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原文传递一种气体溯源方法及装置

专利名称：	一种气体溯源方法及装置
摘要：	本发明涉及一种气体溯源方法及装置，方法包括如下步骤：分别获取标定区域内多个嫌疑点的第一位置信息、监测点的第二位置信息和监测点监测到的环境信息；根据第一位置信息、第二位置信息和环境信息分别确定各个嫌疑点排放气体时气体在空气中的浓度极大值对应的扩散距离、各个嫌疑点到监测点的大气稀释因子和各个嫌疑点的权重；根据各个扩散距离和对应的大气稀释因子分别确定各个嫌疑点的高斯概率模型；根据各个高斯概率模型和对应的权重分别确定各个嫌疑点的源概率，将源概率最大的嫌疑点确定为气体排放源。本发明的技术方案通过高斯概率模型来进行气体溯源，成本低，并且降低了计算复杂度，简单高效。
专利类型：	发明专利
申请人：	嘉兴恒云数据科技有限公司
发明人：	郑谊峰;刘浩;宋春红;范梦婷
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T19:00:00+0805
申请号：	CN201911355894.5
公开号：	CN111175446A
代理机构：	北京轻创知识产权代理有限公司
代理人：	陈晓斌
分类号：	G01N33/00;G06F17/18;G;G01;G06;G01N;G06F;G01N33;G06F17;G01N33/00;G06F17/18
申请人地址：	314000 浙江省嘉兴市南湖区亚太路778号2幢A区B区4楼
主权项：	1.一种气体溯源方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：分别获取标定区域内多个嫌疑点的第一位置信息、监测点的第二位置信息和所述监测点监测到的环境信息，所述嫌疑点为所述标定区域内的潜在气体排放源，所述监测点为所述标定区域内监测气体浓度的站点；根据所述第一位置信息、所述第二位置信息和所述环境信息分别确定各个所述嫌疑点排放气体时气体在空气中的浓度极大值对应的扩散距离、各个所述嫌疑点到所述监测点的大气稀释因子和各个所述嫌疑点的权重；根据各个所述扩散距离和对应的所述大气稀释因子分别确定各个所述嫌疑点的高斯概率模型；根据各个所述高斯概率模型和对应的所述权重分别确定各个所述嫌疑点的源概率，将所述源概率最大的所述嫌疑点确定为气体排放源。 2.根据权利要求1所述的气体溯源方法，其特征在于，所述环境信息包括监测到的气体的成分因子，所述根据所述第一位置信息、所述第二位置信息和所述环境信息分别确定各个所述嫌疑点排放气体时气体在空气中的浓度极大值对应的扩散距离的步骤之前，所述方法还包括如下步骤：读取存储的各个所述嫌疑点的排放气体对应的特征因子，比对所述成分因子与特征因子，根据比对结果排除排出气体中不包括所述成分因子的所述嫌疑点。 3.根据权利要求1所述的气体溯源方法，其特征在于，所述第一位置信息包括所述嫌疑点排放气体时的有效源高和所述嫌疑点所在的第一位置，所述第二位置信息包括所述监测点所在的第二位置，所述根据所述第一位置信息、所述第二位置信息和所述环境信息分别确定各个所述嫌疑点排放气体时气体在空气中的浓度极大值对应的扩散距离的具体实现为：根据所述第一位置和所述第二位置，采用气体排放国家标准分别确定各个所述嫌疑点到所述监测点的气体扩散参数，所述气体扩散参数包括垂直扩散参数幂函数表达式系数、垂直扩散参数幂函数表达式指数和横向扩散参数幂函数表达式指数；根据所述有效源高和所述气体扩散参数采用第一公式分别确定各个所述嫌疑点排放气体时的所述扩散距离，所述第一公式为：其中，μi为第i个所述嫌疑点的所述扩散距离；Hi为第i个所述嫌疑点的所述有效源高；γiz为第i个所述嫌疑点的垂直扩散参数幂函数表达式系数；αiz为第i个所述嫌疑点的垂直扩散参数幂函数表达式指数；αiy为第i个所述嫌疑点的横向扩散参数幂函数表达式指数。 4.