车辆及工业气体污染监测网络与诊断分析系统研究与开发
发布时间：2021-05-27 11:50
以O3、PM2.5、NOx等为主要污染物的大气污染问题依然严峻,大气污染成为制约城市发展的重要因素,而机动车尾气与工业废气的排放是城市大气污染的主要来源。由于气体污染的排放具有隐秘性,又受到大气扩散的影响,污染源往往难以追溯,污染治理、处罚工作无法顺利进行,如何快速、有效的进行大气污染源追踪,从源头控制大气污染,是大气治理工作中亟需解决的重要问题。本文以车辆及工业气体污染(PM2.5、PM10、NOx、CO、SO2、VOCs等)为研究对象,提出基于区域污染时空分布的污染小尺度源追踪方法:构建研究区域气体污染全域监测网络,使用空间插值方法获取区域污染时空分布,提取高浓度点作为污染源追踪的反算点,构建气体污染小尺度源追踪模型,使用遗传算法求解染源位置,助力区域大气污染防治。本文的主要研究工作及成果如下:（1）车辆及工业气体污染采样方法研究:利用开发的气体污染感知器,以移动监测为主、固定监测为辅构建气体污染全域监测网络;参照标准设备对气体污...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 气体污染采样方法研究现状
1.2.2 气体污染空间估计方法研究现状
1.2.3 气体污染源追踪研究现状
1.3 目前研究中存在的问题
1.4 论文主要内容及体系结构
第二章 车辆及工业气体污染采样方法研究
2.1 引言
2.2 车辆及工业气体污染全域监测网络
2.2.1 气体污染感知器
2.2.2 气体污染采样原理与方法
2.2.3 气体污染全域监测网络
2.2.4 大气污染全域感知平台
2.3 气体污染采样数据精度提升
2.3.1 气体污染感知器精度分析
2.3.2 气体污染感知器精度优化
2.4 气体污染采样数据缺失值补全
2.4.1 时间序列缺失值补全
2.4.2 空间序列缺失值补全
2.5 本章小结
第三章 车辆及工业气体污染点源数据空间插补方法研究
3.1 引言
3.2 考虑大气扩散的两点间气体污染空间相似度的定义
3.2.1 两点间气体污染扩散影响因素分析
3.2.2 高斯烟羽模型
3.2.3 大气污染物浓度的空间相似度的定义
3.3 考虑大气扩散的气体污染物浓度空间插模型建立
3.3.1 反距离权重插值模型
3.3.2 基于空间相似度加权的气体污染空间插补模型
3.3.3 普通Kriging插值模型
3.3.4 基于空间相似度的气体污染物浓度普通Kriging插补模型
3.4 案例分析
3.4.1 数据来源与处理
3.4.2 大气污染物浓度的空间自相关性分析
3.4.3 实验结果对比分析
3.5 本章小结
第四章 车辆及工业气体污染小尺度源追踪方法研究
4.1 引言
4.2 基于气体污染时空分布的污染小尺度源追踪方法
4.2.1 基本假设
4.2.2 基本原理
4.2.3 适用范围
4.2.4 研究方案
4.3 气体污染小尺度源追踪模型构建
4.3.1 选定大气扩散模型
4.3.2 单污染源追踪模型构建
4.3.3 多污染源追踪模型构建
4.4 遗传算法求解
4.4.1 单污染源追踪模型遗传求解
4.4.2 多污染源追踪模型遗传求解
4.5 案例分析
4.5.1 单污染源气体污染模拟数据获取
4.5.2 单污染源追踪模型建立
4.5.3 遗传求解
4.5.4 结果分析
4.6 本章小结
第五章 车辆及工业气体污染全域监测网络与诊断分析系统开发与应用
5.1 引言
5.2 系统的需求分析与总体设计
5.2.1 系统需求分析
5.2.2 系统总体架构设计
5.2.3 系统功能模块设计
5.2.4 数据库设计
5.3 系统的开发与实现
5.3.1 登陆模块
5.3.2 气体污染实时感知模块
5.3.3 气体污染时空分布分析模块
5.3.4 气体污染源追踪定位模块
5.3.5 数据查询管理模块
5.4 系统应用案例分析
5.4.1 实验部署
5.4.2 道路气体污染分析
5.4.3 区域气体污染分析
5.4.4 区域气体污染小尺度源追踪
5.4.5 实验数据导出
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
作者简介
1 作者简历
2 参与的科研项目及获奖情况
3 发明专利
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]贵阳市冬季大气PM2.5和PM10浓度空间插值及分布研究[J]. 胡稳,杨广斌,安宏锋,刘芳,刘代超,海月. 环境污染与防治. 2019(05)
