[發(fā)明專(zhuān)利]一種提取環(huán)境空氣污染特征方法、系統(tǒng)、終端及存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110053985.4
• 申請(qǐng)日: 2021-01-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112924619B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王世利;黃俊;劉心宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市環(huán)思科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N33/00
• 分類(lèi)號(hào): G01N33/00
• 代理公司: 深圳市科冠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44355
• 代理人: 王久明

1.一種提取環(huán)境空氣污染特征方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步：在一設(shè)定時(shí)間范圍內(nèi)按設(shè)定的多個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)采集待分析環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)站以及分布在其周?chē)牟煌轿簧系闹辽偃齻€(gè)環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)站的一設(shè)定污染物指標(biāo)，并取均值；

第二步：計(jì)算待分析環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)站在多個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)獲取的該污染物指標(biāo)與均值的差值，形成殘差序列；

第三步：對(duì)殘差序列進(jìn)行一定時(shí)間長(zhǎng)度的滑動(dòng)均值計(jì)算，獲取殘差序列滑動(dòng)平均后的序列均值；

第四步：計(jì)算一定時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)的序列均值的時(shí)間均值，根據(jù)時(shí)間均值計(jì)算其上限mσ值和下限mσ值；

第五步：根據(jù)序列均值、時(shí)間均值、上限mσ值和下限mσ值制作折線(xiàn)圖；

所述第一步中進(jìn)行均值計(jì)算的計(jì)算公式為：

其中，待分析環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)站編號(hào)為e，環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)站的數(shù)量為n，C_i(t)為環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)站的污染物指標(biāo)在t時(shí)刻的值；

所述第二步中進(jìn)行差值計(jì)算的公式為：

其中，C₀(t)為待分析環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)站的t時(shí)刻的污染物指標(biāo)；

所述第三步中序列均值計(jì)算公式為：

其中，K為設(shè)定的時(shí)間長(zhǎng)度，i為時(shí)間點(diǎn)，t為時(shí)刻；

所述第四步中時(shí)間均值a₁的計(jì)算公式為：

上限mσ值a₂和下限mσ值a₃的計(jì)算公式分別為：

其中，t₀代表某整點(diǎn)時(shí)刻，N為整數(shù)，i為時(shí)間點(diǎn)，m取值為2或3；

所述的提取環(huán)境空氣污染特征方法還包括方法：基于殘差序列M(t)，在頻域上針對(duì)不同時(shí)間尺度的污染活動(dòng)進(jìn)行分析，并且評(píng)估不同時(shí)間尺度污染活動(dòng)對(duì)本地區(qū)的污染貢獻(xiàn)占比：

頻域序列FM(f)為M(t)的離散傅里葉變換，可用快速傅里葉變換實(shí)現(xiàn)；N為殘差序列M(t)的長(zhǎng)度；當(dāng)N＝2p時(shí)，頻域序列FM(f)包含的離散頻點(diǎn)當(dāng)N＝2p+1時(shí),頻域序列FM(f)包含的離散頻點(diǎn)M(t)的采樣間隔為ΔT，頻域序列FM(f)的分辨率

若頻點(diǎn)f1,f2屬于頻域序列FM(f)包含的離散頻點(diǎn)，且f1f2,令[T2，T1]為[f1,f2]范圍內(nèi)所含分量的對(duì)應(yīng)周期尺度，其中T1＝1/f1,T2＝1/f2；由此可以定義頻率范圍[f1,f2]對(duì)應(yīng)的[T2，T1]周期尺度下，污染活動(dòng)占本區(qū)域污染水平的貢獻(xiàn)比特征R：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提取環(huán)境空氣污染特征方法，其特征在于，還包括方法：基于頻率范圍[f1,f2]，對(duì)頻域序列FM(f)只保留[f1,f2]對(duì)應(yīng)頻點(diǎn)，將其他頻點(diǎn)置零，得到與頻域序列FM(f)等長(zhǎng)度的頻域序列FMP(f)，對(duì)FMP(f)進(jìn)行傅里葉逆變換后得到與殘差序列M(t)等長(zhǎng)的MP(t)，MP(t)為頻率范圍[f1,f2]對(duì)應(yīng)的[T2，T1]周期尺度下，污染活動(dòng)所貢獻(xiàn)殘差序列，可以用于指示[T2，T1]周期尺度的污染活動(dòng)對(duì)本區(qū)域的主要貢獻(xiàn)時(shí)段。

3.一種提取環(huán)境空氣污染特征系統(tǒng)，應(yīng)用于如權(quán)利要求1-2任一所述的提取環(huán)境空氣污染特征方法，其特征在于，包括采集單元、處理單元和輸出單元；

所述采集單元，用于在一設(shè)定時(shí)間范圍內(nèi)按設(shè)定的多個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)采集待分析環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)站以及分布在其周?chē)牟煌轿簧系闹辽偃齻€(gè)環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)站的一設(shè)定污染物指標(biāo)；

所述處理單元，用于進(jìn)行均值、差值、序列均值、時(shí)間均值、上限mσ值和下限mσ值的計(jì)算處理；

所述輸出單元，用于所述處理單元的處理結(jié)果進(jìn)行輸出。

4.一種提取環(huán)境空氣污染特征終端，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至2任一項(xiàng)所述方法的步驟。

5.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至2任一項(xiàng)所述方法的步驟。