CN103267716B - 快速发现大范围pm2.5污染引发点的系统及其运行方法 - Google Patents

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CN103267716B
CN103267716B CN201310153208.2A CN201310153208A CN103267716B CN 103267716 B CN103267716 B CN 103267716B CN 201310153208 A CN201310153208 A CN 201310153208A CN 103267716 B CN103267716 B CN 103267716B
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李颖宏
张永忠
邹平
李正熙
张福生
王力
陈兆盟
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北方工业大学
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Abstract

本发明涉及一种快速发现大范围PM2.5污染引发点的系统及其运行方法。本系统由设在中心处理单元以及按照一定间隔分布在路面的终端设备1-M构成。本方法为对终端设备进行1-M编码后将相应位置以ID编号的形式保存在中心处理系统的终端设备安装数据库中,中心处理系统同一时刻读取每个终端设备的采样分析结果,判断污染是否超标,进而在中心处理系统上显示污染引发点与超标点。本发明不仅可以定量的分析机动车尾气对大气环境中PM2.5的影响程度,而且能够快速发现导致大气环境污染指数超标的引发点。

Description

快速发现大范围PM2. 5污染引发点的系统及其运行方法
技术领域
[0001] 本发明属于环境科学技术领域,具体涉及一种快速发现大范围PM2. 5污染引发点 的系统及其运行方法。
背景技术
[0002] 随着社会现代化进程的不断加快,人们对大气环境质量有了更高的要求,其中 PM2. 5就是近年来新提出的污染源,也是形成雾霾天气的主要因素之一。许多城市的雾霾天 气严重影响了人们的身体健康,引起各级政府的高度重视。其中机动车尾气是导致PM2. 5 值超标的主要起因。如何定量的分析机动车尾气对PM2. 5参数超标程度的影响,是人们关 注的焦点。
[0003] 目前,我国对城市大气污染的检测的方法主要有:传统方法,即人工取样实验室分 析的方法。这种方法只能得到监测区域内某段时间内的监测值,无法进行实时监控,监测结 果受人为的影响很大;目前比较流行的在线远程监测,主要实现了对工业污染的远程监控, 基本没有对行驶在道路上的机动车排放的尾气对当前大气实际污染程度进行实时监测,而 且多采用国外进口的自动化大气环境监测设备进行监测。这种监测方法,尽管能够实现实 时监测,但所用设备结构复杂、价格昂贵、难以维护、运营成本高。关键是监测点的设置位 置数量和密度都很低,各监测点之间不能实现同步采集,同步处理,汽车尾气采样处理周期 与监测点的大气采样周期也不同步,因此,不能准确判断机动车对大气污染的影响程度,也 就不能有的放矢的对机动车采取相应举措进行治理,更不能快速找到导致大范围内大气 PM2. 5超标的源头。
[0004] 而对国内外的PM2. 5污染监测方法,还停留在对大范围内的PM2. 5污染程度指数 进行监测层面,不能快速找到导致一个地区PM2. 5超过规定标准值的引发点,也就不能有 的放矢的采取相应举措对引发点进行治理。如何定量的分析机动车尾气对大气中PM2. 5含 量的影响,同时快速找准污染引发点是各级决策层关注的难题。
发明内容
[0005] 本发明所要解决的技术问题是现有技术中无法快速找准污染源,无法找出机动车 尾气与大气污染源之间的关系,从而提供一种快速发现大范围PM2. 5污染引发点的系统及 方法。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:
[0007] 一种快速发现大范围PM2. 5污染引发点的系统,包括中心处理单元及M个终端设 备,M为大于1的整数;
[0008] 每一所述终端设备具有特定的ID编号,且按照一定间隔距离分布设置于被检路 段上,每一所述终端设备包括:
[0009] 存储单元,存储PM2. 5含量报警阈值;
[0010] PM2. 5气体处理模块,采集所述被检路段范围内的大气样本并得到所述大气样本 中PM2. 5含量Qj,并将所述PM2. 5含量Qj发送至所述中心处理单元;
