[發(fā)明專利]基于TE-ANN-AWF移動污染源遙測誤差補(bǔ)償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810205703.6
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN108593557B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣鵬;華通;席旭剛;佘青山;甘海濤
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G06F17/18;G06N3/08
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

本發(fā)明公開了一種基于TE?ANN?AWF移動污染源遙測誤差補(bǔ)償方法，本發(fā)明利用TE傳遞熵對干擾與測量結(jié)果進(jìn)行因果相關(guān)性分析，從而確定測量誤差來源以及衡量多干擾間不平衡程度，并利用TE傳遞熵的方向性引出非顯著因果關(guān)系的量化標(biāo)準(zhǔn)和判定方法。提出了虛擬觀測方法來實(shí)現(xiàn)單元觀測序列的多元解構(gòu)，通過ANN誤差預(yù)測模型實(shí)現(xiàn)單干擾通道虛擬觀測序列的補(bǔ)償，再采用多元自適應(yīng)加權(quán)融合方法對補(bǔ)償后的多元虛擬觀測序列進(jìn)行融合重構(gòu)。針對融合算法中的權(quán)值收斂問題，模型中引入了指數(shù)遺忘的方法將TE良好的權(quán)值預(yù)估能力和AWF的權(quán)值自適應(yīng)調(diào)整的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，改善了誤差補(bǔ)償過程的動態(tài)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明設(shè)計一種基于TE-ANN-AWF的移動污染源遙感檢測誤差補(bǔ)償方法，屬于對移動污染源遙感檢測儀器誤差補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)領(lǐng)域，以在外部環(huán)境干擾下對遙感檢測儀器的測量結(jié)果進(jìn)行校正為目標(biāo)，根據(jù)熵估計理論、自適應(yīng)融合和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)理論，進(jìn)行補(bǔ)償與估計，進(jìn)而解決遙感檢測法易受到外部環(huán)境干擾的問題。

背景技術(shù)

移動污染源是指不以固定式設(shè)備排放空氣污染物的來源，如在移動過程中排放廢氣的機(jī)動車、移動式工程機(jī)械、船舶和飛機(jī)等。移動源污染特別是重型柴油貨車、營運(yùn)汽油車、老舊汽車、工程機(jī)械車輛已經(jīng)成為大氣污染的主要來源，是造成城市超細(xì)顆粒物、光化學(xué)煙霧污染的重要原因。2012年世界衛(wèi)生組織已經(jīng)將柴油尾氣由可疑致癌物提升為明確致癌物。為了對移動污染源進(jìn)行有效的治理，尤其是高排污機(jī)動車輛的識別管控，需要對移動污染源的排放物進(jìn)行實(shí)時有效的檢測。

目前，移動污染源檢測技術(shù)種類繁多，如通過植物生長來反映大氣的污染程度或利用化學(xué)檢測來測定污染物的濃度，但這些方法難以對移動污染源進(jìn)行實(shí)時在線檢測。遙感檢測法是一種檢測移動污染源的快速而有效的方法。該方法基于對氣體光學(xué)吸收光譜的精密分析，根據(jù)環(huán)境中氣體成分在紫外、可見和紅外光譜波段的吸收性質(zhì)來反演其濃度。1988年，首個采用非擴(kuò)散紅外技術(shù)(NondispersiveInfrared，NDIR)的遙感監(jiān)測系統(tǒng)(Remote Sensing Device，RSD)由美國丹佛大學(xué)研制，該系統(tǒng)能夠同時檢測機(jī)動車尾氣中CO2、CO、HC的排放濃度。20世紀(jì)90年代，丹佛大學(xué)研發(fā)了采用紫外吸收技術(shù)(Ultra Violet，UV)測量NO濃度的遙感監(jiān)測系統(tǒng)，克服了NDIR測量時的水蒸氣吸收問題。之后，MD-LaserTech公司研制了基于紫外差分技術(shù)(Ultra-Violet Differential OpticalAbsorption Spectrometry，UV-DOAS)的NO和HC遙感系統(tǒng)。由于可調(diào)諧二極管激光器(Tunable Diode Lasers，TDL)發(fā)射波長波段窄，對于不同被測氣體成分可以選擇不受干擾的波段來測量，滿足高時間分辨率、高靈敏度、高選擇性等實(shí)時監(jiān)測要求。之后，麻省理工學(xué)院研發(fā)了基于紅外激光差分吸收光譜技術(shù)TDLAS(Tunable DiodeLaserAbsorptionSpectrometer)的遙測系統(tǒng)，用于機(jī)動車等移動污染源超標(biāo)排放的檢測。當(dāng)前，遙感檢測技術(shù)已成為實(shí)時在線檢測氣體濃度的主流技術(shù)手段。

遙感測量法自動化程度高，只要設(shè)備架設(shè)到道路旁后，就可以測量通過該路段的大量車輛。同時，該方法對交通影響較小。英國利物浦約翰摩爾斯大學(xué)、美國TSI公司等采用基于TDLAS、UV-DOAS等技術(shù)開發(fā)了可以檢測包括CO、NOx等污染物的道邊式監(jiān)測系統(tǒng)。但是這種測量方法的使用條件有限，受環(huán)境干擾大，如環(huán)境溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速等對檢測數(shù)據(jù)有重要影響。且城市的地理環(huán)境大都復(fù)雜多變，如：城市峽谷效應(yīng)會引起氣流的突然變化。由于外部環(huán)境的復(fù)雜性，德國弗勞恩霍夫物理測量技術(shù)研究所在檢測污染物參數(shù)的基礎(chǔ)上又增加了對風(fēng)速、風(fēng)向、溫濕度、氣壓等氣象參數(shù)的測量，對污染物檢測結(jié)果進(jìn)行校正。

發(fā)明內(nèi)容