JP2009103580A - Device, method, and program for simulating diffusion of dust in atmosphere - Google Patents

Device, method, and program for simulating diffusion of dust in atmosphere Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for improving simulating diffusion of dust in the atmosphere, precisely and inexpensively determining a diffusion width and a diffusion coefficient of dust. <P>SOLUTION: The device for simulating diffusion of dust includes: a unit 101 for recording time-series iamges of smoke from a chimney stack located in an object area to be observed using one or more cameras 200 stationarily placed; a unit 102 for producing power images by Fourier-transforming intensity in the time direction for each of the same pixel coordinate of the images in the time-series; a unit 103 for determining a diffusion width at a predetermined location from a relationship in arrangement of a wind direction, cameras, and smoke, by determining the location range of smoke from the power images and determining the diffusion widths on the power images from the location range of the smoke; a unit 104 for determining the diffusion width and the diffusion coefficient at the location where simulation is performed from the diffusion width at the predetermined location; and a unit 105 for simulating the diffusion of dust with numerical analysis by using the diffusion width, the diffusion coefficient, the wind direction, and the wind speed at the locations where the simulation is performed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、粉塵の大気中への拡散を求めるための粉塵の大気中拡散シミュレーション装置、方法及びプログラムに関し、特に、煙突を有する工場や石炭貯蔵場の大気中への粉塵の拡散を精度良く、安価に求めるものに関する。   The present invention relates to a dust atmospheric diffusion simulation apparatus, method, and program for determining the diffusion of dust into the atmosphere, and in particular, accurately disperses dust into the atmosphere of a factory or coal storage with a chimney, It relates to what you want cheaply.

工場や石炭貯蔵場から拡散する粉塵は、その周辺地域の洗濯物や自動車等を汚す等のトラブルを生じさせるため、粉塵の拡散を監視し、その量を最小限度に抑えることは必要不可欠である。そこで、従来は、周辺地域への粉塵の拡散状況を監視する場合、粉塵拡散量測定装置を多数設置し、その計測値によって監視を行っていた。   Dust diffused from factories and coal storage sites causes troubles such as soiling laundry and automobiles in the surrounding area, so it is indispensable to monitor the diffusion of dust and minimize the amount of dust. . Therefore, conventionally, when monitoring the diffusion state of dust to the surrounding area, a large number of dust diffusion amount measuring devices are installed and monitoring is performed based on the measured values.

また、特許文献1には、数値シミュレーションを利用することにより、粉塵拡散量測定点の数を減らし、粉塵の拡散を監視する装置が開示されている。図12に示すように、Pasquill安定度段階分類表(表1を参照)を用いて、風速、日射量等から、安定度段階分類A〜Gを求める。そして、安定度段階分類A〜Gと粉塵の発生源からの距離を用いて、Pasquill-Gifford線図(図13、図14を参照)から、拡散幅の垂直成分σz及び拡散幅の水平成分σyを求める。その後、求めた拡散幅と測定した粉塵拡散量、風向等の測定から数値解析により粉塵の拡散分布を求めている。   Patent Document 1 discloses a device that monitors the diffusion of dust by reducing the number of dust diffusion amount measurement points by using numerical simulation. As shown in FIG. 12, using the Pasquill stability stage classification table (see Table 1), the stability stage classifications A to G are obtained from the wind speed, the amount of solar radiation, and the like. Then, using the stability stage classifications A to G and the distance from the dust source, from the Pasquill-Gifford diagram (see FIGS. 13 and 14), the vertical component σz of the diffusion width and the horizontal component σy of the diffusion width. Ask for. Thereafter, the dust diffusion distribution is obtained by numerical analysis from the obtained diffusion width, measured dust diffusion amount, wind direction, and the like.

Figure 2009103580
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さらに、特許文献2には、画像間相関解析による噴煙の監視方法が開示されている。特許文献3には、音波による煙の監視方法が開示されている。特許文献4には、バルーンを用いた写真計測方法が開示されている。   Furthermore, Patent Literature 2 discloses a method for monitoring smoke by image correlation analysis. Patent Document 3 discloses a smoke monitoring method using sound waves. Patent Document 4 discloses a photo measurement method using a balloon.

