CN116644955A - 一种基于数据分析的区域风险划分管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及区域空气污染风险技术领域，具体公开了一种基于数据分析的区域风险划分管理系统及方法，方法包括：S1、统计区域内企业提供的有害气体排放量规划和区域内汽车使用量，结合该区域的天气预报分析获得区域内空气污染的理论系数值；S2、采集区域内各监测点监测到的各项空气污染主要指标的数值，获得区域内空气污染的实时平均系数值；S3、对区域内空气污染的实时平均系数值和区域内空气污染的理论系数值进行比对，异常时发出预警；本发明通过统计企业提供的有害气体排放量规划、汽车行驶量和天气预报，结合历史空气平均污染系数值分析判断企业的有害气体排放量规划是否会造成区域内空气污染系数值超标，超标时发出预警。

Description

一种基于数据分析的区域风险划分管理系统及方法

技术领域

本发明涉及区域空气污染风险技术领域，具体为一种基于数据分析的区域风险划分管理系统及方法。

背景技术

随着环保理念逐渐深入人心，传统企业也逐渐进行相应的环保整改，针对企业生产过程中产生的有害气体排放均进行了大规模整改或控制，以满足人们生活所需的空气污染系数值。

现有的空气污染风险管理方法多是对人们生活区域划分为多个空气污染风险区域，对每个区域内的空气污染各项污染主要指标值进行实时监测，获得各个区域内的对应空气污染系数值，并将各个对应空气污染系数值与预警值进行比对，当某个区域内空气污染系数值达到或超过预警值时发出预警，相关部门根据预警反馈责令该区域内企业减少或停止有害气体的排放，以达到对各区域空气污染风险管理控制的目的。

上述对人们生活区域划分为多个空气污染风险区域管理的方法可及时有效的对人们生活的空气环境进行监管控制，有利于对人们的身体健康，但是该种基于数据分析的区域空气污染风险划分控制方法具有一定滞后性和盲目性，其对企业排放的有害气体控制方法需对区域内监测到的空气污染各项污染主要指标值进行分析超标预警后，才对企业的有害气体进行排放控制，在这个过程中区域的空气污染系数值可能会因为企业的持续排放有害气体导致空气污染系数值已经超过了人体适宜的空气污染系数值，从而对区域内生活的人们身体健康产生影响，同时，当区域内空气污染系数值因大风或降雨等天气大幅度降低时，盲目的对企业排放的有害气体进行减少或停止又会反向影响企业的生产效率，从而降低了区域内经济的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于数据分析的区域风险划分管理系统及方法，解决以下技术问题：

如何对区域内空气污染风险系数值进行预见性获得，判断企业规划的有害气体排放量是否超标并对区域内企业实际有害气体排放量进行监测的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于数据分析的区域风险划分管理方法，所述方法包括：

S1、统计区域内企业提供的有害气体排放量规划和区域内汽车使用量，结合该区域的天气预报分析获得区域内空气污染的理论系数值；

S2、采集区域内各监测点监测到的各项空气污染主要指标的数值，获得区域内空气污染的实时平均系数值；

S3、对区域内空气污染的实时平均系数值和区域内空气污染的理论系数值进行比对，异常时发出预警。

于一实施例中，步骤S1获得的空气污染的理论系数值

其中，n为空气污染主要指标的项数，i∈[1，n]，为t₁时间点时区域内空气中第i项空气污染主要指标平均数值，t₁＝t-Δt，Δt为监测周期，ε_i为区域内第i项空气污染主要指标权重系数，∈_i为企业排放的有害气体中第i项空气污染主要指标的浓度值，∈_si为第i项空气污染主要指标的标准浓度值，g(∈_i，∈_si)为企业排放的有毒气体中第i项空气污染主要指标浓度值和标准浓度值的对比函数，若∈_i-∈_si>0，则g(∈_i，∈_si)＝∈_i-∈_si，若∈_i-∈_si≤0，则g(∈_i，∈_si)＝0，α_iΔt为Δt区域内企业排放的第i项空气污染主要指标的排放量，C_i为区域内企业排放的第i项空气污染主要指标对空气污染的系数值的影响系数，β_Δt为Δt时间内区域内汽车的有害气体排放量，C_β为汽车排放的有害气体对空气污染系数值的影响系数，δ_Δt为Δt时间内区域内有害气体的消散系数。

