CN115639326A - 一种用于工业区大气环境监测管理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于工业区大气环境监测管理系统及方法，属于环境监测技术领域。本发明包括以下步骤：S10：根据工业区包含的企业类型、企业分布情况和各企业的废气排放情况对工业区进行区域划分；S20：根据S10的区域划分结果，对各划分区域之间的敏感系数进行计算；S30：基于S20中计算的敏感系数，结合工业区上方的降雨量和降雨PH值，对工业区大气环境进行监测；S40：基于上述工业区大气环境的监测结果，对工业区中各企业的废气排放情况进行管控，本发明提前对工业区中各企业的废气排放情况进行管控，有效避免大气中酸雨的形成，进而降低工业区对大气环境的污染，进一步提高了系统对大气环境的监控效果。
Description
技术领域
本发明涉及环境监测技术领域，具体为一种用于工业区大气环境监测管理系统及方法。
背景技术
工业区大气环境容量对于制定发展规划，合理布局和总量控制等都有重要意义，工业园区大气环境监测若不到位，将在不确定因素的情况下导致污染废气大量外溢，造成严重的环境污染，甚至引起重大人员伤亡。
现有系统在对工业区大气环境进行监测时，无法实现对工业区进行污染排放在线监控，导致工业区排放至空气中的含硫气体过量，过量的含硫气体与空气中的水蒸气发生反应，导致大气环境发生二次污染，加重了大气环境的污染程度，进一步降低了系统的使用效果和使用安全性，以及在对工业区环境进行监测时，由于工业区规划面积较大，使得在监测时需要设置多个检测点，通过对多个检测点的检测数据进行统一分析，才能得到具体的分析结果，该过程较为复杂，且在分析过程中受可变因素影响较大，进而导致分析结果精确度较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于工业区大气环境监测管理系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种用于工业区大气环境监测管理系统及方法，所述方法包括以下步骤：
S10：根据工业区包含的企业类型、企业分布情况和各企业的废气排放情况对工业区进行区域划分；
S20：根据S10的区域划分结果，对各划分区域之间的敏感系数进行计算；
S30：基于S20中计算的敏感系数，结合工业区上方的降雨量和降雨PH值，对工业区大气环境进行监测；
S40：基于上述工业区大气环境的监测结果，对工业区中各企业的废气排放情况进行管控。
进一步的，所述S10包括：
根据各企业的废气排放种类和对应种类废气的排放量，结合企业位置信息对工业区进行区域的初步划分，具体方法为：
①对工业区中各企业在各时间段内排放的对应种类的废气总量进行计算，基于计算结果，结合工业区在各时间段内规定的对应种类废气的标准排放量，对工业区的区域划分数量进行确定，则
其中，n表示工业区的区域划分数量，i＝1,2,…,a表示废气种类对应的编号，a表示i所能取到的最大值，t＝1,2,…,b表示工业区规定的废气排放时间段对应的编号，b表示t所能取到的最大值，f＝1,2,…c，表示工业区内各企业对应的编号，c表示f所能取到的最大值，
表示工业区中第i种废气在第t个时间段内规定的标准排放量，
表示计算的编号为f的企业在第t个时间段内的第i种废气的排放总量最大值，
表示对数值
向下取整；
当
时，表示第i种废气在第t个时间段内的最大排放量超过标准排放量，此时将对应企业作为中心企业，并对该中心企业进行标记，之后将标记的中心企业对应的数据去除，对n值重新进行计算，并重复此操作，直至计算的n值中
之后执行②；
当
时，表示第i种废气在第t个时间段内的最大排放量低于标准排放量，此时执行②；
②基于①中的计算结果，结合企业位置信息对工业区的区域划分情况进行确定，则：
根据上述计算的n值，选取去除标记的中心企业后，①中计算的第i种废气在第t个时间段内，废气排放总量在前n的企业作为中心企业；
对于未标记的中心企业：
利用企业位置信息，对未标记的中心企业与剩余企业之间的距离进行计算，按照就近原则将未标记的中心企业与剩余企业进行匹配，并对匹配的剩余企业中第i种废气在第t个时间段内的排放总量Ki进行计算，计算后，对
与
之间的关系进行判断，其中，g＝1,2,…,s<f表示未标记的中心企业对应的编号，s表示g所能取到的最大值，