特開平2−64437号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-64437 特開2002−90471号公報JP 2002-90471 A 特開昭58−135956号公報Japanese Patent Laid-Open No. 58-13595 特開平8−166400号公報JP-A-8-166400

しかしながら、多数の粉塵拡散量測定装置により拡散状況を監視する従来の方法は、監視精度を向上させるためには比較的高価な測定装置の数を増加させなければならず、経済性が悪いという問題点がある。また、計測点以外の拡散状況は、計測点のデータから補間するしかなかった。   However, the conventional method of monitoring the diffusion state with a large number of dust diffusion amount measuring devices has to increase the number of relatively expensive measuring devices in order to improve the monitoring accuracy, and is not economical. There is a point. In addition, the diffusion state other than the measurement points can only be interpolated from the data of the measurement points.

また、特許文献1に開示されているシミュレーションによる方法では、気象条件の観測値から求めるPasquill安定度段階分類として7段階しかなく、また、実態に合わないこともあり、数値シミュレーションの解析精度が悪いという問題があった。例えば、晴天の正午過ぎの凪の時間帯では、日射量が多く、Pasquill安定度分類のカテゴリーはA,Bとなり、Pasquill-Gifford線図を見ると、拡散幅の水平成分σyは大きな値を示す。ところが、実現象を観察すると、煙は上昇するだけで、拡散幅の水平成分σyは小さいという不一致が生じている。   Further, in the simulation method disclosed in Patent Document 1, there are only seven stages of Pasquill stability stage classification obtained from observed values of weather conditions, and there are cases where it does not match the actual situation, and the numerical simulation analysis accuracy is poor. There was a problem. For example, in the clear sky after noon, the amount of solar radiation is large, the Pasquill stability classification categories are A and B, and the Pasquill-Gifford diagram shows a large value for the horizontal component σy of the diffusion width. . However, when the actual phenomenon is observed, there is a discrepancy that only the smoke rises and the horizontal component σy of the diffusion width is small.

さらに、特許文献2に開示されている画像間相関解析による噴煙の監視方法では、拡散係数が求まらず、粉塵拡散シミュレーションを行えなかった。特許文献3に開示されている音波による煙の監視方法、及び、特許文献4に開示されているバルーンを用いた写真計測方法でも、拡散係数が求まらず、粉塵拡散シミュレーションを行えず、コストが高くなってしまう。   Furthermore, in the method for monitoring smoke by the correlation analysis between images disclosed in Patent Document 2, a diffusion coefficient cannot be obtained and a dust diffusion simulation cannot be performed. Even with the smoke monitoring method using sound waves disclosed in Patent Document 3 and the photo measurement method using a balloon disclosed in Patent Document 4, a diffusion coefficient cannot be obtained, dust diffusion simulation cannot be performed, and the cost Becomes higher.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、粉塵の大気中の拡散幅と拡散係数を精度良く、低コストで求められるようにし、粉塵の大気中への拡散のシミュレーション精度を向上させることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, so that the diffusion width and diffusion coefficient of dust in the atmosphere can be obtained accurately and at low cost, and the simulation accuracy of the diffusion of dust into the atmosphere is improved. The purpose is to let you.