进一步地，所述Δt时间内区域内汽车的有害气体排放量

其中，D为汽车的数量，f(D，t)为汽车在区域内行驶数量的函数，C_D为单个汽车排放有害气体的速度。

进一步地，所述Δt时间内区域内有害气体的消散系数

其中，V为风速，h(V,t)为区域内风速的函数，C_V为通风量对有害气体消散的影响系数，e为自然常数，R_Δt为Δt时间内降雨量，C_R为降雨对有害气体消散的影响系数,P_s为区域内有害气体消散标准值。

进一步地，步骤S1的过程还包括：

对获得区域内空气污染的理论系数值K_t与预警值K_e进行比对；

若K_t≥K_e，发出企业规划的有害气体排放量超标的预警；

若K_t<K_e，则不发出预警。

进一步地，步骤S2内获得的区域内第i项空气污染主要指标的平均数值

其中，Q为该区域内监测点的个数，p∈[1，Q]，所述γ_tpi为第p个监测点在t时获得的第i项空气污染主要指标的数值；

t时间点时该区域内平均污染系数值

进一步地，步骤S2的过程还包括：

对获得的区域内平均污染系数值K_vt和预警值K_e进行比对；

若K_vt≥K_e，发出区域内实际有害气体排放量超标的预警；

若K_vt<K_e，则不发出预警。

进一步地，步骤S3内对获得的区域内平均污染系数值K_vt和区域内空气污染的理论系数值K_t进行比对：

若K_vt≠K_t，发出区域内有害气体排放量异常的预警；

若K_vt＝K_t，则不发出预警。

一种基于数据分析的区域风险划分管理系统，所述系统包括：

采集模块，用于区域内各监测点对空气污染主要指标数值的实时采集；

分析模块，用于对区域内企业有害气体排放量规划、汽车行驶量、天气预报进行统计分析获得区域内t时理论系数值，并与t时区域内平均污染系数值进行比对；

预警模块，用于区域内空气污染系数值超标或异常进行预警。本发明的有益效果：

(1)本发明通过统计企业提供的有害气体排放量规划、汽车行驶量和天气预报，结合历史空气平均污染系数值分析判断企业的有害气体排放量规划是否会造成区域内空气污染系数值超标，超标时发出预警。

(2)本发明通过统计区域内各个监测点监测的各项空气污染主要指标，分析获得区域内空气实际平均污染系数值，并对其是否超标进行判断，超标时发出预警。

(3)本发明通过分析获得的空气实际平均污染系数值和区域内空气污染的理论系数值进行比对，判断是否异常，异常时发出预警。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明基于数据分析的区域风险划分管理方法的步骤流程图；

图2是本发明基于数据分析的区域风险划分管理系统的概要框图。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，在一个实施例中，提供了一种基于数据分析的区域风险划分管理方法，方法包括：