表示一个划分区域对应的第i种废气在第t个时间段内规定的标准排放量，
表示一个划分区域对应的第i种废气在第t个时间段内的废气排放总量；
未标记的中心企业与对应匹配的剩余企业作为一个划分区域；
当
时，无需对此处未标记的中心企业和对应匹配的剩余企业进行调整；
当
时，基于计算的距离值和对应匹配的剩余企业中第i种废气在第t个时间段内的废气排放量，对此处未标记的中心企业中匹配的剩余企业进行剔除；
当
时，若存在
则基于剔除的剩余企业、剔除的剩余企业与此处未标记的中心企业之间的距离值，将剔除的剩余企业与此处未标记的中心企业进行匹配，若不存在
则无需对此处未标记的中心企业和对应匹配的剩余企业进行调整；
对于标记的中心企业：
将标记的中心企业作为一个划分区域；
剩余企业是指工业区中除去未标记的中心企业和标记的中心企业后的企业。
进一步的，所述S20包括：
S201：基于各区域之间的通风系数、各区域的中心位置、工业区在各时间段的风力速度和风力方向，对各划分区域之间的敏感系数进行计算，具体的计算公式He为：
其中，e＝1,2,…,α，v＝1,2,…,α均表示划分区域对应的编号，α表示e和v所能取到的最大值，且v≠e，Rev表示第e个划分区域与第v个划分区域之间的通风系数，rt表示工业区在第t个时间段内的风力速度，δ表示工业区在第t个时间段内的风力方向，且-180≤δ≤180，
表示第e个划分区域与第v个划分区域之间的风力速度，当
的方向与δ的方向同向时，
取正值，当
的方向与δ的方向反向时，
取负值，
表示两划分区域组成的线段与正东方向形成的夹角，且
当He＝0时，表示两划分区域不存在废气混杂的情况，当He≠0时，表示两划分区域存在废气混杂的情况，通过对各划分区域之间的敏感系数进行计算，用于判断两划分区域之间是否存在废气混杂的情况，以及对废气混杂情况进行确定；
S202：根据S201中计算的各划分区域之间的敏感系数，对各划分区域之间废气的混杂情况进行确定，则：
当He≥1时，第e个划分区域中的废气全部与第v个划分区域中的废气混杂；
当0<He<1时，第e个划分区域中有He*Qe的废气与第v个划分区域中的废气混杂，其中，Qe表示第e个划分区域的废气排放总量；
当He＝0时，第e个划分区域中的废气与第v个划分区域中的废气不混杂。
进一步的，所述S30包括：
S301：根据S20中确定的各区域之间废气的混杂情况，以及中心企业的标记情况，对废气混杂区域上方和标记的中心企业所属区域上方大气的组成种类和组成比例进行监测，将监测的比例值与标准值进行比较，根据比较结果对对应划分区域存在的异常废气种类和异常废气量进行确定；
S302：结合工业区上方预测的降雨量和降雨PH值，对大气中形成酸雨的概率进行计算，具体的计算公式F为：
其中，Z表示工业区上方的降雨PH值，P1表示异常废气中二氧化碳的质量，P2表示异常废气中一氧化碳的质量，P3表示异常废气中一氧化硫的质量，P4表示异常废气中二氧化硫的质量，L表示工业区上方的降雨量，
F表示大气中形成酸雨的概率，若F>1，则表示大气中形成酸雨的概率为零，若F≤1，则表示大气中形成酸雨的概率为F。
进一步的，所述S40包括：
S401：根据S302中计算的概率值，当F>1时，无需对工业区中各企业的废气排放情况进行管控，当F≤1时，根据异常废气中氮化物与硫化物的含量，对匹配的划分区域中各企业的废气排放情况进行管控；
S402：根据标记的中心企业中超过标准排放量的废气种类和对应废气种类的废气含量，对标记的中心企业的废气排放情况进行管控。
一种用于工业区大气环境监测管理系统，所述系统包括区域划分模块、敏感系数计算模块、大气环境监测模块和工业区管控模块；
所述区域划分模块用于根据工业区包含的企业类型、企业分布情况和各企业的废气排放情况对工业区进行区域划分，并将区域划分结果传输至敏感系数计算模块和工业区管控模块；
所述敏感系数计算模块用于对区域划分模块传输的区域划分结果进行接收，基于接收内容，对各划分区域之间的敏感系数进行计算，并将计算结果传输至大气环境监测模块；
所述大气环境监测模块用于对敏感系数计算模块传输的计算结果进行接收，基于接收内容，结合工业区上方的降雨量和降雨PH值，对工业区大气环境进行监测，并将监测结果传输至工业区管控模块；
所述工业区管控模块用于对大气环境监测模块传输的监测结果和区域划分模块传输的区域划分结果进行接收，基于监测结果和区域划分结果，对工业区进行管控。
进一步的，所述区域划分模块包括计算单元、判断单元、区域划分单元和划分区域调整单元；
