CN105335792A - 一种基于稀疏矩阵运算排放源模型的排放源清单处理工具 - Google Patents

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王水胜
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Guangzhou Lanqiong Environmental Protection Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种基于稀疏矩阵运算排放源模型的排放源清单处理工具，包括核心计算模块、数据管理模块及案例管理模块，核心计算模块是基于稀疏矩阵运算排放源模型的中国本地化的排放源清单处理模型，数据管理模块数据存储于服务端的MySQL数据库，案例管理模块基于TCP协议与服务端的核心计算模块SMOKE-PRD通讯。基于Windows图形界面的SMOKE-PRD输入数据管理功能，支持基于数据版本科学地管理各种SMOKE-PRD输入数据，支持更新SMOKE-PRD输入数据。本发明为空气质量模型(AQM)预报预警系统创建排放源清单处理模块，为正确地预报预警空气质量、制定空气质量防控方案提供科学的数据支撑。

Description

一种基于稀疏矩阵运算排放源模型的排放源清单处理工具
技术领域
本发明涉及一种排放源清单处理工具，特别是一种基于稀疏矩阵运算排放源模型的排放源清单处理工具。
背景技术
随着经济的发展，我国一些重点城市及区域频繁出现以灰霾为代表的区域性复合型大气污染事件。越来越多的城市和地区迫切需要开展空气质量模型模拟研究以及建立空气质量预报预警系统，以期为应对复合型区域大气污染提供更多的科学支持。经过空间化、时间化和物种化等处理后的排放源清单是空气质量模型的重要输入之一，目前广泛使用的排放源清单处理工具主要包括SMOKE(稀疏矩阵运算排放源模型)、ConCEPT(统一整体排放源模型系统)以及EMS-HAP(危险污染物排放源模型系统)等。
目前广泛被使用的排放源清单处理工具主要存在如下一些局限性和缺点：
1)基于Linux系统运行，通过脚本设置运行参数，使用此类排放源清单处理工具需要具备一定的Linux操作系统应用技术；
2)本地化困难，此类排放源清单处理工具都是国外一些机构开发的，其输入文件是基于国外的实际情况编制的，不同地区之间的排放源千差万别，将国外的排放源基础数据应用于本地的排放源清单处理将会带来很大的不确定性；
3)输入数据管理困难，此类排放源清单处理工具需要大量的输入数据以支持工具的运行，这些输入数据的存储格式多样，基于Linux系统管理此类数据困难，数据时效性差；
4)数据后续分析功能薄弱，此类排放源清单处理工具缺乏运行结果的质量保证和质量控制(QA/QC)分析，不能直观地查看运行结果，以确保清单处理的正确性；
5)不能支持多种空气质量模型，目前广泛被使用的空气质量模型多种多样，包括CMAQ（第三代空气质量预报和评估系统）、CAMx（复合型空气质量模型）、WRF-Chem（气象研究和预报化学耦合模型）以及NAQPMS（嵌套空气质量预报模式系统）等，但此类排放源清单处理工具只能为特定的空气质量模型提供清单输入。
发明内容
本发明提供了基于稀疏矩阵运算排放源模型的排放源清单处理工具，保证数据的时效性和处理的正确性。
本发明的一种基于稀疏矩阵运算排放源模型的排放源清单处理工具，包括基于Linux操作系统的核心计算模块SMOKE-PRD、基于Windows系统图形界面操作的数据管理模块及基于Windows系统的图形管理界面的案例管理模块，核心计算模块SMOKE-PRD是基于稀疏矩阵运算排放源模型的中国本地化的排放源清单处理模型，数据管理模块数据存储于服务端的MySQL数据库，案例管理模块基于TCP协议与服务端的核心计算模块SMOKE-PRD通讯。基于Windows图形界面的SMOKE-PRD输入数据管理功能，支持基于数据版本科学地管理各种SMOKE-PRD输入数据，支持快速、及时地更新SMOKE-PRD输入数据，确保输入数据的时效性。SMOKE-PRD输入数据基于数据版本及各类型数据间的逻辑关系存储于服务端的MySQL数据库中，基于Windows的数据图形界面直观地进行输入数据管理。
作为优选，所述核心计算模块SMOKE-PRD包含了排放源清单空间化、时间化和化学物种化计算的功能，以及质量保证与质量控制（QA/QC）统计功能。
作为优选，所述数据管理模块包括清单管理、空间因子管理、时间因子管理和物种谱管理模块。
作为优选，通过案例管理模块，用户基于图形界面选择目标输入数据、设置相关运行参数，传输至服务端生成核心计算模块SMOKE-PRD运行需要的脚本文件，运行核心计算模块SMOKE-PRD，查看返回的QA/QC结果及处理结果统计信息。
附图说明
图1为本发明基于稀疏矩阵运算排放源模型的排放源清单处理工具的工作原理图。
具体实施方式
以下将对本发明的一个具体实施方式进行说明。
本发明一种基于稀疏矩阵运算排放源模型的排放源清单处理工具包括核心计算模块SMOKE-PRD、数据管理模块及案例管理模块。
核心计算模块SMOKE-PRD是基于Linux操作系统的基于稀疏矩阵运算排放源模型的中国本地化的排放源清单处理模型，其包含了排放源清单空间化、时间化和化学物种化计算的功能，以及质量保证与质量控制（QA/QC）统计功能。
数据管理模块是基于Windows系统图形界面操作的，操作的数据存储于服务端的MySQL数据库，包括清单管理、空间因子管理、时间因子管理和物种谱管理模块。基于Windows图形界面的SMOKE-PRD输入数据管理功能，支持基于数据版本科学地管理各种SMOKE-PRD输入数据，支持快速、及时地更新SMOKE-PRD输入数据，确保输入数据的时效性。SMOKE-PRD输入数据基于数据版本及各类型数据间的逻辑关系存储于服务端的MySQL数据库中，基于Windows的数据图形界面直观地进行输入数据管理。
案例管理模块是基于Windows系统的图形管理界面，基于TCP协议与服务端的核心计算模块SMOKE-PRD通讯，用户基于图形界面选择目标输入数据、设置相关运行参数，传输至服务端生成核心计算模块SMOKE-PRD运行需要的脚本文件，运行核心计算模块SMOKE-PRD，查看返回的QA/QC结果及处理结果统计信息。
通过基于Fortran的程序追踪核心计算模块SMOKE-PRD运行过程的数据，并存储于MySQL数据库中，支持在Windows客户端的图形界面查看直观的结果，包括总量统计、时间序列曲线展示、空间分布图展示、垂直分布序列曲线及物种分配特征谱图，确保核心计算模块SMOKE-PRD运行结果的正确性和合理性。
所述基于稀疏矩阵运算排放源模型的排放源清单处理工具基于Windows图形界面操作，将核心计算模块SMOKE-PRD复制并嵌入到空气质量模型（CAMQ、CAMx、WRF-Chem和NAQPMS），为空气质量模型提供排放源清单处理模块。基于Windows图形界面的排放源清单处理案例管理模块，支持在图形界面选择目标输入数据、设置模型运行参数，快速地搭建并运行Linux服务端的核心计算模块SMOKE-PRD，并通过AQM模块输入支持为空气质量模型（CAMQ、CAMx、WRF-Chem和NAQPMS）提供排放源清单处理模块。以期提高空气质量模型预报预警系统预报的准确性。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但本发明并不受限于此。在不违背本发明精神的前提下，本领域技术人员可对本发明作出各种改变和变型。