本発明の粉塵の大気中拡散シミュレーション装置は、粉塵の大気中への拡散を求めるための粉塵の大気中拡散シミュレーション装置であって、定置した1台以上のカメラを用いて、観測対象地域に存在する煙突からの煙の時系列画像を記録する手段と、前記時系列画像の同一画素座標毎の時間方向の輝度をフーリエ変換してパワー画像を生成する手段と、前記パワー画像から煙の存在範囲を求め、該煙の存在範囲から前記パワー画像上の拡散幅を求め、風向とカメラと煙の配置関係から所定の地点での拡散幅を求める手段と、前記所定の地点での拡散幅からシミュレーションを実施する地点での拡散幅と拡散係数を求める手段と、前記シミュレーションを実施する地点での拡散幅、拡散係数、風向、風速を少なくとも用いて数値解析により粉塵の拡散をシミュレーションする手段とを備えたことを特徴とする。
本発明の粉塵の大気中拡散シミュレーション方法は、粉塵の大気中への拡散を求めるための粉塵の大気中拡散シミュレーション方法であって、定置した1台以上のカメラを用いて、観測対象地域に存在する煙突からの煙の時系列画像を記録するステップと、前記時系列画像の同一画素座標毎の時間方向の輝度をフーリエ変換してパワー画像を生成するステップと、前記パワー画像から煙の存在範囲を求め、該煙の存在範囲から前記パワー画像上の拡散幅を求め、風向とカメラと煙の配置関係から所定の地点での拡散幅を求めるステップと、前記所定の地点での拡散幅からシミュレーションを実施する地点での拡散幅と拡散係数を求めるステップと、前記シミュレーションを実施する地点での拡散幅、拡散係数、風向、風速を少なくとも用いて数値解析により粉塵の拡散をシミュレーションするステップとを有することを特徴とする。
本発明のプログラムは、粉塵の大気中への拡散を求めるための粉塵の大気中拡散シミュレーションを行うためのプログラムであって、定置した1台以上のカメラを用いて、観測対象地域に存在する煙突からの煙の時系列画像を記録する手段と、前記時系列画像の同一画素座標毎の時間方向の輝度をフーリエ変換してパワー画像を生成する手段と、前記パワー画像から煙の存在範囲を求め、該煙の存在範囲から前記パワー画像上の拡散幅を求め、風向とカメラと煙の配置関係から所定の地点での拡散幅を求める手段と、前記所定の地点での拡散幅からシミュレーションを実施する地点での拡散幅と拡散係数を求める手段と、前記シミュレーションを実施する地点での拡散幅、拡散係数、風向、風速を少なくとも用いて数値解析により粉塵の拡散をシミュレーションする手段としてコンピュータを機能させる。
The dust diffusion simulation apparatus of the present invention is a dust diffusion simulation apparatus for determining the diffusion of dust into the atmosphere, and is present in an observation target area using one or more stationary cameras. Means for recording a time-series image of smoke from the chimney, means for generating a power image by Fourier-transforming the luminance in the time direction for each identical pixel coordinate of the time-series image, and a range of smoke from the power image And calculating a diffusion width on the power image from the smoke existing range, obtaining a diffusion width at a predetermined point from a wind direction and a positional relationship between the camera and smoke, and a simulation from the diffusion width at the predetermined point The means for obtaining the diffusion width and diffusion coefficient at the point where the simulation is performed, and the powder by numerical analysis using at least the diffusion width, the diffusion coefficient, the wind direction and the wind speed at the point where the simulation is performed Characterized by comprising a means for simulating the diffusion.
The method for simulating the diffusion of dust in the atmosphere according to the present invention is a method for simulating the diffusion of dust in the atmosphere to determine the diffusion of the dust into the atmosphere, and is present in the observation target area using one or more stationary cameras. Recording a time-series image of smoke from the chimney, generating a power image by Fourier transforming the luminance in the time direction for each identical pixel coordinate of the time-series image, and a range of smoke from the power image Obtaining a diffusion width on the power image from the smoke existing range, obtaining a diffusion width at a predetermined point from the wind direction and the arrangement relationship between the camera and smoke, and a simulation from the diffusion width at the predetermined point And at least using the diffusion width, diffusion coefficient, wind direction, and wind speed at the point where the simulation is performed. Characterized by a step of simulating the diffusion of dust by the value analysis.
The program of the present invention is a program for performing a simulation of dust diffusion in the atmosphere for determining the diffusion of dust into the atmosphere, and using one or more stationary cameras, a chimney existing in the observation target area Means for recording a time-series image of smoke from the image, means for generating a power image by Fourier transforming the luminance in the time direction for each identical pixel coordinate of the time-series image, and determining the smoke presence range from the power image , A means for obtaining a diffusion width on the power image from the smoke presence range, obtaining a diffusion width at a predetermined point from the wind direction and the relationship between the camera and smoke, and a simulation from the diffusion width at the predetermined point Diffusion of dust by numerical analysis using at least the diffusion width, diffusion coefficient, wind direction, and wind speed at the point where the simulation is carried out Causing a computer to function as simulation means.

本発明によれば、粉塵の大気中の拡散幅と拡散係数を精度良く、低コストで求めらることができ、粉塵の大気中への拡散シミュレーションの精度を向上させることができる。これにより、粉塵拡散の抑制対策のアクションを早く実行でき、周辺地域に拡散する粉塵の量を抑制する等の環境改善を促進させることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the diffusion width and diffusion coefficient in the atmosphere of dust can be calculated | required accurately and at low cost, and the precision of the diffusion simulation to the atmosphere of dust can be improved. Thereby, the action of the countermeasure for suppressing dust diffusion can be executed quickly, and environmental improvement such as suppression of the amount of dust diffusing in the surrounding area can be promoted.