所述计算单元根据各企业的废气排放种类和对应种类废气的排放量，对工业区中各企业在各时间段内排放的对应种类的废气总量进行计算，基于计算结果，结合工业区在各时间段内规定的对应种类废气的标准排放量，对工业区的区域划分数量进行确定，以及根据判断单元传输的反馈信息，在计算结果中将标记的中心企业对应的数据去除，对区域划分数量进行重新确定，并将确定的区域划分数量和确定划分区域数量时对应种类废气的标准排放量与计算的废气总量的比值传输至判断单元；
所述判断单元对计算单元传输的确定的区域划分数量和确定划分区域数量时对应种类废气的标准排放量与计算的废气总量的比值进行接收，将接收的比值数值与数值1进行比较，若比值数值小于1，则将对应企业作为中心企业，并对该中心企业进行标记，将标记结果反馈至计算单元，以及将标记结果传输至大气环境监测模块和工业区管控模块，当比值数值大于等于1，则将确定的区域划分数量传输至区域划分单元；
所述区域划分单元对判断单元传输的区域划分数量进行接收，基于接收内容，结合企业位置信息对工业区的区域划分情况进行确定，并将确定结果传输至划分区域调整单元；
所述划分区域调整单元对区域划分单元传输的确定结果进行接收，将划分区域对应的第i种废气在第t个时间段内规定的标准排放量与划分区域对应的第i种废气在第t个时间段内的废气排放总量进行比较，根据比较结果选择是否对确定的划分区域进行调整，若需要调整，则并将调整后的区域划分情况传输至敏感系数计算模块，若不需要调整，则将接收的确定结果传输至敏感系数计算模块。
进一步的，所述敏感系数计算模块包括敏感系数计算单元和废气混杂情况确定单元；
所述敏感系数计算单元对区域划分调整单元传输的区域划分情况进行接收，基于接收内容，结合各区域之间的通风系数、各区域的中心位置、工业区在各时间段的风力速度和风力方向，对各划分区域之间的敏感系数进行计算，并将计算结果传输至废气混杂情况确定单元；
所述废气混杂情况确定单元对敏感系数计算单元传输的计算结果进行接收，对接收的计算结果的分布情况进行分析，根据分析结果对各划分区域之间废气的混杂情况进行确定，并将确定的混杂情况传输至大气环境监测模块。
进一步的，所述大气环境监测模块包括异常废气确定单元和大气环境监测单元；
所述异常废气确定单元对废气混杂情况确定单元传输的确定的混杂情况，判断单元传输的标记结果进行接收，根据接收内容，对废气混杂区域上方和标记的中心企业所属区域上方大气的组成种类和组成比例进行监测，将监测的比例值与标准值进行比较，根据比较结果对对应划分区域存在的异常废气种类和异常废气量进行确定，并将确定结果传输至大气环境监测单元；
所述大气环境监测单元对异常废气确定单元传输的确定结果进行接收，基于接收内容，结合工业区上方预测的降雨量和降雨PH值，对大气中形成酸雨的概率进行计算，基于计算结果实现对大气环境的实时监测，并将计算结果传输至工业区管控模块。
进一步的，所述工业区管控模块对大气环境监测单元传输的计算结果，判断单元传输的标记结果进行接收，若接收的计算结果大于1，则无需对工业区中各企业的废气排放情况进行管控，若接收的计算结果小于等于1，则根据异常废气中氮化物与硫化物的含量，对匹配的划分区域中各企业的废气排放情况进行管控，根据标记的中心企业中超过标准排放量的废气种类和对应废气种类的废气含量，对标记的中心企业的废气排放情况进行管控。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
1.本发明通过根据工业区包含的企业类型、企业分布情况和各企业的废气排放情况对工业区进行区域划分，将废气排放量异常的企业单独归属于一个划分区域，在对工业区大气环境进行监测时，只需对划分区域上方的大气进行监测即可，无需对工业区中每个企业上方的大气进行监测，减少了监测成本，且只需对废气混杂的区域上方和标记的中心企业所属区域上方的大气组成种类和组成比例进行监测，保证监测结果更具针对性，提高了系统的使用效果。
2.本发明通过对各划分区域之间的敏感系数进行计算，基于计算结果判断各划分区域之间是否存在废气混杂的情况，避免在对各区域上方的大气环境进行监测时，得出错误的分析结果，进而对工业区进行错误管控，提高了系统对工业区大气环境的监测精确度。