S1、统计区域内企业提供的有害气体排放量规划和区域内汽车使用量，结合该区域的天气预报分析获得区域内空气污染的理论系数值；

S2、采集区域内各监测点监测到的各项空气污染主要指标的数值，获得区域内空气污染的实时平均系数值；

S3、对区域内空气污染的实时平均系数值和区域内空气污染的理论系数值进行比对，异常时发出预警。

通过上述技术方案，本实施例开始以区域内历史空气污染平均系数值为依据，将统计获得的区域内企业计划排放的有害气体和区域内汽车排放的有害气体对该区域空气污染系数值影响计入，并根据该区域的天气预报分析获得该区域内后续空气污染的理论系数值，并对该理论系数值与空气污染系数预警值相比对，进行第一次预警判断，以达到判断企业计划排放的有害气体是否会引起区域内空气污染系数值超标的目的，然后通过区域内各监测点对空气的各项污染理论系数值进行实时监测，实时监测过程中将实时监测获得的区域内空气平均污染系数值和空气污染系数预警值相比对，进行第二次预警判断，以达到判断区域内实际空气平均污染系数值是否会超标的目的，最后对实时监测获得的空气平均污染系数值和根据企业提供的有害气体计划排放量获得的理论系数值进行比对，进行第三次预警判断，以达到判断企业实际排放的有害气体是否合规或区域内其他因素发生突变的目的。

步骤S1获得的空气污染的理论系数值

其中，n为空气污染主要指标的项数，i∈[1，n]，为t₁时间点时区域内空气中第i项空气污染主要指标平均数值，t₁＝t-Δt，Δt为监测周期，ε_i为区域内第i项空气污染主要指标权重系数，∈_i为企业排放的有害气体中第i项空气污染主要指标的浓度值，∈_si为第i项空气污染主要指标的标准浓度值，g(∈_i，∈_si)为企业排放的有毒气体中第i项空气污染主要指标浓度值和标准浓度值的对比函数，若∈_i-∈_si>0，则g(∈_i，∈_si)＝∈_i-∈_si，若∈_i-∈_si≤0，则g(∈_i，∈_si)＝0，α_iΔt为Δt区域内企业排放的第i项空气污染主要指标的排放量，C_i为区域内企业排放的第i项空气污染主要指标对空气污染的系数值的影响系数，β_Δt为Δt时间内区域内汽车的有害气体排放量，C_β为汽车排放的有害气体对空气污染系数值的影响系数，δ_Δt为Δt时间内区域内有害气体的消散系数。

通过上述技术方案中，n为空气污染主要指标的项数，i∈[1，n]，其中空气污染主要指标包括但不限于PM2.5、PM10、二氧化氮、二氧化硫和一氧化碳，为t₁时间点时区域内空气中第i项空气污染主要指标平均数值，可根据区域内各监测点监测数据分析获得，ε_i为区域内第i项空气污染主要指标权重系数，根据经验数值计算拟合获得，如此即t₁时间点时区域内实际空气平均污染系数，t₁＝t-Δt，t₁为历史实际点，可根据区域内实时监测获得的空气平均污染系数记录获得，g(∈_i，∈_si)为企业排放的有毒气体中第i项空气污染主要指标浓度值和标准浓度值的对比函数，根据企业提供的有害气体排放计划数据可获得∈_i的具体数值，而∈_si为人体适宜的第i项空气污染主要指标的标准值，具体可根据相关医疗机构获得，当∈_i-∈_si>0时，说明企业待排放的有害气体中第i项空气污染主要指标超过第i项空气污染主要指标的标准值，即企业待排放的有害气体中第i项空气污染主要指标会对该区域空气造成污染，则该函数即为∈_i-∈_si，当若∈_i-∈_si≤0，说明企业待排放的有害气体中第i项空气污染主要指标未达到第i项空气污染主要指标的标准值，即企业待排放的有害气体中第i项空气污染主要指标不会对该区域空气造成污染，则该函数即为0，而α_iΔt为Δt区域内企业排放的第i项空气污染主要指标的排放量，根据企业提供的有害气体排放计划数据获得，C_i为区域内企业排放的第i项空气污染主要指标对空气污染的系数值的影响系数，可根据经验数值计算拟合获得，β_Δt为Δt时间内区域内汽车的有害气体排放量，可根据Δt时间内区域内道路监控预估获得汽车行驶量和单个汽车排放有害气体的速度分析获得，C_β为汽车排放的有害气体对空气污染系数值的影响系数，可根据实验数值计算拟合获得，δ_Δt为Δt时间内区域内有害气体的消散系数。