[0011] 比较单元,与所述存储单元和所述PM2. 5气体处理模块相连,比较所述PM2. 5气体 处理模块发送的PM2. 5含量Qj是否超过所述PM2. 5含量报警阈值,如果超过则判定为PM2. 5 含量超标,并将是否超标的比较结果发送给所述中心处理单元;
[0012] 所述中心处理单元包括:
[0013] 终端设备安装位置数据库,存储M个所述终端设备的ID编号与被检路段信息的对 应关系;
[0014] 数据处理模块,与所述终端设备安装位置数据库相连,获得M个所述终端设备的 ID编号与被检路段信息的对应关系;
[0015] 时钟模块,控制所有的终端设备的工作时钟保持一致;
[0016] 所述数据处理模块与所述时钟模块及M个所述终端设备中的所述PM2. 5气体处理 模块和所述比较单元相连;所述数据处理模块每隔采样周期T,同时接收M个所述终端设备 检测到的PM2. 5含量%以及所述比较单元的比较结果,并提取相对应的终端设备的ID信 息,同时接收M个所述PM2. 5含量Qj以及所述比较单元的比较结果的时刻;
[0017] 显示模块,与所述数据处理模块相连,获得M个所述终端设备的ID编号与被检路 段信息的对应关系、M个所述PM2. 5含量%以及所述比较单元的比较结果,并且关联显示出 来;并提示一段时间内第一次出现超标的终端设备的ID编号与被检路段信息。
[0018] 进一步地所述终端设备还包括:
[0019] 车辆传感器模块,设置于被检测路段的车辆进口处和车辆出口处,实时对驶入车 辆和驶出车辆进行检测;车辆占用道路时间处理模块,每隔时间!;接收一次所述车辆传感 器模块检测到的驶入车辆的信号和驶出车辆的信号,得到在时间1;内所述被检路段上车辆 的数量及车辆占用道路时间t ei,其中i为整数且1彡i彡N,TS=T/N,N为大于1的整数;并 得到在采样周期τ内车辆占用道路总时间^ =Σ~ ί=ι ;
[0020] 数据整合单元,接收所述车辆占用道路时间处理模块发送的车辆占用道路总时间 tc,以及所述ΡΜ2. 5气体处理模块发送的ΡΜ2. 5含量Qj,获得所述车辆占用道路总时间tc随 时间变化的曲线及PM2. 5含量Qj随时间变化的曲线,并将所述车辆占用道路总时间t。随时 间变化的曲线及PM2. 5含量Qj随时间变化的曲线发送给所述数据处理模块。
[0021] 进一步地所述终端设备还包括:
[0022] 报警单元,接收所述比较单元的比较结果,当所述PM2. 5含量%超过所述PM2. 5含 量报警阈值时报警。
[0023] 进一步地一种快速发现大范围PM2. 5污染引发点的方法,
[0024] Sl :将具有特定ID编号的M个终端设备按照一定间隔距离分布设置于被检路段 上;M个所述终端设备的ID编号与被检路段信息的对应关系存储于终端设备安装位置数据 库中;时钟模块控制所有的所述终端设备的工作时钟保持一致;
[0025] S2 :每一所述终端设备的存储单元内存储有PM2. 5含量报警阈值;每一所述终端 设备的PM2. 5气体处理模块采集所述被检路段范围内的大气样本并得到所述大气样本中 PM2. 5含量Qj,并将所述PM2. 5含量Qj发送至中心处理单元及所述终端设备中的比较单元;
[0026] S3 :所述比较单元接收所述存储单元和所述PM2. 5气体处理模块的数据,比较所 述PM2. 5气体处理模块发送的PM2. 5含量Qj是否超过所述PM2. 5含量报警阈值,如果超过 则判定为PM2. 5含量超标,并将是否超标的比较结果发送给中心处理单元;
[0027] S4:中心处理单元中的数据处理模块从所述终端设备安装位置数据库获得M个所 述终端设备的ID编号与被检路段信息的对应关系,并将所述对应关系通过显示模块显示 出来;
[0028] S5:所述数据处理模块每隔采样周期T,同时接收M个所述终端设备检测到的 PM2. 5含量%以及所述比较单元的比较结果,并提取相对应的终端设备的ID信息,同时根 据所述时钟模块记录的时刻获得M个所述PM2. 5含量Qj以及所述比较单元的比较结果的 时刻;
[0029] S6 :所述显示模块显示M个所述PM2. 5含量Qj以及所述比较单元的比较结果的时 间,且与所述M个所述终端设备的ID编号及被检路段信息的关联显示;并且,所述显示模块 提示一段时间内第一次出现超标的终端设备的ID编号与被检路段信息及时刻。
[0030] 进一步地所述步骤S2中还包括如下步骤:
[0031] S21 :在所述被检路段处的入口和出口处设置车辆传感器模块,实时对驶入车辆和 驶出车辆进行检测;在所述被检路段处设置PM2. 5气体处理模块,采集所述被检路段范围 内的大气样本;