根据权利要求3所述的气体溯源方法，其特征在于，所述环境信息还包括风速，所述气体扩散参数还包括横向扩散参数和垂直扩散参数，所述根据所述第一位置信息、所述第二位置信息和所述环境信息分别确定各个所述嫌疑点到所述监测点的大气稀释因子的具体实现为：根据所述风速和所述气体扩散参数采用第二公式分别确定各个所述嫌疑点到所述监测点的大气稀释因子，所述第二公式为：其中，ηi为第i个所述嫌疑点到所述监测点的所述大气稀释因子，为所述风速，σiz为第i个所述嫌疑点到所述监测点的横向扩散参数，σiy为第i个所述嫌疑点到所述监测点的垂直扩散参数。 5.根据权利要求4所述的气体溯源方法，其特征在于，所述环境信息还包括风向，所述根据所述第一位置信息、所述第二位置信息和所述环境信息分别确定各个所述嫌疑点的权重，具体包括如下步骤：根据所述第一位置和所述第二位置分别确定各个所述嫌疑点的地理方位角，并根据所述风向确定风向角，所述地理方位角为所述嫌疑点和所述监测点的连线与指北方向的夹角，所述风向角为所述风向与指北方向的夹角；采用第三公式确定各个所述嫌疑点的所述地理方位角与所述风向角之间的差值的绝对值，所述第三公式为： θi＝\|αi-β\|，其中，θi为第i个嫌疑点的所述地理方位角与所述风向角之间的差值的绝对值，αi为第i个嫌疑点的所述地理方位角，β为所述风向角；根据预先确定的所述标定区域的风向变化幅度和所述绝对值分别确定各个所述嫌疑点的所述权重。 6.根据权利要求5所述的气体溯源方法，其特征在于，所述根据预先确定的所述标定区域的风向变化幅度和所述绝对值分别确定各个所述嫌疑点的所述权重具体包括如下步骤：读取存储的所述标定区域内全年的风向，确定全年的风向的第一方差，并比对所述第一方差与预设阈值；当所述第一方差小于所述预设阈值时，采用第四公式确定所述嫌疑点的所述权重，所述第四公式为：其中，wi为第i个所述嫌疑点的所述权重；当所述第一方差大于或等于所述预设阈值时，采用第五公式确定所述嫌疑点的所述权重，所述第五公式为： 7.根据权利要求6所述的气体溯源方法，其特征在于，所述根据各个所述扩散距离和对应的所述大气稀释因子分别确定各个所述嫌疑点的高斯概率模型，具体包括如下步骤：根据所述第一位置和所述第二位置分别确定各个所述嫌疑点与所述监测点之间的相隔距离，并根据所述大气稀释因子，采用第六公式确定高斯分布中的第二方差，所述第六公式为：其中，σi2为高斯分布中的所述第二方差；根据所述相隔距离、对应的所述扩散距离和对应的所述第二方差，采用第七公式确定各个所述嫌疑点的所述高斯概率模型，所述第七公式为：其中，di为第i个所述嫌疑点与所述监测点之间的所述相隔距离。 8.根据权利要求7所述的气体溯源方法，其特征在于，所述根据各个所述高斯概率模型和所述权重分别确定各个所述嫌疑点的源概率的具体实现为：根据所述高斯概率模型和所述权重，采用第八公式确定各个所述嫌疑点的源概率，所述第八公式为：其中，N为所述嫌疑点的总数，pi为第i个所述嫌疑点的所述源概率。 9.一种气体溯源装置，其特征在于，包括：获取模块，用于分别获取标定区域内多个嫌疑点的第一位置信息、监测点的第二位置信息和所述监测点监测到的环境信息，所述嫌疑点为所述标定区域内的潜在气体排放源，所述监测点为所述标定区域内监测气体浓度的站点；信息处理模块，用于根据所述第一位置信息、所述第二位置信息和所述环境信息分别确定各个所述嫌疑点排放气体时气体在空气中的浓度极大值对应的扩散距离、各个所述嫌疑点到所述监测点的大气稀释因子和各个所述嫌疑点的权重；模型建立模块，用于根据各个所述扩散距离和对应的所述大气稀释因子分别确定各个所述嫌疑点的高斯概率模型；计算模块，用于根据各个所述高斯概率模型和对应的所述权重分别确定各个所述嫌疑点的源概率，将所述源概率最大的所述嫌疑点确定为气体排放源。 10.一种气体溯源装置，其特征在于，包括处理器和存储器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如权利要求1至8任一项所述的气体溯源方法。
所属类别：	发明专利