所述Δt时间内区域内汽车的有害气体排放量

其中，D为汽车的数量，f(D，t)为汽车在区域内行驶数量的函数，C_D为单个汽车排放有害气体的速度。

上述技术方案中，f(D，t)为汽车在区域内行驶数量的函数，通过区域内道路监控系统获得的数据建模拟合获得，C_D为单个汽车排放有害气体的速度，可根据经验数值计算拟合获得。

所述Δt时间内区域内有害气体的消散系数

其中，V为风速，h(V,t)为区域内风速的函数，C_V为通风量对有害气体消散的影响系数，e为自然常数，R_Δt为Δt时间内降雨量，C_R为降雨对有害气体消散的影响系数P_s为区域内有害气体消散标准值。

上述技术方案中，h(V,t)为区域内风速的函数，可根据该区域的天气预报数据建模拟合获得，R_Δt为Δt时间内降雨量，根据该区域的天气预报分析获得，C_R为降雨对有害气体消散的影响系数，根据实际降雨过程中对有害气体消散影响值计算拟合获得，P_s为区域内有害气体消散标准值，根据标准风速下Δt时间内且无降雨量时区域内有害气体消散量获得。

步骤S1的过程还包括：

对获得区域内空气污染的理论系数值K_t与预警值K_e进行比对；

若K_t≥K_e，发出企业规划的有害气体排放量超标的预警；

若K_t<K_e，则不发出预警。

当发出企业规划的有害气体排放量超标的预警时，说明该企业提交的有害气体排放规划不满足该区域内有害气体排放标准。

步骤S2内获得的区域内第i项空气污染主要指标的平均数值

其中，Q为该区域内监测点的个数，p∈[1，Q]，所述γ_tpi为第p个监测点在t时获得的第i项空气污染主要指标的数值；

t时间点时该区域内平均污染系数值

步骤S2的过程还包括：

对获得的区域内平均污染系数值K_vt和预警值K_e进行比对；

若K_vt≥K_e，发出区域内实际有害气体排放量超标的预警；

若K_vt<K_e，则不发出预警。

当发出区域实际有害气体排放量超标的预警时，说明该区域内企业实际排放的有害气体严重超标，已经对居民身体健康产生危害。

步骤S3内对获得的区域内平均污染系数值K_vt和区域内空气污染的理论系数值K_t进行比对：

若K_vt≠K_t，发出区域内有害气体排放量异常的预警；

若K_vt＝K_t，则不发出预警。

当发出区域内有害气体排放量异常的预警时，说明该区域内企业实际排放量和提交的有毒气体排放量规划不符，需重新对该区域Δt时间后的空气污染理论系数值进行重新分析获得。

请参阅附图图2所示，本实施例提供了一种基于数据分析的区域风险划分管理系统，系统包括：

采集模块，用于区域内各监测点对空气污染主要指标数值的实时采集；

分析模块，用于对区域内企业有害气体排放量规划、汽车行驶量、天气预报进行统计分析获得区域内t时理论系数值，并与t时区域内平均污染系数值进行比对；

预警模块，用于区域内空气污染系数值超标或异常进行预警。通过上述技术方案，采集模块可对区域内各监测点处的空气污染主要指标数值进行实时采集，经过分析模块在获得区域内企业有害气体排放规划、汽车行驶量和天气预报进行统计分析后，对区域内空气污染风险系数值进行预见性获得，以判断企业规划的有害气体排放量是否超标，同时对区域内企业实际有害气体排放量进行监测并判断，以避免区域内实际污染系数值超标对人们身体健康造成危害。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种基于数据分析的区域风险划分管理方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、统计区域内企业提供的有害气体排放量规划和区域内汽车使用量，结合该区域的天气预报分析获得区域内空气污染的理论系数值；