[0032] S22 :车辆占用道路时间处理模块每隔时间Ts接收一次所述车辆传感器模块检测 到的驶入车辆的信号和驶出车辆的信号,得到在时间T s内所述被检路段上车辆的数量及车 辆占用道路时间tei,其中i为整数且1彡i彡N,T S=T/N,N为大于1的整数;并得到在采样 iV 周期τ内车辆占用道路总时间t =Σ~ ί=ι ;
[0033] 所述ΡΜ2. 5气体处理模块与所述车辆占用道路时间处理模块同步启动,每隔采样 周期T得到所述大气样本中ΡΜ2. 5含量Qj,并将所述ΡΜ2. 5含量%发送至所述中心处理单 元;
[0034] S23:数据整合单元接收所述车辆占用道路时间处理模块发送的车辆占用道路总 时间t。,以及所述ΡΜ2. 5气体处理模块发送的ΡΜ2. 5含量Qj,获得所述车辆占用道路总时间 t。随时间变化的曲线及PM2. 5含量Q」随时间变化的曲线并发送所述数据处理模块。
[0035] 进一步地所述步骤S23还包括:通过比较单元比较所述PM2. 5气体处理模块发送 的PM2. 5含量Qj与存储单元中存储的PM2. 5含量报警阈值,当所述PM2. 5含量Q」超过所述 PM2. 5含量报警阈值时报警单元报警。
[0036] 进一步地所述步骤S5中,所述采样周期T为60s。
[0037] 进一步地所述步骤S22中,所述Ts=ls,N=60。
[0038] 本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
[0039] (1)本发明所述快速发现大范围PM2. 5污染引发点的系统及方法,加密了监测点 的位置,缩短了取样时间的间隔,统一了所有终端设备的时间,保证同一时刻读取所有监测 终端的数据,能进行实时数据分析,快速发现大气污染引发点与超标点。在确认引发点之后 便能即时对引发点的污染源头进行快速处理,防止污染的进一步扩散。
[0040] (2)本发明不仅能够实时检测出大气污染的程度,具体为空气中PM2. 5的含量,还 能够准确的检测出某一段时间内车辆占用道路的总时间,并对这两项内容进行对比分析输 出随时间变化的曲线图,从而可以定量得出机动车运行时产生的尾气对大气环境的实际影 响程度,为城市交通环境改善决策者采取相应措施提供精确的数据依据。
[0041] (3)本发明还提供报警功能,当检测到某一区域大气的PM2. 5含量超标后,各个 设备中心根据预设污染指数等级阈值进行报警,便于执勤人员及时发现污染并采取治理措 施。
附图说明
[0042] 为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面结合附图,对本发明作进一步详 细的说明,其中,
[0043] 图1是本发明所述的快速发现大范围PM2. 5污染引发点的系统框图;
[0044] 图2是本发明所述的快速发现大范围PM2. 5污染引发点的系统位置设置图;
[0045] 图3是本发明所述的快速发现大范围PM2. 5污染引发点的系统的运行方法流程 图;
[0046] 图4是本发明所述的快速发现大范围PM2. 5污染引发点的终端设备的系统在单向 行驶的路口处车辆传感器模块设置位置示意图;
[0047] 图5是本发明所述的快速发现大范围PM2. 5污染引发点的终端设备的运行方法;
[0048] 图6a是本发明所述的快速发现大范围PM2. 5污染引发点的t。与Q」随时间变化的 曲线图;
[0049] 图6b是本发明所述的快速发现大范围PM2. 5污染引发点的t。与Q」随时间变化的 曲线图。
[0050] 图中附图标记表示为:1-中心处理单元,101-数据处理模块,103-时钟模块, 104-终端设备安装位置数据库,105显示模块,2-终端设备,201-存储单元,202-PM2. 5气体 处理模块,203-比较单元,204-车辆传感器模块,205-车辆占用道路时间处理模块,206-数 据整合单元,207-报警单元。
具体实施方式
[0051] 实施例1
[0052] 如图1所示,本实施例提供一种快速发现大范围PM2. 5污染引发点的系统,包括中 心处理单元1及M个终端设备2, M为大于1的整数。
[0053] 每一所述终端设备2具有特定的ID编号,且按照一定间隔距离分布设置于被检路 段上,在实际设置所述终端设备2时,可以根据城市的不同情况合理选择间隔距离,本实施 例中选择所述间隔距离为500米左右。每一所述终端设备2都有自己的工作时钟,为了保 证所有的所述终端设备能够完全同步地工作,采用时钟模块103控制所有的终端设备2的 工作时钟保持一致。