3.本发明通过对工业区上方出现酸雨的概率进行计算，基于计算结果对工业区上方的大气环境进行监测，在工业区上方降雨前，提前对工业区中各企业的废气排放情况进行管控，有效避免大气中酸雨的形成，进而降低工业区对大气环境的污染，进一步提高了系统对大气环境的监控效果。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一种用于工业区大气环境监测管理系统及方法的工作流程示意图；
图2是本发明一种用于工业区大气环境监测管理系统及方法的工作原理结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2，本发明提供技术方案：一种用于工业区大气环境监测管理系统及方法，其特征在于：方法包括以下步骤：
S10：根据工业区包含的企业类型、企业分布情况和各企业的废气排放情况对工业区进行区域划分；
S10包括：
根据各企业的废气排放种类和对应种类废气的排放量，结合企业位置信息对工业区进行区域的初步划分，具体方法为：
①对工业区中各企业在各时间段内排放的对应种类的废气总量进行计算，基于计算结果，结合工业区在各时间段内规定的对应种类废气的标准排放量，对工业区的区域划分数量进行确定，则
其中，n表示工业区的区域划分数量，i＝1,2,…,a表示废气种类对应的编号，a表示i所能取到的最大值，t＝1,2,…,b表示工业区规定的废气排放时间段对应的编号，b表示t所能取到的最大值，f＝1,2,…c，表示工业区内各企业对应的编号，c表示f所能取到的最大值，
表示工业区中第i种废气在第t个时间段内规定的标准排放量，
表示计算的编号为y的企业在第t个时间段内的第i种废气的排放总量最大值，
表示对数值
向下取整；
当
时，表示第i种废气在第t个时间段内的最大排放量超过标准排放量，此时将对应企业作为中心企业，并对该中心企业进行标记，之后将标记的中心企业对应的数据去除，对n值重新进行计算，并重复此操作，直至计算的n值中
之后执行②；
当
时，表示第i种废气在第t个时间段内的最大排放量低于标准排放量，此时执行②；
②基于①中的计算结果，结合企业位置信息对工业区的区域划分情况进行确定，则：
根据上述计算的n值，选取去除标记的中心企业后，①中计算的第i种废气在第t个时间段内，废气排放总量在前n的企业作为中心企业；
对于未标记的中心企业：
利用企业位置信息，对未标记的中心企业与剩余企业之间的距离进行计算，按照就近原则将未标记的中心企业与剩余企业进行匹配，并对匹配的剩余企业中第i种废气在第t个时间段内的排放总量Ki进行计算，计算后，对
与
之间的关系进行判断，其中，g＝1,2,…,s<f表示未标记的中心企业对应的编号，s表示g所能取到的最大值，
表示一个划分区域对应的第i种废气在第t个时间段内规定的标准排放量，
表示一个划分区域对应的第i种废气在第t个时间段内的废气排放总量；
未标记的中心企业与对应匹配的剩余企业作为一个划分区域；
当
时，无需对此处未标记的中心企业和对应匹配的剩余企业进行调整；
当
时，基于计算的距离值和对应匹配的剩余企业中第i种废气在第t个时间段内的废气排放量，对此处未标记的中心企业中匹配的剩余企业进行剔除；
当
时，若存在
则基于剔除的剩余企业、剔除的剩余企业与此处未标记的中心企业之间的距离值，将剔除的剩余企业与此处未标记的中心企业进行匹配，若不存在
则无需对此处未标记的中心企业和对应匹配的剩余企业进行调整；
对于标记的中心企业：
将标记的中心企业作为一个划分区域；
剩余企业是指工业区中除去未标记的中心企业和标记的中心企业后的企业；
S20：根据S10的区域划分结果，对各划分区域之间的敏感系数进行计算；
S20包括：
S201：基于各区域之间的通风系数、各区域的中心位置、工业区在各时间段的风力速度和风力方向，对各划分区域之间的敏感系数进行计算，具体的计算公式He为：
其中，e＝1,2,…,α，v＝1,2,…,α均表示划分区域对应的编号，α表示e和v所能取到的最大值，且v≠e，Rev表示第e个划分区域与第v个划分区域之间的通风系数，rt表示工业区在第t个时间段内的风力速度，δ表示工业区在第t个时间段内的风力方向，且-180≤δ≤180，
表示第e个划分区域与第v个划分区域之间的风力速度，当
的方向与δ的方向同向时，
取正值，当
的方向与δ的方向反向时，
取负值，
表示两划分区域组成的线段与正东方向形成的夹角，且
当He＝0时，表示两划分区域不存在废气混杂的情况，当He≠0时，表示两划分区域存在废气混杂的情况，通过对各划分区域之间的敏感系数进行计算，用于判断两划分区域之间是否存在废气混杂的情况，以及对废气混杂情况进行确定；
