内河点源污染物溯源方法与移动式在线监测平台研发
发布时间：2021-10-07 15:18
随着我国工业化的大力发展,促进着国民经济的提高,与此同时,发展背后的隐患也不容忽视。近年来,水污染事件在各地也时有发生,其原因主要有工厂偷排漏排现象、农药化学污染、人为用水污染等。我国作为人均淡水资源最贫乏的国家之一,用水安全问题已经刻不容缓。在水污染事件发生后,如何快速、准确的对目标水域的污染源信息进行识别获取,寻找到污染源的排放位置、排放时间和排放浓度,并为相关部门在污染发生后及时制定出相关策略提供参考与依据具有重要意义。本文针对内河点源污染物的排放现象,归纳总结了水污染事件发生的特点,提出一种改进融合局部搜索的和声搜索算法,由于和声算法的基于随机搜索的特性和优秀的全局优化能力,在此基础上通过每次迭代优化都从原和声库中随机选出两个和声进行线性运算,并将结果与新生成的和声进行对比,显著的提高了其算法的局部搜索的能力,可以有效避免局部最优解,并将其运用于二维点源污染物溯源中,通过结合水质运动方程构建目标函数,建立了污染源识别的智能模型。通过仿真证明,该方法可以满足二维单污染源、多污染源连续排放与单污染源瞬时排放下的水域溯源需求,其溯源指标（排放浓度、排放坐标和排放时间）偏差在6%以内。...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水力学反问题分类按照国际通用的分类方法，根据污染源形状的不同可分为点源与非点源两类；
杭州电子科技大学硕士学位论文3图1.1水力学反问题分类按照国际通用的分类方法，根据污染源形状的不同可分为点源与非点源两类；根据污染源数量分布不同，可分为单电源与多点源；根据污染源排放时间又可以分为瞬时排放与连续排放，瞬时排放与连续排放满足不同的水质扩散方程；根据污染源排放地点，可分为远海与内河两种，远海主要对于游轮碰撞、触礁和军事战争等情况造成的油污或者化学物品泄漏，这类的事故一般需要人工打捞，而对于内河发生的水污染事件，一般是由于工厂不按规定排污和一些河面事故导致，一旦发生，会极大程度上影响居民用水安全，给国家和人民带来沉重的代价。通用分类图如图1.2。图1.2污染物溯源事件分类
杭州电子科技大学硕士学位论文8此阶段的无人船多用于军事，后面渐渐被应用于水质监测以及溯源作业。图1.3“斯巴达”号无人船其他国家移动式监测平台方面代表性的无人船型号有西德的“MaxPruss”号监测艇航行于北莱茵威斯特法伦的所有河流进行水质监测，美国Gulf研究与发展公司制造的流动水质保护实验室对Gulf大生产厂内及周围环境进行水质监测等[38]。（2）国内研究现状国内的水质监测系统的发展较为滞后，但发展迅速，始于八十年代初期。1988年，我国第一个水质监测系统在天津建立。到了1999年，我国部署的水质监控网络已经覆盖了国内大部分流域[39]。通过卫星，所有的数据被发送到控制中心。而如今，我国的重点水域的水质监测网络已经搭建完毕。我国对移动式水质监测平台的研究始于90年代末期，得益于同一时期开展的“863”计划的水下机器人研究进展，移动式监测得以快速的发展和运用。2008年7月，航天科工集团公司沈阳航天新光集团有限公司自主研发的“天象1号”无人船进行下水测试并取得成功，这是我国自主研发的第一艘实际应用的移动式环境监测平台，但数据保存在本地进行分析，延迟性较大[40]。图1.4“天象一号”无人船
【参考文献】：
期刊论文
[1]MAVLink链路通信协议安全分析[J]. 吴颖,刘照亮,康令州,刘欢,朱江. 通信技术. 2019(04)
[2]无人船在海洋调查领域的应用分析[J]. 常继强,蒲进菁,庄振业,曹立华,张永华. 船舶工程. 2019(01)
[3]水与人体健康[J]. 杨植. 中国产经. 2018(11)
[4]基于Mavlink协议的植保无人机地面监测终端设计[J]. 呼云龙,胡金山,丁潇,林萌萌. 安徽农业科学. 2018(27)
[5]基于贝叶斯-微分进化算法的污染源识别反问题[J]. 张双圣,强静,刘喜坤,刘汉湖,朱雪强. 山东大学学报(工学版). 2018(01)
[6]基于PSO-DE算法的突发水域污染溯源研究[J]. 曹宏桂,贠卫国. 中国环境科学. 2017(10)
[7]融合局部搜索的和声搜索算法[J]. 朱凡,刘建生,谢亮亮. 计算机工程与设计. 2017(06)
[8]基于4G物联网技术的无人船云控制系统设计与实现[J]. 徐海恩,项慧慧,邵星,孟海涛. 软件导刊. 2017(06)
[9]微分进化自适应模糊C均值分割算法[J]. 张志禹,王彩虹,张一帆. 计算机工程与应用. 2017(23)
[10]巡航式水产养殖水域水质监测系统设计[J]. 高翔,李淼,陈友安,李华龙,杨选将. 仪表技术. 2016(07)
硕士论文
[1]基于高斯过程代理模型的粒子群算法研究[D]. 张磊.浙江科技学院 2019
[2]含电动汽车的交直流混合微网分布式电压调节[D]. 刘裕峰.合肥工业大学 2019
[3]流域水环境监测预警系统的研发[D]. 李雷.杭州电子科技大学 2019
[4]基于无人船的水质监测系统设计及路径规划方法研究[D]. 吕扬民.浙江农林大学 2019
[5]一种四旋翼无人机控制系统的设计和实现[D]. 朱明明.华中师范大学 2018