[0054] 从图1中可以得到,每一所述终端设备2包括:存储单元201,存储PM2. 5含量报 警阈值;PM2. 5气体处理模块202,采集所述被检路段范围内的大气样本并得到所述大气样 本中PM2. 5含量Qj,并将所述PM2. 5含量Qj发送至所述中心处理单元1 ;比较单元203,与 所述存储单元201和所述PM2. 5气体处理模块202相连,比较所述PM2. 5气体处理模块202 发送的PM2. 5含量Qj是否超过所述PM2. 5含量报警阈值,如果超过则判定为PM2. 5含量超 标,并将是否超标的比较结果发送给所述中心处理单元1。由于所有的终端设备2在所述时 钟模块103的控制下保持同步工作,因此所述终端设备2获得上述信息以及发送上述信息 的过程都是同步进行的。
[0055] 所述中心处理单元1包括:终端设备安装位置数据库104,存储M个所述终端设备 2的ID编号与被检路段信息的对应关系,其中所述被检路段信息即为所述终端设备2设置 位置处的经度和炜度;数据处理模块101,与所述终端设备安装位置数据库104相连,获得 M个所述终端设备2的ID编号与被检路段信息的对应关系;所述数据处理模块101与所述 时钟模块103及M个所述终端设备2中的所述PM2. 5气体处理模块202和所述比较单元 203相连;所述数据处理模块101每隔采样周期T,同时接收M个所述终端设备2检测到的 PM2. 5含量Qj以及所述比较单元203的比较结果,并提取相对应的终端设备2的ID信息, 同时接收M个所述PM2. 5含量Qj以及所述比较单元203的比较结果的时刻。
[0056] 显示模块105,与所述数据处理模块101相连,获得M个所述终端设备2的ID编号 与被检路段信息的对应关系、M个所述PM2. 5含量Qj以及所述比较单元203的比较结果,并 且关联显示出来;并提示一段时间内第一次出现超标的终端设备的ID编号与被检路段信 息。
[0057] 如图2给出了所述显示模块105显示的M个所述终端设备2的ID编号与被检路段 信息的对应关系,其中每一所述终端设备2以坐标点的形式出现在坐标系中,坐标系的横 纵轴可以为经度和炜度信息,经度和炜度信息可以确定每一终端设备2设置的具体位置, 同时经度和炜度确定之后便能够定位到具体的被检路段。而针对每一所述终端设备2,可以 采用不同的颜色来表示所述终端设备2监测到的PM2. 5含量%是否超标。例如以绿色显 示未超标,以黄色显示超标,以红色显示严重超标等。
[0058] 由于所述数据处理模块101每隔采样周期T,接收一次M个所述终端设备2检测到 的PM2. 5含量Qj以及所述比较单元203的比较结果,并提取相对应的终端设备2的ID信 息,同时记录接收M个所述PM2. 5含量Qj以及所述比较单元203的比较结果的时刻;因此, 所述显示模块105每隔采样周期T会更新一次显示画面,其中每一个坐标点的显示结果会 随着时刻的变化而变化。
[0059] 由于所述数据处理模块101在获得所述PM2. 5含量Qj以及所述比较单元203的比 较结果时都会记录下时刻,因此能够得知每一终端设备检测到的PM2. 5含量超标的时刻。 所以很容易就能得到最先出现超标的终端设备是哪一个,进一步的就能得到该终端设备的 ID编号以及该终端设备所在的被检路段处。
[0060] 而对于所述显示模块105的显示结果,以500米为间隔距离来设置所述终端设备 2的话,如果某一终端设备检测到PM2. 5含量超标,那么在未来的几分钟内,PM2. 5可能扩散 到相邻区域内,则相邻的终端设备便可能会检测到PM2. 5超标的情况。因此即使某一区域 出现污染源导致PM2. 5超标后扩散到其他区域,也可以准确得知最先出现污染源的区域, 确定大范围污染引发点,在确认引发点之后便能及时对引发点的污染源头进行处理,防止 PM2. 5的进一步扩散。
[0061] 本实施例还提供一种快速发现大范围PM2. 5污染引发点的方法,如图3所示,包括 如下步骤:
[0062] Sl :将具有特定ID编号的M个终端设备2按照一定间隔距离分布设置于被检路段 上;M个所述终端设备2的ID编号与被检路段信息的对应关系存储于终端设备安装位置数 据库104中;时钟模块103控制所有的所述终端设备2的工作时钟保持一致;
[0063] S2 :每一所述终端设备2的存储单元201内存储有PM2. 5含量报警阈值;每一所述 终端设备2的PM2. 5气体处理模块202采集所述被检路段范围内的大气样本并得到所述大 气样本中PM2. 5含量Qj,并将所述PM2. 5含量Qj发送至中心处理单元1及所述终端设备2 中的比较单元203 ;
[0064] S3 :所述比较单元203接收所述存储单元201和所述PM2. 5气体处理模块202的 数据,比较所述PM2. 5气体处理模块202发送的PM2. 5含量%是否超过所述PM2. 5含量报 警阈值,如果超过则判定为PM2. 5含量超标,并将是否超标的比较结果发送给中心处理单 元1 ;
