[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于AI的源數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)修正預(yù)報(bào)系統(tǒng)及其工作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810293244.1
• 申請(qǐng)日: 2018-03-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108802856B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江飛;周德榮;劉強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京大學(xué);南京創(chuàng)藍(lán)科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01W1/10
• 分類(lèi)號(hào): G01W1/10
• 代理公司: 北京卓特專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 11572
• 代理人: 段宇

1.一種基于AI的源數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)修正預(yù)報(bào)系統(tǒng)，包括源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)處理中心、云平臺(tái)和動(dòng)態(tài)修訂系統(tǒng)；所述云平臺(tái)用于源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所得的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行存儲(chǔ)備份；所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括采集公共氣象監(jiān)測(cè)點(diǎn)和可用的采集終端，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于匯總污染的源數(shù)據(jù)上報(bào)至云平臺(tái)；所述采集終端與云平臺(tái)采用無(wú)線通信或有線方式進(jìn)行信息傳輸；所述動(dòng)態(tài)修訂系統(tǒng)包括有效值過(guò)濾模塊，預(yù)報(bào)模擬模塊和后處理模塊；所述動(dòng)態(tài)修訂系統(tǒng)用于根據(jù)污染源清單、氣象初始場(chǎng)、大氣污染物監(jiān)測(cè)初始場(chǎng)和大氣化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，實(shí)時(shí)獲取觀測(cè)數(shù)據(jù)、畸變校驗(yàn)，整理分析，模擬觀測(cè)對(duì)比，進(jìn)而不同區(qū)域的源數(shù)據(jù)清單進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，調(diào)取云平臺(tái)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，及時(shí)校正因子庫(kù)；其特征在于，所述有效值過(guò)濾模塊包括污染初始場(chǎng)、氣象初始場(chǎng)以及源數(shù)據(jù)清單，所述有效值過(guò)濾模塊用于對(duì)采集到的污染氣體的源數(shù)據(jù)的初步篩選、畸變校驗(yàn)以及特征增強(qiáng)處理，確定排放清單不同區(qū)域系數(shù)的調(diào)整，減少觀測(cè)誤差的影響；所述預(yù)報(bào)模擬模塊用于根據(jù)氣象環(huán)境對(duì)污染源檢測(cè)區(qū)域得到更新的數(shù)值與原來(lái)的數(shù)值進(jìn)行比對(duì)，從而計(jì)算出污染源的精確數(shù)值，從而確定污染地區(qū)的污染等級(jí)；所述后處理模塊用于對(duì)提取需要預(yù)報(bào)的已校驗(yàn)后的數(shù)據(jù)生成可視化的圖表，并為需要服務(wù)的企業(yè)進(jìn)行分布分析與影響范圍預(yù)測(cè)提供可視化服務(wù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的一種基于AI的源數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)修正預(yù)報(bào)系統(tǒng)，其特征在于，所述氣象初始場(chǎng)的配置因子為在中尺度模式基礎(chǔ)上，由因子庫(kù)配置的的化學(xué)模式提取化學(xué)預(yù)報(bào)模式，前一天的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為修正項(xiàng),并考慮化學(xué)模式預(yù)報(bào)的濃度變化趨勢(shì),從而進(jìn)行自動(dòng)修正。

3.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的一種基于AI的源數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)修正預(yù)報(bào)系統(tǒng)，其特征在于，所述污染初始場(chǎng)的因子庫(kù)配置獲取自然源和人為源，作為區(qū)域污染源初始參數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的一種基于AI的源數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)修正預(yù)報(bào)系統(tǒng)，其特征在于，所述源數(shù)據(jù)清單的因子庫(kù)配置是通過(guò)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)根據(jù)LPDM計(jì)算污染物來(lái)源貢獻(xiàn)率，畸變偏差糾正剔除無(wú)效數(shù)據(jù)，從而確定不同區(qū)域調(diào)整參數(shù)對(duì)進(jìn)行比對(duì)優(yōu)化。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的一種基于AI的源數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)修正預(yù)報(bào)系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、因子庫(kù)配置

a.基于中尺度模式結(jié)合數(shù)據(jù)同化技術(shù)模擬需要預(yù)報(bào)的氣象場(chǎng)的初始值，

b.提取化學(xué)預(yù)報(bào)模式所要求提取的參照因素設(shè)置大氣污染物監(jiān)測(cè)初始場(chǎng)的初始值，

c.通過(guò)自然源模式模式和人為源模式獲取自然源和人為源，作為區(qū)域污染源初始場(chǎng)的初始值，

d.根據(jù)大氣化學(xué)反應(yīng)機(jī)理設(shè)置化學(xué)預(yù)報(bào)模式的基礎(chǔ)參數(shù)，形成因子庫(kù)，作為參照系；

步驟二、數(shù)據(jù)采集整理參數(shù)優(yōu)化設(shè)定：所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)每小時(shí)將污染氣體的源數(shù)據(jù)上報(bào)至云平臺(tái)，存儲(chǔ)備份；通過(guò)大數(shù)據(jù)處理中心調(diào)取源數(shù)據(jù)列表，按照LPDM計(jì)算污染來(lái)源貢獻(xiàn)以及預(yù)報(bào)和觀測(cè)誤差系數(shù)對(duì)進(jìn)行修正優(yōu)化得到有效數(shù)據(jù)的源數(shù)據(jù)清單；

步驟三、云平臺(tái)獲取各個(gè)城市逐小時(shí)的污染觀測(cè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理后，導(dǎo)入動(dòng)態(tài)修訂系統(tǒng)的模型，及時(shí)更新因子庫(kù)，并且獲取源數(shù)據(jù)清單；

步驟四、預(yù)報(bào)模擬計(jì)算出污染氣體的地區(qū)濃度分布以及時(shí)間變化圖：所得到的氣場(chǎng)初始場(chǎng)、污染初始場(chǎng)以及源數(shù)據(jù)清單匯總整理分析進(jìn)行模擬出包含有污染氣體的濃度以及時(shí)間變化；步驟五、通過(guò)后處理模塊，數(shù)據(jù)提取未來(lái)一定時(shí)間范圍內(nèi)每小時(shí)一次的污染物濃度以及空氣質(zhì)量指數(shù)；通過(guò)軟件處理得到預(yù)報(bào)產(chǎn)品。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于AI的源數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)修正預(yù)報(bào)系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，在步驟一中，所述氣象場(chǎng)的初始值的精度的模式預(yù)報(bào)區(qū)域采用兩層嵌套，第一層區(qū)域覆蓋全國(guó)地區(qū)，設(shè)定為粗網(wǎng)格的中尺度天氣預(yù)報(bào)模式下；第二層區(qū)域嵌套覆蓋中國(guó)中東部地區(qū)，設(shè)定為細(xì)網(wǎng)格的中尺度天氣預(yù)報(bào)模式下。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于AI的源數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)修正預(yù)報(bào)系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，所述氣象場(chǎng)的初始值為對(duì)污染有影響的要素，包括氣象場(chǎng)的風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度和氣壓，通過(guò)MCIP將中尺度模式的輸出文件格式轉(zhuǎn)成化學(xué)模式可識(shí)別的格式。