[6]四旋翼无人机编队自动飞行的避障算法研究[D]. 干阳琳.成都理工大学 2017
[7]空中加油对接系统视觉处理与飞行验证[D]. 单尧.南京航空航天大学 2017
[8]面向三维重建的航拍路径规划及相机位姿控制技术研究[D]. 韩青岩.南京航空航天大学 2017
[9]河道污染事件污染物追踪定位方法及其在小型移动监测平台上的应用研究[D]. 汤雪萍.浙江大学 2017
[10]点源污染的移动式检测定位及应用[D]. 沈凤文.湖南大学 2016
本文编号：3422293
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水力学反问题分类按照国际通用的分类方法，根据污染源形状的不同可分为点源与非点源两类；
杭州电子科技大学硕士学位论文3图1.1水力学反问题分类按照国际通用的分类方法，根据污染源形状的不同可分为点源与非点源两类；根据污染源数量分布不同，可分为单电源与多点源；根据污染源排放时间又可以分为瞬时排放与连续排放，瞬时排放与连续排放满足不同的水质扩散方程；根据污染源排放地点，可分为远海与内河两种，远海主要对于游轮碰撞、触礁和军事战争等情况造成的油污或者化学物品泄漏，这类的事故一般需要人工打捞，而对于内河发生的水污染事件，一般是由于工厂不按规定排污和一些河面事故导致，一旦发生，会极大程度上影响居民用水安全，给国家和人民带来沉重的代价。通用分类图如图1.2。图1.2污染物溯源事件分类
杭州电子科技大学硕士学位论文8此阶段的无人船多用于军事，后面渐渐被应用于水质监测以及溯源作业。图1.3“斯巴达”号无人船其他国家移动式监测平台方面代表性的无人船型号有西德的“MaxPruss”号监测艇航行于北莱茵威斯特法伦的所有河流进行水质监测，美国Gulf研究与发展公司制造的流动水质保护实验室对Gulf大生产厂内及周围环境进行水质监测等[38]。（2）国内研究现状国内的水质监测系统的发展较为滞后，但发展迅速，始于八十年代初期。1988年，我国第一个水质监测系统在天津建立。到了1999年，我国部署的水质监控网络已经覆盖了国内大部分流域[39]。通过卫星，所有的数据被发送到控制中心。而如今，我国的重点水域的水质监测网络已经搭建完毕。我国对移动式水质监测平台的研究始于90年代末期，得益于同一时期开展的“863”计划的水下机器人研究进展，移动式监测得以快速的发展和运用。2008年7月，航天科工集团公司沈阳航天新光集团有限公司自主研发的“天象1号”无人船进行下水测试并取得成功，这是我国自主研发的第一艘实际应用的移动式环境监测平台，但数据保存在本地进行分析，延迟性较大[40]。图1.4“天象一号”无人船
【参考文献】：
期刊论文
[1]MAVLink链路通信协议安全分析[J]. 吴颖,刘照亮,康令州,刘欢,朱江. 通信技术. 2019(04)
[2]无人船在海洋调查领域的应用分析[J]. 常继强,蒲进菁,庄振业,曹立华,张永华. 船舶工程. 2019(01)
[3]水与人体健康[J]. 杨植. 中国产经. 2018(11)
[4]基于Mavlink协议的植保无人机地面监测终端设计[J]. 呼云龙,胡金山,丁潇,林萌萌. 安徽农业科学. 2018(27)
[5]基于贝叶斯-微分进化算法的污染源识别反问题[J]. 张双圣,强静,刘喜坤,刘汉湖,朱雪强. 山东大学学报(工学版). 2018(01)
[6]基于PSO-DE算法的突发水域污染溯源研究[J]. 曹宏桂,贠卫国. 中国环境科学. 2017(10)
[7]融合局部搜索的和声搜索算法[J]. 朱凡,刘建生,谢亮亮. 计算机工程与设计. 2017(06)
[8]基于4G物联网技术的无人船云控制系统设计与实现[J]. 徐海恩,项慧慧,邵星,孟海涛. 软件导刊. 2017(06)
[9]微分进化自适应模糊C均值分割算法[J]. 张志禹,王彩虹,张一帆. 计算机工程与应用. 2017(23)
[10]巡航式水产养殖水域水质监测系统设计[J]. 高翔,李淼,陈友安,李华龙,杨选将. 仪表技术. 2016(07)
硕士论文
[1]基于高斯过程代理模型的粒子群算法研究[D]. 张磊.浙江科技学院 2019
[2]含电动汽车的交直流混合微网分布式电压调节[D]. 刘裕峰.合肥工业大学 2019
[3]流域水环境监测预警系统的研发[D]. 李雷.杭州电子科技大学 2019
[4]基于无人船的水质监测系统设计及路径规划方法研究[D]. 吕扬民.浙江农林大学 2019
[5]一种四旋翼无人机控制系统的设计和实现[D]. 朱明明.华中师范大学 2018
[6]四旋翼无人机编队自动飞行的避障算法研究[D]. 干阳琳.成都理工大学 2017
[7]空中加油对接系统视觉处理与飞行验证[D]. 单尧.南京航空航天大学 2017
[8]面向三维重建的航拍路径规划及相机位姿控制技术研究[D]. 韩青岩.南京航空航天大学 2017
[9]河道污染事件污染物追踪定位方法及其在小型移动监测平台上的应用研究[D]. 汤雪萍.浙江大学 2017
[10]点源污染的移动式检测定位及应用[D]. 沈凤文.湖南大学 2016
本文编号：3422293
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