S202：根据S201中计算的各划分区域之间的敏感系数，对各划分区域之间废气的混杂情况进行确定，则：
当He≥1时，第e个划分区域中的废气全部与第v个划分区域中的废气混杂；
当0<He<1时，第e个划分区域中有He*Qe的废气与第v个划分区域中的废气混杂，其中，Qe表示第e个划分区域的废气排放总量；
当He＝0时，第e个划分区域中的废气与第v个划分区域中的废气不混杂；
S30：基于S20中计算的敏感系数，结合工业区上方的降雨量和降雨PH值，对工业区大气环境进行监测；
S30包括：
S301：根据S20中确定的各区域之间废气的混杂情况，以及中心企业的标记情况，对废气混杂区域上方和标记的中心企业所属区域上方大气的组成种类和组成比例进行监测，将监测的比例值与标准值进行比较，根据比较结果对对应划分区域存在的异常废气种类和异常废气量进行确定；
S302：结合工业区上方预测的降雨量和降雨PH值，对大气中形成酸雨的概率进行计算，具体的计算公式F为：
其中，Z表示工业区上方的降雨PH值，P1表示异常废气中二氧化碳的质量，P2表示异常废气中一氧化碳的质量，P3表示异常废气中一氧化硫的质量，P4表示异常废气中二氧化硫的质量，L表示工业区上方的降雨量，
F表示大气中形成酸雨的概率，若F>1，则表示大气中形成酸雨的概率为零，若F≤1，则表示大气中形成酸雨的概率为F；
S40：基于上述工业区大气环境的监测结果，对工业区中各企业的废气排放情况进行管控；
S40包括：
S401：根据S302中计算的概率值，当F>1时，无需对工业区中各企业的废气排放情况进行管控，当F≤1时，根据异常废气中氮化物与硫化物的含量，对匹配的划分区域中各企业的废气排放情况进行管控；
S402：根据标记的中心企业中超过标准排放量的废气种类和对应废气种类的废气含量，对标记的中心企业的废气排放情况进行管控。
一种用于工业区大气环境监测管理系统，系统包括区域划分模块、敏感系数计算模块、大气环境监测模块和工业区管控模块；
区域划分模块用于根据工业区包含的企业类型、企业分布情况和各企业的废气排放情况对工业区进行区域划分，并将区域划分结果传输至敏感系数计算模块和工业区管控模块；
区域划分模块包括计算单元、判断单元、区域划分单元和划分区域调整单元；
计算单元根据各企业的废气排放种类和对应种类废气的排放量，对工业区中各企业在各时间段内排放的对应种类的废气总量进行计算，基于计算结果，结合工业区在各时间段内规定的对应种类废气的标准排放量，对工业区的区域划分数量进行确定，以及根据判断单元传输的反馈信息，在计算结果中将标记的中心企业对应的数据去除，对区域划分数量进行重新确定，并将确定的区域划分数量和确定划分区域数量时对应种类废气的标准排放量与计算的废气总量的比值传输至判断单元；
判断单元对计算单元传输的确定的区域划分数量和确定划分区域数量时对应种类废气的标准排放量与计算的废气总量的比值进行接收，将接收的比值数值与数值1进行比较，若比值数值小于1，则将对应企业作为中心企业，并对该中心企业进行标记，将标记结果反馈至计算单元，以及将标记结果传输至大气环境监测模块和工业区管控模块，当比值数值大于等于1，则将确定的区域划分数量传输至区域划分单元；
区域划分单元对判断单元传输的区域划分数量进行接收，基于接收内容，结合企业位置信息对工业区的区域划分情况进行确定，并将确定结果传输至划分区域调整单元；
划分区域调整单元对区域划分单元传输的确定结果进行接收，将划分区域对应的第i种废气在第t个时间段内规定的标准排放量与划分区域对应的第i种废气在第t个时间段内的废气排放总量进行比较，根据比较结果选择是否对确定的划分区域进行调整，若需要调整，则并将调整后的区域划分情况传输至敏感系数计算模块，若不需要调整，则将接收的确定结果传输至敏感系数计算模块；
敏感系数计算模块用于对区域划分模块传输的区域划分结果进行接收，基于接收内容，对各划分区域之间的敏感系数进行计算，并将计算结果传输至大气环境监测模块；
敏感系数计算模块包括敏感系数计算单元和废气混杂情况确定单元；
敏感系数计算单元对区域划分调整单元传输的区域划分情况进行接收，基于接收内容，结合各区域之间的通风系数、各区域的中心位置、工业区在各时间段的风力速度和风力方向，对各划分区域之间的敏感系数进行计算，并将计算结果传输至废气混杂情况确定单元；