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
図1に、本実施形態における粉塵の大気中への拡散を求めるための粉塵の大気中拡散シミュレーション装置の機能構成を示す。大気中拡散シミュレーション装置100には、観測対象地域に存在する煙突からの煙の時系列画像(連続画像)を記録するためのカメラ200が接続する。なお、図1ではカメラ200は1台しか図示していないが、複数台あってもよい。また、図2に、本実施形態における粉塵の大気中への拡散を求めるための粉塵の大気中拡散シミュレーション方法のフローチャートを示す。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a functional configuration of a dust diffusion simulation apparatus for determining the diffusion of dust into the atmosphere in the present embodiment. Connected to the atmospheric diffusion simulation apparatus 100 is a camera 200 for recording a time-series image (continuous image) of smoke from a chimney existing in the observation target area. Although only one camera 200 is shown in FIG. 1, a plurality of cameras may be provided. FIG. 2 shows a flowchart of a dust diffusion simulation method for dust in the present embodiment for obtaining diffusion of dust into the atmosphere.

記録部101は、定置した1台以上のカメラ200を用いて、観測対象地域に存在する煙突からの煙の時系列画像を記録する(図2のステップS101)。ここでは、煙突からの煙を撮影した画像を所定の時間間隔(例えば一定時間間隔)で連続的に記録する。   The recording unit 101 records a time-series image of smoke from a chimney existing in the observation target area using one or more cameras 200 that are stationary (step S101 in FIG. 2). Here, images obtained by photographing smoke from the chimney are continuously recorded at a predetermined time interval (for example, a constant time interval).

パワー画像生成部102は、記録部101で記録された時系列画像の同一画素座標毎の時間方向の輝度をフーリエ変換してパワー画像を生成する(図2のステップS102)。   The power image generation unit 102 generates a power image by performing Fourier transform on the luminance in the time direction for each identical pixel coordinate of the time-series image recorded by the recording unit 101 (step S102 in FIG. 2).

拡散幅演算部103は、パワー画像生成部102で生成されたパワー画像から煙の存在範囲を求め、該煙の存在範囲からパワー画像上の拡散幅を求め、風向とカメラ200と煙の配置関係から観測点(所定の地点)での拡散幅を求める(図2のステップS103)。   The diffusion width calculation unit 103 obtains the smoke existence range from the power image generated by the power image generation unit 102, obtains the diffusion width on the power image from the smoke existence range, and arranges the wind direction, the camera 200, and the smoke 2 to obtain the diffusion width at the observation point (predetermined point) (step S103 in FIG. 2).

拡散幅・拡散係数演算部104は、拡散幅演算部103で求められた観測点での拡散幅からシミュレーションを実施する地点(任意の地点)での拡散幅と拡散係数を求める(図2のステップS104)。   The diffusion width / diffusion coefficient computing unit 104 obtains the diffusion width and the diffusion coefficient at the point (arbitrary point) where the simulation is performed from the diffusion width at the observation point obtained by the diffusion width computing unit 103 (step in FIG. 2). S104).

シミュレーション部105は、拡散幅・拡散係数演算部104で求められたシミュレーションを実施する地点での拡散幅、拡散係数、風向、風速、発塵強度、発塵強度測定地点の位置情報を用いて数値解析により粉塵の拡散をシミュレーションする(図2のステップS105)。   The simulation unit 105 numerically uses the diffusion width, diffusion coefficient, wind direction, wind speed, dust generation intensity, and position information of the dust generation intensity measurement point at the point where the simulation is performed, which is obtained by the diffusion width / diffusion coefficient calculation unit 104. Dust diffusion is simulated by analysis (step S105 in FIG. 2).

以下、上記各ステップの詳細を説明する。図3に示すように、煙突からの煙の画像は時間と共に変化するので、定置した1台以上のカメラ200を用いて、観測対象地域に存在する煙突からの煙の時系列画像を記録する。なお、図3は、カメラ200で撮影された時系列画像(写真)を図示化したものである。   Hereinafter, the details of the above steps will be described. As shown in FIG. 3, since the image of the smoke from the chimney changes with time, the time series image of the smoke from the chimney existing in the observation target area is recorded using one or more stationary cameras 200. FIG. 3 illustrates a time-series image (photograph) taken by the camera 200.