[0065] S4 :中心处理单元1中的数据处理模块101从所述终端设备安装位置数据库104 获得M个所述终端设备2的ID编号与被检路段信息的对应关系,并将所述对应关系通过显 示模块105显示出来;
[0066] S5 :所述数据处理模块101每隔采样周期T,同时接收M个所述终端设备2检测到 的PM2. 5含量Qj以及所述比较单元203的比较结果,并提取相对应的终端设备2的ID信 息,同时根据所述时钟模块103记录的时刻获得M个所述PM2. 5含量Qj以及所述比较单元 203的比较结果的时刻;
[0067] S6 :所述显示模块105显示M个所述PM2. 5含量Qj以及所述比较单元203的比较 结果的时刻,且与所述M个所述终端设备2的ID编号及被检路段信息的关联显示;并且,所 述显示模块105提示一段时间内第一次出现超标的终端设备的ID编号与被检路段信息及 时刻。
[0068] 所述步骤S5中,所述采样周期T为60 s。
[0069] 本实施例的上述技术方案,加密了监测点的位置,缩短了取样时间的间隔,统一了 采样时刻,能够与监测中心进行实时通讯,从而能快速发现大气污染引发点与超标点。在确 认引发点之后便能及时对引发点的污染源头进行处理,防止污染的进一步扩散。
[0070] 实施例2
[0071] 本实施例作为实施例1的进一步改进,所述如图1所示终端设备2还包括车辆传 感器模块204,车辆占用道路时间处理模块205,数据整合单元206 ;
[0072] 所述车辆传感器模块204在道路上的位置设置如图4所示。图4所示的被检路段 为单向行驶的路段,其设置两个车辆传感器模块204,分别设置于被检路段的车辆进口处以 及车辆出口处,通过两个车辆传感器模块204实时对驶入车辆和驶出车辆进行检测。其中 的所述车辆传感器模块204可以采用埋入式传感器。而图4中的系统设备即为包括车辆占 用道路时间处理模块205、数据整合单元206、比较单元203、存储单元201和报警单元207 的设备。而对于双向行驶的路段,则需要设置四个车辆传感器模块204,即在车辆行驶的两 个方向上均设置两个车辆传感器模块204,实时对驶入车辆和驶出车辆进行检测;同理,如 果被检测的路段为十字路口附近处的某一区域,则针对一个十字路口来说就需要设置八个 车辆传感器模块204。用于检测八个方向上行驶的车辆。其他特殊路口可根据实际情况安 装不同数量的车辆传感器模块204,且均成对出现。
[0073] 所述车辆占用道路时间处理模块205,每隔时间Ts接收一次所述车辆传感器模块 204检测到的驶入车辆的信号和驶出车辆的信号,得到在时间Ts内所述被检路段上车辆的 数量及车辆占用道路时间tei,其中i为整数且1彡i彡N,TS=T/N,N为大于1的整数;并得 N 到在采样周期τ内车辆占用道路总时间^ =Σλ;其中所述采样周期T可以根据实际情况 i=1 O 选择,例如1分钟,两分钟等,本实施例中可以选择!;为ls,N为60,则采样周期为60s。
[0074] 所述数据整合单元206,接收所述车辆占用道路时间处理模块205发送的车辆占 用道路总时间t。,以及所述PM2. 5气体处理模块202发送的PM2. 5含量Qj,获得所述车辆占 用道路总时间t。随时间变化的曲线及PM2. 5含量Q」随时间变化的曲线,并将所述车辆占用 道路总时间t。随时间变化的曲线及PM2. 5含量Q」随时间变化的曲线发送给所述数据处理 模块101。
[0075] 所述显示模块105在显示出来所有终端设备监测到的结果只是PM2. 5含量是否超 标,如果决策人员想要了解某一终端设备监测到的车辆占用道路的时间与PM2. 5含量之间 是否有直接影响关系,可以点击相对应的坐标点,此时与之关联的所述车辆占用道路总时 间t。随时间变化的曲线及PM2. 5含量Q」随时间变化的曲线便可以一同显示出来。
[0076] 通过所述车辆占用道路总时间t。随时间变化的曲线及PM2. 5含量Q」随时间变化 的曲线我们可以直观的看到机动车运行时产生的尾气对大气环境的实际影响程度,判定该 区域污染源是否为机动车尾气,为城市交通环境改善决策者采取相应措施提供精确的数据 依据。
[0077] 进一步地,所述终端设备2还包括报警单元207,接收所述比较单元202的比较结 果,当所述PM2. 5含量%超过所述PM2. 5含量报警阈值时报警。报警方式可以采取蜂鸣器 或者红灯等形式提醒执勤人员,便于执勤人员及时发现污染并采取治理措施。
[0078] 本实施例中的快速发现大范围PM2. 5污染引发点的方法,在实施例1的基础上,提 出了如图5所示的终端设备的运行方法。
[0079] 即为所述实施例一步骤S2中,还包括如下步骤:
[0080] S21 :在所述被检路段处的入口和出口处设置车辆传感器模块204,实时对驶入车 辆和驶出车辆进行检测;在所述被检路段处设置PM2. 5气体处理模块202,采集所述被检路 段范围内的大气样本;