废气混杂情况确定单元对敏感系数计算单元传输的计算结果进行接收，对接收的计算结果的分布情况进行分析，根据分析结果对各划分区域之间废气的混杂情况进行确定，并将确定的混杂情况传输至大气环境监测模块；
大气环境监测模块用于对敏感系数计算模块传输的计算结果进行接收，基于接收内容，结合工业区上方的降雨量和降雨PH值，对工业区大气环境进行监测，并将监测结果传输至工业区管控模块；
大气环境监测模块包括异常废气确定单元和大气环境监测单元；
异常废气确定单元对废气混杂情况确定单元传输的确定的混杂情况，判断单元传输的标记结果进行接收，根据接收内容，对废气混杂区域上方和标记的中心企业所属区域上方大气的组成种类和组成比例进行监测，将监测的比例值与标准值进行比较，根据比较结果对对应划分区域存在的异常废气种类和异常废气量进行确定，并将确定结果传输至大气环境监测单元；
大气环境监测单元对异常废气确定单元传输的确定结果进行接收，基于接收内容，结合工业区上方预测的降雨量和降雨PH值，对大气中形成酸雨的概率进行计算，基于计算结果实现对大气环境的实时监测，并将计算结果传输至工业区管控模块；
工业区管控模块对大气环境监测单元传输的计算结果，判断单元传输的标记结果进行接收，若接收的计算结果大于1，则无需对工业区中各企业的废气排放情况进行管控，若接收的计算结果小于等于1，则根据异常废气中氮化物与硫化物的含量，对匹配的划分区域中各企业的废气排放情况进行管控，根据标记的中心企业中超过标准排放量的废气种类和对应废气种类的废气含量，对标记的中心企业的废气排放情况进行管控。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于工业区大气环境监测管理系统及方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
S10：根据工业区包含的企业类型、企业分布情况和各企业的废气排放情况对工业区进行区域划分；
S20：根据S10的区域划分结果，对各划分区域之间的敏感系数进行计算；
S30：基于S20中计算的敏感系数，结合工业区上方的降雨量和降雨PH值，对工业区大气环境进行监测；
S40：基于上述工业区大气环境的监测结果，对工业区中各企业的废气排放情况进行管控。
2.根据权利要求1所述的一种用于工业区大气环境监测管理方法，其特征在于：所述S10包括：
根据各企业的废气排放种类和对应种类废气的排放量，结合企业位置信息对工业区进行区域的初步划分，具体方法为：
①对工业区中各企业在各时间段内排放的对应种类的废气总量进行计算，基于计算结果，结合工业区在各时间段内规定的对应种类废气的标准排放量，对工业区的区域划分数量进行确定，则
其中，n表示工业区的区域划分数量，i＝1,2,…,a表示废气种类对应的编号，a表示i所能取到的最大值，t＝1,2,…,b表示工业区规定的废气排放时间段对应的编号，b表示t所能取到的最大值，f＝1,2,…c，表示工业区内各企业对应的编号，c表示f所能取到的最大值，
表示工业区中第i种废气在第t个时间段内规定的标准排放量，
表示计算的编号为f的企业在第t个时间段内的第i种废气的排放总量最大值，
表示对数值
向下取整；
当
时，表示第i种废气在第t个时间段内的最大排放量超过标准排放量，此时将对应企业作为中心企业，并对该中心企业进行标记，之后将标记的中心企业对应的数据去除，对n值重新进行计算，并重复此操作，直至计算的n值中
之后执行②；
当
时，表示第i种废气在第t个时间段内的最大排放量低于标准排放量，此时执行②；
②基于①中的计算结果，结合企业位置信息对工业区的区域划分情况进行确定，则：
根据上述计算的n值，选取去除标记的中心企业后，①中计算的第i种废气在第t个时间段内，废气排放总量在前n的企业作为中心企业；
对于未标记的中心企业：
利用企业位置信息，对未标记的中心企业与剩余企业之间的距离进行计算，按照就近原则将未标记的中心企业与剩余企业进行匹配，并对匹配的剩余企业中第i种废气在第t个时间段内的排放总量Ki进行计算，计算后，对
与
之间的关系进行判断，其中，g＝1,2,…,s<f表示未标记的中心企业对应的编号，s表示g所能取到的最大值，
表示一个划分区域对应的第i种废气在第t个时间段内规定的标准排放量，
表示一个划分区域对应的第i种废气在第t个时间段内的废气排放总量；
未标记的中心企业与对应匹配的剩余企业作为一个划分区域；
当
时，无需对此处未标记的中心企业和对应匹配的剩余企业进行调整；