図4に示すように、時系列画像1の同一画素座標(x,y)での時間方向の輝度p(x,y,i)を(1)式を用いてフーリエ変換して、該画素座標(x,y)でのパワーEp(x,y)を求める。2Nは積分画像数である。iは連続画像の番号で、0から2N−1とする。なお、図4において、2は連続画像の同一画素座標の時間方向の輝度の時系列を表わす。 As shown in FIG. 4, the luminance p (x, y, i) in the time direction at the same pixel coordinate (x, y) of the time series image 1 is Fourier-transformed using the equation (1), and the pixel coordinate is obtained. The power E p (x, y) at (x, y) is obtained. 2N is the number of integral images. i is a number of continuous images, and is set to 0 to 2N-1. In FIG. 4, 2 represents a time series of luminances in the time direction of the same pixel coordinates of the continuous image.

Figure 2009103580
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画素座標(x,y)でのパワーEp(x,y)を画面表示したものをパワー画像と定義する。図5は、パワー画像上の拡散幅σiの観測方法を説明するための図である。なお、図5は、画面表示されている画像を図示化にしたものである。また、図6は、風向が分かっているときのカメラ200、煙突、観測点mの配置関係を示す平面図である。画素座標(x,y)でのパワーEp(x,y)は、煙と煙以外では大きく異なり、ここでは、画素座標(x,y)でのパワーEp(x,y)の最大値の1/10以上の範囲を煙の存在範囲とする。 A power image is defined as the power E p (x, y) at pixel coordinates (x, y) displayed on the screen. FIG. 5 is a diagram for explaining an observation method of the diffusion width σi on the power image. FIG. 5 illustrates the image displayed on the screen. FIG. 6 is a plan view showing the positional relationship between the camera 200, the chimney, and the observation point m when the wind direction is known. The power E p (x, y) at the pixel coordinates (x, y) differs greatly except for smoke and smoke, and here, the maximum value of the power E p (x, y) at the pixel coordinates (x, y). The range of 1/10 or more of the smoke is the smoke presence range.

上記のようにして求めた煙の幅を測定し、パワー画像上の拡散幅σiとする。風向が分かっている場合、図6に示すように、風向、煙突から観測点mまでの実距離X´、カメラ200から煙突までの実距離aから、カメラ200から観測点mまでの実距離bを算出することができる。図5において、基準長さ(例えば既知の煙突の高さ)Lを用いて、パワー画像上での基準長さLiとパワー画像上での拡散幅σiとから縮尺を考慮して、観測点mでの拡散幅σz´を(2)式で求める。そして、(3)式でシミュレーションを実施する地点での拡散幅σzに変換する。また、(4)式で拡散係数Kを求める。なお、uは煙突に向かって吹く風の風速である。   The smoke width obtained as described above is measured and set as the diffusion width σi on the power image. When the wind direction is known, as shown in FIG. 6, the actual distance b from the camera 200 to the observation point m from the wind direction, the actual distance X ′ from the chimney to the observation point m, the actual distance a from the camera 200 to the chimney, and b. Can be calculated. In FIG. 5, using a reference length (for example, a known chimney height) L, an observation point m is considered in consideration of the scale from the reference length Li on the power image and the diffusion width σi on the power image. The diffusion width σz ′ at is obtained from equation (2). And it converts into diffusion width (sigma) z in the point which implements simulation by (3) Formula. Further, the diffusion coefficient K is obtained by the equation (4). Note that u is the wind speed of the wind blowing toward the chimney.

Figure 2009103580
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このようにして求めたシミュレーションを実施する地点での拡散幅σz、拡散係数K、風向、風速u、測定した発塵強度(粉塵拡散量)、発塵強度観測点の位置情報を用いて数値解析により粉塵の拡散分布をシミュレーションして求める。   Numerical analysis using the diffusion width σz, the diffusion coefficient K, the wind direction, the wind speed u, the measured dust intensity (dust diffusion amount), and the position information of the dust intensity observation point at the point where the simulation is obtained in this way. By simulating the diffusion distribution of dust.

以上のように、気象条件の観測値と煙突からの煙の時系列画像から直接拡散係数の関係を求めることができる。これにより、気象条件の観測値と拡散幅の関係が7段階の大気安定度カテゴリー以上に細かくかつ定量的に求められ、粉塵の大気中への拡散シミュレーション精度を向上させることが可能になる。   As described above, the relationship between the diffusion coefficient can be directly obtained from the observation value of the weather condition and the time series image of the smoke from the chimney. As a result, the relationship between the observation value of the weather condition and the diffusion width is determined more finely and quantitatively than the seven-stage atmospheric stability category, and it becomes possible to improve the simulation accuracy of the diffusion of dust into the atmosphere.