[0081] S22 :车辆占用道路时间处理模块205每隔时间1;接收一次所述车辆传感器模块 204检测到的驶入车辆的信号和驶出车辆的信号,得到在时间T s内所述被检路段上车辆的 数量及车辆占用道路时间tei,其中i为整数且1彡i彡N,T S=T/N,N为大于1的整数;并得 N 到在采样周期τ内车辆占用道路总时间(=Σ^ ,=];
[0082] 所述ΡΜ2. 5气体处理模块202与所述车辆占用道路时间处理模块205同步启动, 每隔采样周期T得到所述大气样本中ΡΜ2. 5含量Qj,并将所述ΡΜ2. 5含量Qj发送至所述中 心处理单元1 ;
[0083] S23 :数据整合单元206接收所述车辆占用道路时间处理模块205发送的车辆占用 道路总时间t。,以及所述ΡΜ2. 5气体处理模块202发送的ΡΜ2. 5含量Qj,获得所述车辆占用 道路总时间t。随时间变化的曲线及PM2. 5含量Q」随时间变化的曲线并发送所述数据处理 模块101。
[0084] 所述步骤S22中,所述Ts=ls,N=60。
[0085] 所述车辆占用道路总时间t。及PM2. 5含量Q」随时间变化曲线如图6a和6b所示。 图6a和图6b为十个采样周期内整合终端设备2的数据得到的曲线图。其中图6a对应具 体数据如下表所示(其中t。单位为min,Q j单位为微克/立方米):
Figure CN103267716BD00121
[0087] 所述曲线图可以看到在第五到第七个采样周期时间内,当车辆占用道路时间明显 增多,而空气中PM2. 5含量基本保持不变。故而可以判定机动车尾气不是造成此处大气污 染的源头,此时相关管理人员需要对其他可能造成大气污染的污染源进行调查。
[0088] 结合图6b进行对比分析,图6b对应具体数据如下表所示:
Figure CN103267716BD00122
[0090] 所述曲线图可以看到在第五到第七个采样周期时间内,当车辆占用道路时间明显 增多,空气中PM2. 5含量亦同步增长,且增幅比例较大。故而可以判定机动车尾气是造成此 处大气污染的源头。相关管理人员需要对该区域车辆进行强制性管理,同时图或表的形式 将所述车辆占用道路总时间t。及PM2. 5含量Q』保存下来为城市环境决策者提供了精确的 数据支持。
[0091] 同时,本发明还设有报警功能,所述终端设备运行方法所述步骤S23还包括:通过 比较单元203比较所述PM2. 5气体处理模块202发送的PM2. 5含量Qj与存储单元201中存 储的PM2. 5含量报警阈值,当所述PM2. 5含量Qj超过所述PM2. 5含量报警阈值时报警单元 207报警。国内现行的标准为75微克/立方米浓度的PM2. 5对应的空气质量指数为100, 即高于75为不达标。本发明优选设置污染指数阈值为75微克/立方米。
[0092] 显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对 于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或 变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或 变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1. 一种快速发现大范围PM2. 5污染引发点的系统,包括中心处理单元(1)及M个终端 设备(2),M为大于1的整数;其特征在于: 每一所述终端设备(2)具有特定的ID编号,且按照一定间隔距离分布设置于被检路段 上,每一所述终端设备(2)包括: 存储单元(201),存储PM2. 5含量报警阈值; PM2. 5气体处理模块(202),采集所述被检路段范围内的大气样本并得到所述大气样 本中PM2. 5含量Qj,并将所述PM2. 5含量Qj发送至所述中心处理单元(1); 比较单元(203),与所述存储单元(201)和所述PM2. 5气体处理模块(202)相连,比较所 述PM2. 5气体处理模块(202)发送的PM2. 5含量Qj是否超过所述PM2. 5含量报警阈值,如 果超过则判定为PM2. 5含量超标,并将是否超标的比较结果发送给所述中心处理单元(1); 所述中心处理单元(1)包括: 终端设备安装位置数据库(104),存储M个所述终端设备(2 )的ID编号与被检路段信 息的对应关系; 数据处理模块(101),与所述终端设备安装位置数据库(104)相连,获得M个所述终端 设备(2)的ID编号与被检路段信息的对应关系; 时钟模块(103),控制所有的终端设备(2)的工作时钟保持一致; 所述数据处理模块(101)与所述时钟模块(103)及M个所述终端设备(2)中的所述 PM2. 