当
时，基于计算的距离值和对应匹配的剩余企业中第i种废气在第t个时间段内的废气排放量，对此处未标记的中心企业中匹配的剩余企业进行剔除；
当
时，若存在
则基于剔除的剩余企业、剔除的剩余企业与此处未标记的中心企业之间的距离值，将剔除的剩余企业与此处未标记的中心企业进行匹配，若不存在
则无需对此处未标记的中心企业和对应匹配的剩余企业进行调整；
对于标记的中心企业：
将标记的中心企业作为一个划分区域。
3.根据权利要求2所述的一种用于工业区大气环境监测管理方法，其特征在于：所述S20包括：
S201：基于各区域之间的通风系数、各区域的中心位置、工业区在各时间段的风力速度和风力方向，对各划分区域之间的敏感系数进行计算，具体的计算公式He为：
其中，e＝1,2,…,α，v＝1,2+…,α均表示划分区域对应的编号，α表示e和v所能取到的最大值，且v≠e，Rev表示第e个划分区域与第v个划分区域之间的通风系数，rt表示工业区在第t个时间段内的风力速度，δ表示工业区在第t个时间段内的风力方向，且-180≤δ≤180，
表示第e个划分区域与第v个划分区域之间的风力速度，当
的方向与δ的方向同向时，
取正值，当
的方向与δ的方向反向时，
取负值，
表示两划分区域组成的线段与正东方向形成的夹角，且
S202：根据S201中计算的各划分区域之间的敏感系数，对各划分区域之间废气的混杂情况进行确定，则：
当He≥1时，第e个划分区域中的废气全部与第v个划分区域中的废气混杂；
当0<He<1时，第e个划分区域中有He*Qe的废气与第v个划分区域中的废气混杂，其中，Qe表示第e个划分区域的废气排放总量；
当He＝0时，第e个划分区域中的废气与第v个划分区域中的废气不混杂。
4.根据权利要求3所述的一种用于工业区大气环境监测管理方法，其特征在于：所述S30包括：
S301：根据S20中确定的各区域之间废气的混杂情况，以及中心企业的标记情况，对废气混杂区域上方和标记的中心企业所属区域上方大气的组成种类和组成比例进行监测，将监测的比例值与标准值进行比较，根据比较结果对对应划分区域存在的异常废气种类和异常废气量进行确定；
S302：结合工业区上方预测的降雨量和降雨PH值，对大气中形成酸雨的概率进行计算，具体的计算公式F为：
其中，Z表示工业区上方的降雨PH值，P1表示异常废气中二氧化碳的质量，P2表示异常废气中一氧化碳的质量，P3表示异常废气中一氧化硫的质量，P4表示异常废气中二氧化硫的质量，L表示工业区上方的降雨量，
F表示大气中形成酸雨的概率，若F>1，则表示大气中形成酸雨的概率为零，若F≤1，则表示大气中形成酸雨的概率为F。
5.根据权利要求4所述的一种用于工业区大气环境监测管理方法，其特征在于：所述S40包括：
S401：根据S302中计算的概率值，当F>1时，无需对工业区中各企业的废气排放情况进行管控，当F≤1时，根据异常废气中氮化物与硫化物的含量，对匹配的划分区域中各企业的废气排放情况进行管控；
S402：根据标记的中心企业中超过标准排放量的废气种类和对应废气种类的废气含量，对标记的中心企业的废气排放情况进行管控。
6.一种执行如权利要求1-5任一项所述的用于工业区大气环境监测管理方法的用于工业区大气环境监测管理系统，其特征在于：所述系统包括区域划分模块、敏感系数计算模块、大气环境监测模块和工业区管控模块；
所述区域划分模块用于根据工业区包含的企业类型、企业分布情况和各企业的废气排放情况对工业区进行区域划分，并将区域划分结果传输至敏感系数计算模块和工业区管控模块；
所述敏感系数计算模块用于对区域划分模块传输的区域划分结果进行接收，基于接收内容，对各划分区域之间的敏感系数进行计算，并将计算结果传输至大气环境监测模块；
所述大气环境监测模块用于对敏感系数计算模块传输的计算结果进行接收，基于接收内容，结合工业区上方的降雨量和降雨PH值，对工业区大气环境进行监测，并将监测结果传输至工业区管控模块；
所述工业区管控模块用于对大气环境监测模块传输的监测结果和区域划分模块传输的区域划分结果进行接收，基于监测结果和区域划分结果，对工业区进行管控。
7.根据权利要求6所述的一种用于工业区大气环境监测管理系统，其特征在于：所述区域划分模块包括计算单元、判断单元、区域划分单元和划分区域调整单元；