(実施例)
本発明の実施例を説明する。まず、定置した1台以上のカメラ200を用いて、観測対象地域に存在する煙突からの煙の時系列画像を記録する。そして、時系列画像の同一画素座標(x,y)での時間方向の輝度p(x,y,i)を(1)式を用いてフーリエ変換して、該画素座標(x,y)でのパワーEp(x,y)を求め、図7に示すように、パワー画像を求める。なお、図7は、画面表示されている画像を図示化にしたものである。ここで、時間刻みは1秒、積分画像数2N=256枚とした。
(Example)
Examples of the present invention will be described. First, a time series image of smoke from a chimney existing in the observation target area is recorded using one or more stationary cameras 200. Then, the luminance p (x, y, i) in the time direction at the same pixel coordinate (x, y) of the time series image is Fourier transformed using the equation (1), and the pixel coordinate (x, y) is used. Power E p (x, y) is obtained, and a power image is obtained as shown in FIG. FIG. 7 illustrates the image displayed on the screen. Here, the time increment was 1 second, and the number of integrated images was 2N = 256.

風速uが図8に示すように、風向が図9に示すように変化する場合、拡散幅観測方向を煙の風下方向に1方向決めると、所定の地点は、図6のm点となる。基準長さL=30m、カメラ200から煙突までの実距離a=100m(図6を参照)等を予め調べておけば、図6を参照して、煙突から観測点mまでの実距離X´、カメラ200から観測点mまでの実距離bは一意的に求めることができる。   When the wind velocity u changes as shown in FIG. 9 as shown in FIG. 8 and the wind speed u changes as shown in FIG. 9, if the diffusion width observation direction is determined to be one direction in the leeward direction of smoke, the predetermined point becomes m point in FIG. If the reference length L = 30 m and the actual distance a = 100 m from the camera 200 to the chimney (see FIG. 6) and the like are checked in advance, the actual distance X ′ from the chimney to the observation point m will be described with reference to FIG. The actual distance b from the camera 200 to the observation point m can be obtained uniquely.

図5において、基準長さLを用いて、写真から縮尺を考慮して(2)式で観測点mでの拡散幅σz´を求める。そして、(3)式でX=100[m]等での拡散幅σzに変換する。また、(4)式で拡散係数Kを求める。   In FIG. 5, using the reference length L, the diffusion width σz ′ at the observation point m is obtained by the equation (2) in consideration of the scale from the photograph. Then, it is converted into a diffusion width σz with X = 100 [m] or the like in the equation (3). Further, the diffusion coefficient K is obtained by the equation (4).

図10に、本発明を適用した手法により求めた粉塵発生源(煙突)から100mm地点での拡散幅の時系列を示し、従来のPasquill-Gifford線図での拡散幅のオーダーと比較した。両方を比較すると値は同じオーダーである。しかし、従来法は離散的に変化するのに対して、本発明を適用した手法では、時系列に連続して変化していることがわかる。この結果からも、気象条件の観測値と拡散幅の関係が7段階の大気安定度カテゴリー以上に細かくかつ定量的に求められ、粉塵の大気中への拡散シミュレーション精度を向上させることができることがわかる。   FIG. 10 shows a time series of the diffusion width at a point of 100 mm from the dust generation source (chimney) obtained by the method to which the present invention is applied, and compared with the order of the diffusion width in the conventional Pasquill-Gifford diagram. When both are compared, the values are in the same order. However, it can be seen that the conventional method changes discretely, whereas the method to which the present invention is applied continuously changes in time series. This result also shows that the relationship between the observed values of the weather conditions and the diffusion width is more detailed and quantitative than the seven-step atmospheric stability category, and it is possible to improve the accuracy of the dust diffusion simulation into the atmosphere. .

