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原文传递评价污染源对空气质量监测站影响的方法和装置

专利名称：	评价污染源对空气质量监测站影响的方法和装置
摘要：	一种评价污染源对空气质量监测站影响的方法和装置，所述方法包括：获得以监测站为圆心以r为半径的区域内的周边污染源的位置、类型和源强以及在监测站的主导风向的来源方向上所述区域的边界处的外部污染物浓度；当所述外部污染物浓度与监测站的监测浓度超过第一阈值时，以主导风向的来源方向上的边界监测浓度、背景点浓度与气象数据为输入，以监测站的监测浓度为输出建立机器学习模型，计算外部污染源在监测站的模拟浓度cwind；当所述周边污染源的监测浓度与监测站的监测浓度超过第二阈值时，建立数学模型，计算所述周边污染源在监测站的模拟浓度ctarget_predict i；计算各污染源贡献给监测站的污染浓度。
专利类型：	发明专利
申请人：	北京市环境保护监测中心
发明人：	王欣;孙峰;刘保献;李云婷;安欣欣;董欣;孙瑞雯;孙乃迪;潘锦绣
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T06:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T15:00:00+0805
申请号：	CN202010155119.1
公开号：	CN111157688A
代理机构：	中科专利商标代理有限责任公司
代理人：	崔亚松;张莹
分类号：	G01N33/00;G;G01;G01N;G01N33;G01N33/00
申请人地址：	100048 北京市海淀区车公庄西路14号
主权项：	1.一种评价污染源对空气质量监测站影响的方法，包括：获得以监测站为圆心以r为半径的区域内的周边污染源的位置、类型和源强以及在监测站的主导风向的来源方向上所述区域的边界处的外部污染物浓度，优选地，r的取值范围为4-6km；当所述外部污染物浓度与监测站的监测浓度超过第一阈值时，以主导风向的来源方向上的边界监测浓度、背景点浓度与气象数据为输入，以监测站的监测浓度为输出建立机器学习模型，计算外部污染源在监测站的模拟浓度cwind；当所述周边污染源的监测浓度与监测站的监测浓度超过第二阈值时，建立数学模型，计算所述周边污染源在监测站的模拟浓度ctarget_predict i；计算各污染源贡献给监测站的污染浓度。 2.根据权利要求1所述的方法，其中，当且仅当下式被满足时，计算外部污染源在监测站的模拟浓度cwind：式中，cborder i为在监测站的主导风向的来源方向上的边界处第i个监测设备监测到的边界监测浓度，m为监测设备的数量，ctarget为监测站的监测浓度，D为边界与监测站的距离，v为边界处风速在外部污染源到监测站方向的分量，为边界处风向与主导风向的夹角，θ为基于历史数据分析的经验权重。 3.根据权利要求1所述的方法，其中，当且仅当下式被满足时，计算所述周边污染源在监测站的模拟浓度ctarget_predict i：式中，csource i为第i个周边污染源的监测浓度，ctarget为监测站的监测浓度，Di为第i个周边污染源与监测站距离，v为周边污染源处风速在周边污染源到监测站方向的分量，δ为基于历史数据分析的经验权重。 4.根据权利要求1所述的方法，其中，周边污染源的类型包括三类，第一类污染源为具有必要的污染源强信息的规模企业，第二类污染源为缺少必要的污染源强信息的规模企业，第三类污染源为缺少必要的污染源强信息的小型企业。 5.根据权利要求4所述的方法，其中，对于第一类污染源，所述第二数学模型为大气污染物分子扩散模型，利用周边污染源的位置、污染物排放数据以及气象数据计算监测站处的模拟浓度c′target_predict i；优选地，模拟浓度c′target_predict i通过下式进行修正：式中，xsource i为第i个周边污染源的监测浓度，xbackground为背景点浓度，xsource_predict i为第i个周边污染源处的模拟浓度，c′target_predict i为第i个周边污染源在监测站处的模拟浓度，ctarget_predict i为修正后的第i个周边污染源在监测站的模拟浓度；对于第二类污染源，取第一类污染源中属于同类型污染源的数据集，以该数据集中的监测站监测浓度、气象数据为输入，污染源强为输出，建立机器学习模型，并利用第二类污染源的气象数据和监测站监测浓度计算第二类污染源的源强信息，最后以第二类污染源的气象数据和计算得到的源强数据为输入，采用大气污染物分子扩散模型求得第二类污染源在监测站的模拟浓度ctarget_predict i；对第三类污染源，以污染源处浓度、背景点浓度与气象数据为输入，监测站的监测浓度为输出，构建机器学习模型，并利用所述机器学习模型计算第三类污染源在监测站的模拟浓度ctarget_predict i。 6.根据权利要求5所述的方法，其中，通过下式计算周边污染源或外部污染源对监测站浓度的贡献：式中，ctarget为监测站监测浓度，cbackground为背景点浓度，cwind为主导风向方向上传输的外部污染物在监测站的模拟浓度，csource_predict i为第i个周边污染源传输到监测站的模拟浓度，n为周边污染源个数，csource_contribute i为第i个周边污染源贡献给监测站的污染浓度。 7.一种评价污染源对空气质量监测站影响的装置，包括：监测模块，包括多个监测设备，用于获得以监测站为圆心以r为半径的区域内的周边污染源的位置、类型和源强以及在监测站的主导风向的来源方向上所述区域的边界处的外部污染物浓度；外部污染模拟浓度计算模块，当所述外部污染物浓度与监测站的监测浓度超过第一阈值时，以主导风向的来源方向上的边界监测浓度、背景点浓度与气象数据为输入，监测站的监测浓度为输出建立第一数学模型，计算外部污染源在监测站的模拟浓度cwind，优选地，所述外部污染模拟浓度计算模块执行权利要求2所述的步骤；周边污染模拟浓度计算模块，当所述周边污染源的监测浓度与监测站的监测浓度超过第二阈值时，建立第二数学模型，计算所述周边污染源在监测站的模拟浓度ctarget_predict i，优选地，所述周边污染模拟浓度计算模块执行权利要求3-5任一项所述的步骤；污染浓度贡献计算模块，用于计算各污染源贡献给监测站的污染浓度，优选地，所述污染浓度贡献计算模块执行权利要求6所述的步骤。 8.根据权利要求7所述的装置，其中，边界处的监测设备的数量为3个以上，平均分布在监测站主导风向的来源方向及其上下浮动22.5度的范围内。 9.一种电子设备，包括：处理器，计算机可读介质，用于存储计算机程序；其中，当所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1-6任一项所述方法。 10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时使处理器执行权利要求1-6任一项所述方法。
所属类别：	发明专利