S2、采集区域内各监测点监测到的各项空气污染主要指标的数值，获得区域内空气污染的实时平均系数值；

S3、对区域内空气污染的实时平均系数值和区域内空气污染的理论系数值进行比对，异常时发出预警。

2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的区域风险划分管理方法，其特征在于，步骤S1获得的空气污染的理论系数值

其中，n为空气污染主要指标的项数，i∈[1，n]，为t₁时间点时区域内空气中第i项空气污染主要指标平均数值，t₁＝t-Δt，Δt为监测周期，ε_i为区域内第i项空气污染主要指标权重系数，∈_i为企业排放的有害气体中第i项空气污染主要指标的浓度值，∈_si为第i项空气污染主要指标的标准浓度值，g(∈_i，∈_si)为企业排放的有毒气体中第i项空气污染主要指标浓度值和标准浓度值的对比函数，若∈_i-∈_si＞0，则g(∈_i，∈_si)＝∈_i-∈_si，若∈_i-∈_si≤0，则g(∈_i，∈_si)＝0，α_iΔt为Δt区域内企业排放的第i项空气污染主要指标的排放量，C_i为区域内企业排放的第i项空气污染主要指标对空气污染的系数值的影响系数，β_Δt为Δt时间内区域内汽车的有害气体排放量，C_β为汽车排放的有害气体对空气污染系数值的影响系数，δ_Δt为Δt时间内区域内有害气体的消散系数。

3.根据权利要求2所述的一种基于数据分析的区域风险划分管理方法，其特征在于，所述Δt时间内区域内汽车的有害气体排放置

其中，D为汽车的数量，f(D，t)为汽车在区域内行驶数量的函数，C_D为单个汽车排放有害气体的速度。

4.根据权利要求3所述的一种基于数据分析的区域风险划分管理方法，其特征在于，所述Δt时间内区域内有害气体的消散系数

其中，V为风速，h(V，t)为区域内风速的函数，C_V为通风量对有害气体消散的影响系数，e为自然常数，R_Δt为Δt时间内降雨量，C_R为降雨对有害气体消散的影响系数，P_s为区域内有害气体消散标准值。

5.根据权利要求4所述的一种基于数据分析的区域风险划分管理方法，其特征在于，其特征在于，步骤S1的过程还包括：

对获得区域内空气污染的理论系数值K_t与预警值K_e进行比对；

若K_t≥K_e，发出企业规划的有害气体排放量超标的预警；

若K_t＜K_e，则不发出预警。

6.根据权利要求5所述的一种基于数据分析的区域风险划分管理方法，其特征在于，步骤S2内获得的区域内第i项空气污染主要指标的平均数值

其中，Q为该区域内监测点的个数，p∈[1，Q]，所述γ_tpi为第p个监测点在t时获得的第i项空气污染主要指标的数值；

t时间点时该区域内平均污染系数值

7.根据权利要求6所述的一种基于数据分析的区域风险划分管理方法，其特征在于，步骤S2的过程还包括：

对获得的区域内平均污染系数值K_vt和预警值K_e进行比对；

若K_vt≥K_e，发出区域内实际有害气体排放量超标的预警；

若K_vt＜K_e，则不发出预警。

8.根据权利要求7所述的一种基于数据分析的区域风险划分管理方法，其特征在于，步骤S3内对获得的区域内平均污染系数值K_vt和区域内空气污染的理论系数值K_t进行比对：

若K_vt≠K_t，发出区域内有害气体排放量异常的预警；

若K_vt＝K_t，则不发出预警。

9.一种基于数据分析的区域风险划分管理系统，其特征在于，所述系统包括：

采集模块，用于区域内各监测点对空气污染主要指标数值的实时采集；

分析模块，用于对区域内企业有害气体排放量规划、汽车行驶量、天气预报进行统计分析获得区域内t时理论系数值，并与t时区域内平均污染系数值进行比对；

预警模块，用于区域内空气污染系数值超标或异常进行预警。