図11には、本発明の大気中拡散シミュレーション装置として機能しうるコンピュータのハードウェア構成例を示す。コンピュータは、装置全体を制御する中央処理装置であるCPU51、各種入力条件や解析結果等を表示する表示部52、解析結果等を保存するハードディスク等の記憶部53を有する。また、制御プログラム、各種アプリケーションプログラム、データ等を記憶するROM(リードオンリーメモリ)54を有する。また、上記制御プログラムに基づいてCPU51が各部を制御しながら処理を行うときに用いる作業領域であるRAM(ランダムアクセスメモリ)55、及びキーボード、マウス等の入力部56等から構成されている。   FIG. 11 shows a hardware configuration example of a computer that can function as the atmospheric diffusion simulation apparatus of the present invention. The computer includes a CPU 51 that is a central processing unit that controls the entire apparatus, a display unit 52 that displays various input conditions, analysis results, and the like, and a storage unit 53 such as a hard disk that stores analysis results and the like. Further, it has a ROM (Read Only Memory) 54 for storing a control program, various application programs, data and the like. The CPU 51 includes a RAM (Random Access Memory) 55 which is a work area used when the CPU 51 performs processing while controlling each unit based on the control program, and an input unit 56 such as a keyboard and a mouse.

なお、本発明の目的は、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給することによっても達成される。この場合、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。   The object of the present invention can also be achieved by supplying a storage medium storing software program codes for realizing the functions of the above-described embodiments to a system or apparatus. In this case, the computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus reads and executes the program code stored in the storage medium.

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。   In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the program code itself and the storage medium storing the program code constitute the present invention. As a storage medium for supplying the program code, for example, a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-R, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.

本実施形態における粉塵の大気中拡散シミュレーション装置の機能構成を示す図である。It is a figure which shows the function structure of the atmospheric diffusion simulation apparatus in this embodiment. 本実施形態における粉塵の大気中拡散シミュレーション方法のフローチャートである。It is a flowchart of the atmospheric diffusion simulation method of dust in this embodiment. 煙突からの煙の時系列画像を示す図である。It is a figure which shows the time-sequential image of the smoke from a chimney. 時系列画像の概念を示す図である。It is a figure which shows the concept of a time series image. パワー画像上の拡散幅σiの観測方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the observation method of the diffusion width (sigma) i on a power image. 風向が分かっているときのカメラ、煙突、観測点の配置関係を示す平面図である。It is a top view which shows the arrangement | positioning relationship of a camera, a chimney, and an observation point when a wind direction is known. パワー画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a power image. 煙突に向かって吹く風の風速uの時系列を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the time series of the wind speed u of the wind which blows toward a chimney. 風向の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of a wind direction. 本発明と従来法との比較を説明するための図であり、垂直拡散幅の時系列を示す特性図である。It is a figure for demonstrating the comparison with this invention and the conventional method, and is a characteristic view which shows the time series of a perpendicular | vertical diffusion width. 本発明の大気中拡散シミュレーション装置として機能しうるコンピュータのハードウェア構成例を示す図である。It is a figure which shows the hardware structural example of the computer which can function as an atmospheric diffusion simulation apparatus of this invention. Pasquill-Gifford線図を用いた手法による大気中拡散シミュレーションを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the atmospheric diffusion simulation by the method using the Pasquill-Gifford diagram. Pasquill-Gifford線図における拡散幅の水平成分の特性図である。It is a characteristic figure of the horizontal component of the diffusion width in a Pasquill-Gifford diagram. Pasquill-Gifford線図における拡散幅の垂直成分の特性図である。It is a characteristic view of the vertical component of the diffusion width in the Pasquill-Gifford diagram.

符号の説明Explanation of symbols

100 大気中拡散シミュレーション装置
101 記録部
102 パワー画像生成部
103 拡散幅演算部
104 拡散幅・拡散係数演算部
105 シミュレーション部
200 カメラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Atmospheric diffusion simulation apparatus 101 Recording part 102 Power image generation part 103 Diffusion width calculating part 104 Diffusion width / diffusion coefficient calculating part 105 Simulation part 200 Camera

Claims (3)