所述计算单元根据各企业的废气排放种类和对应种类废气的排放量，对工业区中各企业在各时间段内排放的对应种类的废气总量进行计算，基于计算结果，结合工业区在各时间段内规定的对应种类废气的标准排放量，对工业区的区域划分数量进行确定，以及根据判断单元传输的反馈信息，在计算结果中将标记的中心企业对应的数据去除，对区域划分数量进行重新确定，并将确定的区域划分数量和确定划分区域数量时对应种类废气的标准排放量与计算的废气总量的比值传输至判断单元；
所述判断单元对计算单元传输的确定的区域划分数量和确定划分区域数量时对应种类废气的标准排放量与计算的废气总量的比值进行接收，将接收的比值数值与数值1进行比较，若比值数值小于1，则将对应企业作为中心企业，并对该中心企业进行标记，将标记结果反馈至计算单元，以及将标记结果传输至大气环境监测模块和工业区管控模块，当比值数值大于等于1，则将确定的区域划分数量传输至区域划分单元；
所述区域划分单元对判断单元传输的区域划分数量进行接收，基于接收内容，结合企业位置信息对工业区的区域划分情况进行确定，并将确定结果传输至划分区域调整单元；
所述划分区域调整单元对区域划分单元传输的确定结果进行接收，将划分区域对应的第i种废气在第t个时间段内规定的标准排放量与划分区域对应的第i种废气在第t个时间段内的废气排放总量进行比较，根据比较结果选择是否对确定的划分区域进行调整，若需要调整，则并将调整后的区域划分情况传输至敏感系数计算模块，若不需要调整，则将接收的确定结果传输至敏感系数计算模块。
8.根据权利要求7所述的一种用于工业区大气环境监测管理系统，其特征在于：所述敏感系数计算模块包括敏感系数计算单元和废气混杂情况确定单元；
所述敏感系数计算单元对区域划分调整单元传输的区域划分情况进行接收，基于接收内容，结合各区域之间的通风系数、各区域的中心位置、工业区在各时间段的风力速度和风力方向，对各划分区域之间的敏感系数进行计算，并将计算结果传输至废气混杂情况确定单元；
所述废气混杂情况确定单元对敏感系数计算单元传输的计算结果进行接收，对接收的计算结果的分布情况进行分析，根据分析结果对各划分区域之间废气的混杂情况进行确定，并将确定的混杂情况传输至大气环境监测模块。
9.根据权利要求8所述的一种用于工业区大气环境监测管理系统，其特征在于：所述大气环境监测模块包括异常废气确定单元和大气环境监测单元；
所述异常废气确定单元对废气混杂情况确定单元传输的确定的混杂情况，判断单元传输的标记结果进行接收，根据接收内容，对废气混杂区域上方和标记的中心企业所属区域上方大气的组成种类和组成比例进行监测，将监测的比例值与标准值进行比较，根据比较结果对对应划分区域存在的异常废气种类和异常废气量进行确定，并将确定结果传输至大气环境监测单元；
所述大气环境监测单元对异常废气确定单元传输的确定结果进行接收，基于接收内容，结合工业区上方预测的降雨量和降雨PH值，对大气中形成酸雨的概率进行计算，基于计算结果实现对大气环境的实时监测，并将计算结果传输至工业区管控模块。
10.根据权利要求9所述的一种用于工业区大气环境监测管理系统，其特征在于：所述工业区管控模块对大气环境监测单元传输的计算结果，判断单元传输的标记结果进行接收，若接收的计算结果大于1，则无需对工业区中各企业的废气排放情况进行管控，若接收的计算结果小于等于1，则根据异常废气中氮化物与硫化物的含量，对匹配的划分区域中各企业的废气排放情况进行管控，根据标记的中心企业中超过标准排放量的废气种类和对应废气种类的废气含量，对标记的中心企业的废气排放情况进行管控。
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| CN108108336A (zh) * | 2016-11-24 | 2018-06-01 | 上海栖芯信息科技有限公司 | 一种面向工业园区的大气污染物溯源方法 |
| CN109977185A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-07-05 | 深圳博沃智慧科技有限公司 | 基于网格的大气污染监管方法和系统 |
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- 2022-11-14 CN CN202211424183.0A patent/CN115639326B/zh active Active
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