，满足不了大企业的胃口，不适合大规模团队，投资与回报不成正比。”

　　谈到艾沃思公司的发展策略，徐宝东也有深入思考：“由于我们的产品属于细分领域，其市场体量和想象力不够，加上投资市场的热度下降，所以我们还没有投资方，只能求稳，这会影响我们做研发的速度。在其他发展中国家，潜在市场还是蛮大的，像印度的大气污染就很严重，但他们还没到认真治理的时候。”

　　针对当下的环保市场，徐宝东觉得多少有点浮躁。“我们接下来还是要静下心把产品做好，我们公司起家就是依靠技术，在商业背景不足的情况下，我们得有工匠精神，精益求精地把产品做好。我们未来每年都会推出一两个创新产品，推出的产品肯定是技术独特且领先的，”徐宝东接着说，“我们除了研发出不怕市场检验的好产品，还要做好服务，做出口碑。因为未来环保设备市场的大趋势肯定是产品为王。”

　　推荐阅读：《光电子·激光》由中国光学学会，国家自然科学基金委信息科学部，天津理工大学主办，科学出版社出版的学术性期刊。