5气体处理模块(202)和所述比较单元(203)相连;所述数据处理模块(101)每隔采样 周期T,同时接收M个所述终端设备(2)检测到的PM2. 5含量Qj以及所述比较单元(203)的 比较结果,并提取相对应的终端设备(2)的ID信息,同时接收M个所述PM2. 5含量Qj以及 所述比较单元(203)的比较结果的时刻; 显示模块(105),与所述数据处理模块(101)相连,获得M个所述终端设备(2)的ID编 号与被检路段信息的对应关系、M个所述PM2. 5含量Qj以及所述比较单元(203)的比较结 果,并且关联显示出来;并提示一段时间内第一次出现超标的终端设备的ID编号与被检路 段ί目息; 所述终端设备(2)还包括: 车辆传感器模块(204 ),设置于被检测路段的车辆进口处和车辆出口处,实时对 驶入车辆和驶出车辆进行检测;车辆占用道路时间处理模块(205),每隔时间八接 收一次所述车辆传感器模块(204)检测到的驶入车辆的信号和驶出车辆的信号,得 到在时间1;内所述被检路段上车辆的数量及车辆占用道路时间t ei,其中i为整数且 I < i <N,TS=T/N,N为大于1的整数;并得到在采样周期T内车辆占用道路总时间 η iC iI--T ; i-1 数据整合单元(206),接收所述车辆占用道路时间处理模块(205)发送的车辆占用道 路总时间t。,以及所述PM2. 5气体处理模块(202)发送的PM2. 5含量Qj,获得所述车辆占用 道路总时间t。随时间变化的曲线及PM2. 5含量Q」随时间变化的曲线,并将所述车辆占用道 路总时间t。随时间变化的曲线及PM2. 5含量Q」随时间变化的曲线发送给所述数据处理模 块(101)。
2. 根据权利要求1所述的快速发现大范围PM2. 5污染引发点的系统,其特征在于,所述 终端设备(2)还包括: 报警单元(207 ),接收所述比较单元(203 )的比较结果,当所述PM2. 5含量%超过所述 PM2. 5含量报警阈值时报警。
3. -种快速发现大范围PM2. 5污染引发点的方法,其特征在于, 51 :将具有特定ID编号的M个终端设备(2)按照一定间隔距离分布设置于被检路段 上;M个所述终端设备(2)的ID编号与被检路段信息的对应关系存储于终端设备安装位 置数据库(104)中;时钟模块(103)控制所有的所述终端设备(2)的工作时钟保持一致; 52 :每一所述终端设备(2)的存储单元(201)内存储有PM2. 5含量报警阈值;每一所述 终端设备(2)的PM2. 5气体处理模块(202)采集所述被检路段范围内的大气样本并得到所 述大气样本中PM2. 5含量Qj,并将所述PM2. 5含量Qj发送至中心处理单元(1)及所述终端 设备(2)中的比较单元(203); 53 :所述比较单元(203)接收所述存储单元(201)和所述PM2. 5气体处理模块(202)的 数据,比较所述PM2. 5气体处理模块(202)发送的PM2. 5含量%是否超过所述PM2. 5含量 报警阈值,如果超过则判定为PM2. 5含量超标,并将是否超标的比较结果发送给中心处理 单元(1); 54 :中心处理单元(1)中的数据处理模块(101)从所述终端设备安装位置数据库(104) 获得M个所述终端设备(2)的ID编号与被检路段信息的对应关系,并将所述对应关系通过 显示模块(105)显示出来; 55 :所述数据处理模块(101)每隔采样周期T,同时接收M个所述终端设备(2)检测到 的PM2. 5含量Qj以及所述比较单元(203)的比较结果,并提取相对应的终端设备(2)的ID 信息,同时根据所述时钟模块(103)记录的时刻获得M个所述PM2. 5含量Qj以及所述比较 单元(203)的比较结果的时刻; 56 :所述显示模块(105)显示M个所述PM2. 5含量Qj以及所述比较单元(203)的比较 结果的时间,且与所述M个所述终端设备(2)的ID编号及被检路段信息的关联显示;并且, 所述显示模块(105)提示一段时间内第一次出现超标的终端设备的ID编号与被检路段信 息及时刻。