Claims (4)

1.一种基于稀疏矩阵运算排放源模型的排放源清单处理工具，包括基于Linux操作系统的核心计算模块SMOKE-PRD、基于Windows系统图形界面操作的数据管理模块及基于Windows系统的图形管理界面的案例管理模块，核心计算模块SMOKE-PRD是基于稀疏矩阵运算排放源模型的中国本地化的排放源清单处理模型，数据管理模块数据存储于服务端的MySQL数据库，案例管理模块基于TCP协议与服务端的核心计算模块SMOKE-PRD通讯。
2.按照权利要求1所述基于稀疏矩阵运算排放源模型的排放源清单处理工具，其特征在于：所述核心计算模块SMOKE-PRD包含了排放源清单空间化、时间化和化学物种化计算的功能，以及质量保证与质量控制（QA/QC）统计功能。
3.按照权利要求2所述基于稀疏矩阵运算排放源模型的排放源清单处理工具，其特征在于：所述数据管理模块包括清单管理、空间因子管理、时间因子管理和物种谱管理模块。
4.按照权利要求3所述基于稀疏矩阵运算排放源模型的排放源清单处理工具，其特征在于：所述通过案例管理模块，用户基于图形界面选择目标输入数据、设置相关运行参数，传输至服务端生成核心计算模块SMOKE-PRD运行需要的脚本文件，运行核心计算模块SMOKE-PRD，查看返回的QA/QC结果及处理结果统计信息。
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