[2]遗传算法在优化问题中的应用综述[J]. 李岩,袁弘宇,于佳乔,张更伟,刘克平. 山东工业技术. 2019(12)
[3]A Study on Spatial Interpolation of Temperature in Anhui Province Based on ANUSPLIN[J]. Wen Huayang,Chen Fengjiao,Li Jun,Qiu Kangjun,Wang Gen. Meteorological and Environmental Research. 2019(02)
[4]TAGE:一种新的大气污染物来源及输送情况的网格化分析方法[J]. 蔺旭东,付献斌,孔德瀚,王春迎,景长勇. 中国环境科学. 2019(01)
[5]基于案例推理的工业园区废气污染溯源方法研究[J]. 张春梅,贾云霞,李晓云,王晨. 测试技术学报. 2018(06)
[6]一种顾及高程的时空反距离加权插值方法[J]. 王彬彬,石丽红,卢月明. 测绘与空间地理信息. 2018(10)
[7]基于多/单点监测模式的危险化学品事故源反算方法比较分析[J]. 陈增强,戴波. 安全与环境学报. 2018(03)
[8]基于克里金插值的自适应VIRE室内定位算法研究[J]. 顾军华,许鹏,董瑶,董永峰,白振东. 计算机工程与应用. 2018(12)
[9]基于伴随方法的大气污染溯源[J]. 黄顺祥,刘峰,盛黎,程麟钧,吴琳,李军. 科学通报. 2018(16)
[10]支持向量机模型与应用综述[J]. 刘方园,王水花,张煜东. 计算机系统应用. 2018(04)
博士论文
[1]城市交叉口细颗粒物和黑碳的时空分布及预测研究[D]. 王占永.上海交通大学 2016
硕士论文
[1]GRAPES-CUACE伴随模式在敏感源区追踪及源反演中的应用[D]. 王超.中国气象科学研究院 2019
[2]基于遥感监测数据的机动车尾气排放估计算法研究[D]. 张强.中国科学技术大学 2019
[3]基于改进克里金算法的WSNs环境监测方法研究[D]. 陈光.南京邮电大学 2017
[4]福州主城区大气环境污染时空特征分析及质量评价[D]. 周俊佳.福州大学 2017
[5]基于卫星遥感的京津冀地区PM2.5反演研究[D]. 李丽娟.中国地质大学(北京) 2017
[6]地方政府工业污染治理的现状及对策研究[D]. 袁莹.湘潭大学 2016
[7]基于MATLAB的液化气体源强反算研究[D]. 骆蓓.哈尔滨理工大学 2015
[8]PM2.5浓度时空变化特性、影响因素及来源解析研究[D]. 张振华.浙江大学 2014
本文编号：3207512
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 气体污染采样方法研究现状
1.2.2 气体污染空间估计方法研究现状
1.2.3 气体污染源追踪研究现状
1.3 目前研究中存在的问题
1.4 论文主要内容及体系结构
第二章 车辆及工业气体污染采样方法研究
2.1 引言
2.2 车辆及工业气体污染全域监测网络
2.2.1 气体污染感知器
2.2.2 气体污染采样原理与方法
2.2.3 气体污染全域监测网络
2.2.4 大气污染全域感知平台
2.3 气体污染采样数据精度提升
2.3.1 气体污染感知器精度分析
2.3.2 气体污染感知器精度优化
2.4 气体污染采样数据缺失值补全
2.4.1 时间序列缺失值补全
2.4.2 空间序列缺失值补全
2.5 本章小结
第三章 车辆及工业气体污染点源数据空间插补方法研究
3.1 引言
3.2 考虑大气扩散的两点间气体污染空间相似度的定义
3.2.1 两点间气体污染扩散影响因素分析
3.2.2 高斯烟羽模型
3.2.3 大气污染物浓度的空间相似度的定义
3.3 考虑大气扩散的气体污染物浓度空间插模型建立
3.3.1 反距离权重插值模型
3.3.2 基于空间相似度加权的气体污染空间插补模型
3.3.3 普通Kriging插值模型
3.3.4 基于空间相似度的气体污染物浓度普通Kriging插补模型
3.4 案例分析
3.4.1 数据来源与处理
3.4.2 大气污染物浓度的空间自相关性分析
3.4.3 实验结果对比分析
3.5 本章小结
第四章 车辆及工业气体污染小尺度源追踪方法研究
4.1 引言
4.2 基于气体污染时空分布的污染小尺度源追踪方法
4.2.1 基本假设