4. 根据权利要求3所述的快速发现大范围PM2. 5污染引发点的方法,其特征在于,所述 步骤S2中还包括如下步骤: S21 :在所述被检路段处的入口和出口处设置车辆传感器模块(204),实时对驶入车辆 和驶出车辆进行检测;在所述被检路段处设置PM2. 5气体处理模块(202),采集所述被检路 段范围内的大气样本; S22 :车辆占用道路时间处理模块(205)每隔时间1;接收一次所述车辆传感器模块 (204)检测到的驶入车辆的信号和驶出车辆的信号,得到在时间1;内所述被检路段上车辆 的数量及车辆占用道路时间t ei,其中i为整数且1彡i彡N,TS=T/N,N为大于1的整数;并 得到在采样周期T内车辆占用道路总时间(=;£心; Jt-S 所述PM2. 5气体处理模块(202)与所述车辆占用道路时间处理模块(205)同步启动,每 隔采样周期T得到所述大气样本中PM2. 5含量Qj,并将所述PM2. 5含量%发送至所述中心 处理单元(I); S23 :数据整合单元(206)接收所述车辆占用道路时间处理模块(205)发送的车辆占用 道路总时间t。,以及所述PM2. 5气体处理模块(202)发送的PM2. 5含量Qj,获得所述车辆占 用道路总时间t。随时间变化的曲线及PM2. 5含量Q」随时间变化的曲线并发送所述数据处 理模块(101)。
5. 根据权利要求4所述的快速发现大范围PM2. 5污染引发点的方法,其特征在于,所 述步骤S23还包括:通过比较单元(203)比较所述PM2. 5气体处理模块(202)发送的PM2. 5 含量Qj与存储单元(201)中存储的PM2. 5含量报警阈值,当所述PM2. 5含量Q」超过所述 PM2. 5含量报警阈值时报警单元(207)报警。
6. 根据权利要求5所述的快速发现大范围PM2. 5污染引发点的方法,其特征在于,所述 步骤S5中,所述采样周期T为60s。
7. 根据权利要求6所述的快速发现大范围PM2. 5污染引发点的方法,其特征在于:所 述步骤S22中,所述Ts=ls,N=60。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103868837A (zh) * 2014-04-08 2014-06-18 郑敏 一种室内pm2.5检测装置
GB2525645A (en) * 2014-05-01 2015-11-04 Air B V Pollution management system
CN105136993A (zh) * 2015-09-24 2015-12-09 浙江吉利控股集团有限公司 一种基于车联网的空气质量检测系统
CN106092834B (zh) * 2016-06-07 2018-10-02 中国科学院大气物理研究所 大气细颗粒物在线源解析系统及方法
CN106092844A (zh) * 2016-07-06 2016-11-09 中国计量大学 一种粉尘浓度远程监测装置
CN109239261A (zh) * 2018-08-20 2019-01-18 泛测(北京)环境科技有限公司 污染事件实时报警系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202013348U (zh) * 2011-03-18 2011-10-19 陕西省环境监测中心站 基于无线网的大气中co、co2及so2含量测量系统
CN102680538A (zh) * 2012-03-27 2012-09-19 南京邮电大学 基于气敏传感器和智蜂网络的道路中尾气监测方法
CN202583162U (zh) * 2012-05-30 2012-12-05 张跃 一种多功能空气质量检测器

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6503758B1 (en) * 1999-10-12 2003-01-07 President & Fellows Of Harvard College Systems and methods for measuring nitrate levels

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202013348U (zh) * 2011-03-18 2011-10-19 陕西省环境监测中心站 基于无线网的大气中co、co2及so2含量测量系统
CN102680538A (zh) * 2012-03-27 2012-09-19 南京邮电大学 基于气敏传感器和智蜂网络的道路中尾气监测方法
CN202583162U (zh) * 2012-05-30 2012-12-05 张跃 一种多功能空气质量检测器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
机动车尾气排放宏观模型开发与应用初探;胥耀方;《交通运输系统工程与信息》;20090430(第2期);147-154 *
混合PID的设计及仿真研究;杨凤山等;《北方工业大学学报》;20030930;第15卷;64-66 *

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