粉塵の大気中への拡散を求めるための粉塵の大気中拡散シミュレーション装置であって、
定置した1台以上のカメラを用いて、観測対象地域に存在する煙突からの煙の時系列画像を記録する手段と、
前記時系列画像の同一画素座標毎の時間方向の輝度をフーリエ変換してパワー画像を生成する手段と、
前記パワー画像から煙の存在範囲を求め、該煙の存在範囲から前記パワー画像上の拡散幅を求め、風向とカメラと煙の配置関係から所定の地点での拡散幅を求める手段と、
前記所定の地点での拡散幅からシミュレーションを実施する地点での拡散幅と拡散係数を求める手段と、
前記シミュレーションを実施する地点での拡散幅、拡散係数、風向、風速を少なくとも用いて数値解析により粉塵の拡散をシミュレーションする手段とを備えたことを特徴とする粉塵の大気中拡散シミュレーション装置。
An apparatus for simulating the diffusion of dust into the atmosphere to determine the diffusion of dust into the atmosphere,
Means for recording a time-series image of smoke from a chimney existing in the observation area using one or more stationary cameras;
Means for generating a power image by Fourier transforming the luminance in the time direction for each identical pixel coordinate of the time series image;
Means for obtaining a smoke existing range from the power image, obtaining a diffusion width on the power image from the smoke existing range, and obtaining a diffusion width at a predetermined point from a wind direction, a camera and smoke arrangement relationship;
Means for obtaining a diffusion width and a diffusion coefficient at a point where the simulation is performed from the diffusion width at the predetermined point;
An apparatus for simulating the diffusion of dust in the atmosphere, comprising: means for simulating the diffusion of dust by numerical analysis using at least a diffusion width, a diffusion coefficient, a wind direction, and a wind speed at a point where the simulation is performed.
粉塵の大気中への拡散を求めるための粉塵の大気中拡散シミュレーション方法であって、
定置した1台以上のカメラを用いて、観測対象地域に存在する煙突からの煙の時系列画像を記録するステップと、
前記時系列画像の同一画素座標毎の時間方向の輝度をフーリエ変換してパワー画像を生成するステップと、
前記パワー画像から煙の存在範囲を求め、該煙の存在範囲から前記パワー画像上の拡散幅を求め、風向とカメラと煙の配置関係から所定の地点での拡散幅を求めるステップと、
前記所定の地点での拡散幅からシミュレーションを実施する地点での拡散幅と拡散係数を求めるステップと、
前記シミュレーションを実施する地点での拡散幅、拡散係数、風向、風速を少なくとも用いて数値解析により粉塵の拡散をシミュレーションするステップとを有することを特徴とする粉塵の大気中拡散シミュレーション方法。
A method for simulating the diffusion of dust into the atmosphere to determine the diffusion of dust into the atmosphere,
Recording a time-series image of smoke from a chimney present in the observation area using one or more stationary cameras;
Generating a power image by Fourier transforming the luminance in the time direction for each identical pixel coordinate of the time-series image;
Obtaining a smoke presence range from the power image, obtaining a diffusion width on the power image from the smoke existence range, obtaining a diffusion width at a predetermined point from a wind direction and a camera and smoke arrangement relationship;
Obtaining a diffusion width and a diffusion coefficient at a point where the simulation is performed from a diffusion width at the predetermined point;
And simulating the diffusion of dust by numerical analysis using at least a diffusion width, a diffusion coefficient, a wind direction, and a wind speed at a point where the simulation is performed.
粉塵の大気中への拡散を求めるための粉塵の大気中拡散シミュレーションを行うためのプログラムであって、
定置した1台以上のカメラを用いて、観測対象地域に存在する煙突からの煙の時系列画像を記録する手段と、
前記時系列画像の同一画素座標毎の時間方向の輝度をフーリエ変換してパワー画像を生成する手段と、
前記パワー画像から煙の存在範囲を求め、該煙の存在範囲から前記パワー画像上の拡散幅を求め、風向とカメラと煙の配置関係から所定の地点での拡散幅を求める手段と、
前記所定の地点での拡散幅からシミュレーションを実施する地点での拡散幅と拡散係数を求める手段と、
前記シミュレーションを実施する地点での拡散幅、拡散係数、風向、風速を少なくとも用いて数値解析により粉塵の拡散をシミュレーションする手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
A program for simulating the diffusion of dust into the atmosphere to determine the diffusion of dust into the atmosphere,
Means for recording a time-series image of smoke from a chimney existing in the observation area using one or more stationary cameras;
Means for generating a power image by Fourier transforming the luminance in the time direction for each identical pixel coordinate of the time series image;
Means for obtaining a smoke existing range from the power image, obtaining a diffusion width on the power image from the smoke existing range, and obtaining a diffusion width at a predetermined point from a wind direction, a camera and smoke arrangement relationship;
Means for obtaining a diffusion width and a diffusion coefficient at a point where the simulation is performed from the diffusion width at the predetermined point;
A program for causing a computer to function as means for simulating dust diffusion by numerical analysis using at least a diffusion width, a diffusion coefficient, a wind direction, and a wind speed at a point where the simulation is performed.
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