4.2.2 基本原理
4.2.3 适用范围
4.2.4 研究方案
4.3 气体污染小尺度源追踪模型构建
4.3.1 选定大气扩散模型
4.3.2 单污染源追踪模型构建
4.3.3 多污染源追踪模型构建
4.4 遗传算法求解
4.4.1 单污染源追踪模型遗传求解
4.4.2 多污染源追踪模型遗传求解
4.5 案例分析
4.5.1 单污染源气体污染模拟数据获取
4.5.2 单污染源追踪模型建立
4.5.3 遗传求解
4.5.4 结果分析
4.6 本章小结
第五章 车辆及工业气体污染全域监测网络与诊断分析系统开发与应用
5.1 引言
5.2 系统的需求分析与总体设计
5.2.1 系统需求分析
5.2.2 系统总体架构设计
5.2.3 系统功能模块设计
5.2.4 数据库设计
5.3 系统的开发与实现
5.3.1 登陆模块
5.3.2 气体污染实时感知模块
5.3.3 气体污染时空分布分析模块
5.3.4 气体污染源追踪定位模块
5.3.5 数据查询管理模块
5.4 系统应用案例分析
5.4.1 实验部署
5.4.2 道路气体污染分析
5.4.3 区域气体污染分析
5.4.4 区域气体污染小尺度源追踪
5.4.5 实验数据导出
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
作者简介
1 作者简历
2 参与的科研项目及获奖情况
3 发明专利
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]贵阳市冬季大气PM2.5和PM10浓度空间插值及分布研究[J]. 胡稳,杨广斌,安宏锋,刘芳,刘代超,海月. 环境污染与防治. 2019(05)
[2]遗传算法在优化问题中的应用综述[J]. 李岩,袁弘宇,于佳乔,张更伟,刘克平. 山东工业技术. 2019(12)
[3]A Study on Spatial Interpolation of Temperature in Anhui Province Based on ANUSPLIN[J]. Wen Huayang,Chen Fengjiao,Li Jun,Qiu Kangjun,Wang Gen. Meteorological and Environmental Research. 2019(02)
[4]TAGE:一种新的大气污染物来源及输送情况的网格化分析方法[J]. 蔺旭东,付献斌,孔德瀚,王春迎,景长勇. 中国环境科学. 2019(01)
[5]基于案例推理的工业园区废气污染溯源方法研究[J]. 张春梅,贾云霞,李晓云,王晨. 测试技术学报. 2018(06)
[6]一种顾及高程的时空反距离加权插值方法[J]. 王彬彬,石丽红,卢月明. 测绘与空间地理信息. 2018(10)
[7]基于多/单点监测模式的危险化学品事故源反算方法比较分析[J]. 陈增强,戴波. 安全与环境学报. 2018(03)
[8]基于克里金插值的自适应VIRE室内定位算法研究[J]. 顾军华,许鹏,董瑶,董永峰,白振东. 计算机工程与应用. 2018(12)
[9]基于伴随方法的大气污染溯源[J]. 黄顺祥,刘峰,盛黎,程麟钧,吴琳,李军. 科学通报. 2018(16)
[10]支持向量机模型与应用综述[J]. 刘方园,王水花,张煜东. 计算机系统应用. 2018(04)
博士论文
[1]城市交叉口细颗粒物和黑碳的时空分布及预测研究[D]. 王占永.上海交通大学 2016
硕士论文
[1]GRAPES-CUACE伴随模式在敏感源区追踪及源反演中的应用[D]. 王超.中国气象科学研究院 2019
[2]基于遥感监测数据的机动车尾气排放估计算法研究[D]. 张强.中国科学技术大学 2019
[3]基于改进克里金算法的WSNs环境监测方法研究[D]. 陈光.南京邮电大学 2017
[4]福州主城区大气环境污染时空特征分析及质量评价[D]. 周俊佳.福州大学 2017
[5]基于卫星遥感的京津冀地区PM2.5反演研究[D]. 李丽娟.中国地质大学(北京) 2017
[6]地方政府工业污染治理的现状及对策研究[D]. 袁莹.湘潭大学 2016
[7]基于MATLAB的液化气体源强反算研究[D]. 骆蓓.哈尔滨理工大学 2015
[8]PM2.5浓度时空变化特性、影响因素及来源解析研究[D]. 张振华.浙江大学 2014
本文编号：3207512
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