[發明專利]一種面向城市空氣污染物溯源分析方法

有效

• 申請號: 201711100211.2
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107917987B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 李興華;徐喜榮;裴廣戰;田建立
• 申請（專利權）人: 北京偉瑞迪科技有限公司
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01W1/02
• 代理公司: 北京中企鴻陽知識產權代理事務所(普通合伙) 11487
• 代理人: 郭鴻雁

1.一種面向城市空氣污染物溯源分析方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1，城市中布設的監測點采集空氣中各種污染物濃度的監測數據，根據所述監測數據結合受體點及周邊國家站空氣質量指標，計算日主導風向和重點污染時段；其中，所述計算日主導風向和重點污染時段，包括如下步驟：

其中，設f_n表示在統計時間段內，n方向風觀測到的次數；c為所統計時間段內觀測到的靜風次數，g_n表示n方向上的風向頻率，選取風向頻率最大風向的作為日主導風向；

根據預設受體點和國家站選取重點時段，C_i表示第i個時間段受體點的監測值，表示周邊國家站第i個時間段監測的平均值，選取的時段作為重點分析時段，記為T_i；

步驟S2，根據所述日主導風向和重點污染時段選取上風向及相鄰4個風向區域內的微型站；

步驟S3，將選取的微型站進行時間修正，結合時間修正后微型站和受體點的數據計算排序指數，選取排序指數前k的微型站進行重點分析；

其中，首先，計算微型站與受體點的相關系數，包括：

設V_i表示T_i時間段內的平均風速，S_i為微型站和受體點的距離，β_i表示風向夾角，微型站M_i在T_i時間段內的監測數據為m₁，m₂…，m_i，k表示修正時間，則

k＝MOD(S_i*cosβ_i/V_i*T_i)

微型站M_i修正后的數據為m_1+k，m_2+k…，m_i+k，X_i＝(m_1+k,m_2+k…,m_i+k)表示第i個微型站修正后點監測值，Y＝(G₁,G₂,…,G_i)表示受體點的監測數據，則微型站與受體點的相關系數為：

其中，Cov(X_i,Y)表示X_i和Y的協方差，Var[X_i]和Var[Y]表示X_i與Y的方差；

計算微型站排序指數，包括：

其中，r_i表示第i個微型站與受體點的相關系數，距離為S_i，D_i為該時間段內的平均濃度，R表示微型站點的排序指數，根據排序指數R對監測站點按從大到小的順序排序，選取前k個微型站作為重點監測區域；

步驟S4，計算每個微型站周邊污染源到對應微型站點的濃度貢獻率，并返回濃度貢獻比最高的前N個污染源。

2.如權利要求1所述的面向城市空氣污染物溯源分析方法，其特征在于，在所述步驟S2中，對每一個重點時段T_i，選取處于受體點上風向處相鄰4個風向區域的微型站，包括：

設主導風向為n，則選取的5個風向區域為：n-45°，n-22.5°，n，n+22.5°，n-45°，然后根據上述5個風向選取區域的微型監測站點。

3.如權利要求1所述的面向城市空氣污染物溯源分析方法，其特征在于，在所述步驟S4中，對選取的重點區域處在微型站M_i，i＝1,2,…,k，上風向的所有污染源進行分析，包括：計算每個污染源到受體點的擴散濃度，包括如下步驟：

其中，設M表示受體點，Q_k表示處在M上風向處第k個污染源的排放源強，C_k表示第k個污染源的污染物擴散到受體點M位置的濃度，u為平均風速，σ_y和σ_z分別表示水平和垂直方向擴散系數，H表示有效源高，y表示煙氣的中心軸在直角水平方向上到任意點的距離，z表示地表到任一點的高度，將上述參數信息代入高斯煙羽模型計算得到C_k，其中，k＝1,2,…,n。