[發(fā)明專利]基于智能路燈的大氣污染物溯源排查方法、終端及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210208991.7
• 申請日: 2022-03-03
• 公開（公告）號: CN114581278A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱忠攀;楊瀚霖;何斌;陸萍;李剛;王志鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué)
• 主分類號: G06Q50/26
• 分類號: G06Q50/26;G06Q10/04;G06N20/20;G06N3/08;G06N3/04;G01N33/00
• 代理公司: 上海諾衣知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31298
• 代理人: 劉艷芝

本發(fā)明公開了基于智能路燈的大氣污染物溯源排查方法、終端及系統(tǒng)，包括智慧燈桿感知模塊、5G傳輸模塊、模型推算模塊、GIS可視化平臺。智慧燈桿感知模塊包括各類傳感器，用于采集耦合經(jīng)緯度坐標(biāo)的大氣污染傳感信息；5G傳輸模塊包括部署在智慧燈桿的通訊基站、同步時鐘源與智能網(wǎng)關(guān)，用于傳輸統(tǒng)一時間戳的大氣污染傳感信息與經(jīng)緯度坐標(biāo)信息；模型推算模塊用于構(gòu)建基本風(fēng)場模型；通過監(jiān)測數(shù)據(jù)擬合污染物范圍模型；推算污染物擴散中心；GIS可視化平臺用于直觀輸出污染源三維位置。該自動檢測算法可用于化工園區(qū)、公園、社區(qū)等不同場所的環(huán)境檢測。能夠快速對污染物進行定位，節(jié)約人力物力，保障環(huán)境安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境監(jiān)測裝置領(lǐng)域，具體涉及一種基于智能路燈的大氣污染物溯源排查方法、終端及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

由于化工園區(qū)、公園、社區(qū)這些場所附近具有大量普通百姓，在發(fā)生事故時需要快速疏散，且在處理事故時對即時環(huán)境信息有著極高的要求，使用更靈活高效的裝置和技術(shù)進行檢測代替人工深入一線進行探查成為了亟待解決的重要問題。

現(xiàn)有的污染物檢測系統(tǒng)大多需要依靠人力，現(xiàn)有的智能路燈大多只具有PM2.5等大氣污染物的檢測。而現(xiàn)有的救援機器人雖然功能較為完善，但是仍然需要提前對救援環(huán)境進行基本感知，功能也比較單一。

綜上可知，現(xiàn)有技術(shù)在以上使用場景中存在一定的缺陷和不便，所以有必要加以改進。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于智能路燈的大氣污染物溯源排查方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中區(qū)域性大氣污染檢測技術(shù)功能單一、速度慢且效率低的問題。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

一種基于智能路燈的大氣污染物溯源排查方法，包括如下步驟：

步驟1、應(yīng)用安裝在智慧燈桿上的感知模塊獲取每個智慧燈桿周圍的各類傳感器數(shù)據(jù)，并賦予以時間戳和位置戳，構(gòu)建基于智慧燈桿的分布式感知網(wǎng)絡(luò)；

步驟2、每個智慧燈桿構(gòu)建原始卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，結(jié)合自身傳感器數(shù)據(jù)對各自燈桿的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行深度學(xué)習(xí)；

步驟3、應(yīng)用基于深度學(xué)習(xí)的高斯修正模型對鄰居智慧燈桿的傳感器數(shù)據(jù)進行預(yù)測，獲取并輸出周邊大氣濃度及污染源預(yù)測信息；

步驟4、根據(jù)鄰居傳感器數(shù)據(jù)值更新自身卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練權(quán)值，應(yīng)用當(dāng)前自身傳感器數(shù)據(jù)對各自的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行訓(xùn)練，并更新基于深度學(xué)習(xí)的高斯修正模型內(nèi)參數(shù)；

步驟5、重復(fù)執(zhí)行步驟3至步驟4。

所述傳感器數(shù)據(jù)包括但不限于位置、時間、風(fēng)速、風(fēng)向、降雨、空氣濕度、各類污染物濃度。

所述基于深度學(xué)習(xí)的高斯修正模型的具體表示如下：

R_i＝(b,V_i,C_ij)，其中，R_i為智慧燈桿D_i與污染物擴散中心的相對距離，b＝(V_i,H_i,f)是基于深度學(xué)習(xí)的高斯修正模型內(nèi)參數(shù)，V_i為智慧燈桿D_i檢測的風(fēng)速，H_i為智慧燈桿D_i檢測的濕度，f為是否降雨，C_ij為智慧燈桿D_i檢測的第j種污染物濃度，i、j均為正整數(shù)。

根據(jù)如下公式計算單位時間內(nèi)污染物排放量Q：