JP2022540416A - メタンピーク検出 - Google Patents

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Abstract

【解決手段】空気質を監視するための方法が開示されている。この方法は、センサデータを提供するために移動センサプラットフォームを用いてエタンおよびメタンを測定することを含む。センサデータは、非ゼロの移動センサプラットフォーム速度で捕捉されたメタンデータおよびエタンデータを含む。メタンおよびエタンのピークが、センサデータ内で特定される。メタンピークとエタンピークとの間の相関、および／または、メタンピークと１３Ｃの少なくとも１つの量との間の相関が決定される。メタンの発生源が、相関に基づいて決定される。【選択図】図２Ａ

Description

他の出願の相互参照
本願は、名称を「ＭＥＴＨＡＮＥ ＰＥＡＫ ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ」とする２０１９年７月８日出願の米国仮特許出願第６２／８７１，４７３号に基づく優先権を主張し、その出願は、すべての目的のために参照によって本明細書に組み込まれる。
環境監視は、環境（例えば、空気）中の公害物質のレベルを測定し、潜在的に有害な汚染を検出する。１つのかかる公害物質がメタン（ＣＨ４）である。メタンは、付近の人間にとって空気の質に悪影響を与えるだけでなく、温室効果ガスでもある。メタンは、様々な自然の発生源および人為的な発生源から放出され、天然ガスの重要な成分である。したがって、メタン源（天然ガス漏れなど）を検出することが望ましい。天然ガス漏れは、油井での天然ガスの抽出から、処理された天然ガスをエンドユーザへ輸送する供給システムまで、生産および供給の様々なステージで発生しうる。天然ガス漏れを検出するために、様々な技術が利用されうる。油井では、固定式メタン（ＣＨ４）センサまたは赤外線撮像システムが、大きい漏れを検出するために用いられている。供給システム（すなわち、パイプライン）における漏れに対しては、既存の車載システムが、車両の移動中にメタン（ＣＨ４）漏れを探索しうる。閾値量のメタンを検出すると、車両は停止され、エタン（Ｃ２Ｈ６）の探索が行われる。検出器が静止している間に、エタンおよびメタンが適切な割合で検出された場合、天然ガスが検出されたと見なされる。
かかる従来のシステムは、一部の天然ガス漏れを見つけることができるが、様々な欠点がある。したがって、メタン源（例えば、天然ガス漏れ）を検出するための改良メカニズムが望まれている。
以下の詳細な説明と添付の図面において、本発明の様々な実施形態を開示する。
環境データを収集および処理するためのシステムの一実施形態を示す図。
環境質に対するメタンの影響を監視するための方法の一実施形態を示すフローチャート。 環境質に対するメタンの影響を監視するための方法の一実施形態を示すフローチャート。
移動センサプラットフォームを用いて環境質に対するメタンの影響を監視するための方法の一実施形態を示すフローチャート。
ガス（メタンなど）の検出のためのベースラインを設定するための方法の一実施形態を示すフローチャート。
複数の車両を用いて環境質に対するメタンの影響を監視するための方法の一実施形態を示すフローチャート。
複数の車両を用いて環境質データを処理するための方法の一実施形態を示すフローチャート。
様々な可能なルートの実施形態を示す図。
可能なエリアの一実施形態を示す図。
ピークの位置の実施形態を示す図。 対応するクラスタの実施形態を示す図。
クラスタの位置の実施形態を示す図。 対応するクラスタエリアの実施形態を示す図。
プルームモデル化のために用いられるピークの実施形態を示す図。 プルームモデル化のために用いられるピークの実施形態を示す図。 プルームモデル化のために用いられるピークの実施形態を示す図。 プルームモデル化のために用いられるピークの実施形態を示す図。
本発明は、処理、装置、システム、物質の組成、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体上に具現化されたコンピュータプログラム製品、および／または、プロセッサ（プロセッサに接続されたメモリに格納および／またはそのメモリによって提供される命令を実行するよう構成されているプロセッサ）を含め、様々な形態で実施されうる。本明細書では、これらの実施例または本発明が取りうる任意の他の形態が、技術と呼ばれうる。一般に、開示されている処理の工程の順序は、本発明の範囲内で変更されてもよい。特に言及しない限り、タスクを実行するよう構成されるものとして記載されたプロセッサまたはメモリなどの構成要素は、或る時間にタスクを実行するよう一時的に構成された一般的な構成要素として、または、タスクを実行するよう製造された特定の構成要素として実装されてよい。本明細書では、「プロセッサ」という用語は、１または複数のデバイス、回路、および／または、コンピュータプログラム命令などのデータを処理するよう構成された処理コアを指すものとする。
以下では、本発明の原理を示す図面を参照しつつ、本発明の１または複数の実施形態の詳細な説明を行う。本発明は、かかる実施形態に関連して説明されているが、どの実施形態にも限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定されるものであり、本発明は、多くの代替物、変形物、および、等価物を含む。以下の説明では、本発明の完全な理解を提供するために、多くの具体的な詳細事項が記載されている。これらの詳細事項は、例示を目的としたものであり、本発明は、これらの具体的な詳細事項の一部または全てがなくとも特許請求の範囲に従って実施可能である。簡単のために、本発明に関連する技術分野で周知の技術事項については、本発明が必要以上にわかりにくくならないように、詳細には説明していない。
環境データは、公害物質、汚染物質、および／または、環境のその他の要素を含む。環境質は、この環境データに基づいて評価可能であり、人間および／または他の生物に対する環境の適合性の尺度である。環境質の重要な側面は、空気質である。したがって、環境データは、空気質（例えば、空気中の様々な公害物質の有無）および環境の他の特徴に関連する測定値を含むが、これらに限定されない。例えば、空気質および気候変動に関連する１つのかかる公害物質は、メタン（ＣＨ４）である。メタンは、天然ガス中に存在するので、天然ガス漏れが、メタン公害物質の１つの発生源である。天然ガス漏れは、天然ガスが抽出される油井、天然ガスを油井から処理システムへ輸送する上流供給システム、天然ガスを精製する処理システム、および、天然ガス（すなわち、精製され処理された天然ガス）をエンドユーザへ提供する供給システムにおいて、発生しうる。したがって、天然ガス漏れを検出して特徴付けることが望ましい。
様々な技術が、天然ガス漏れを検出するために用いられている。油井では、漏れがしばしば大規模になるため、コストが掛かると共に、重大なＣＨ４発生源になる。固定式ＣＨ４センサまたは赤外線撮像システムが、油井での大規模な漏れを探索するために用いられている。固定式ＣＨ４センサは、多量の天然ガス漏れを検出できる。赤外線撮像システムは、油井での漏れの発生源を光学的に位置特定する試みに利用されうる。撮像システムまたは固定式メタンセンサが、ＣＨ４の検出を示唆すると、漏れが発見されたと見なされる。供給システム（すなわち、パイプライン）における漏れに対しては、既存の車載システムが、車両の移動中にＣＨ４漏れを探索しうる。閾値量のＣＨ４を検出すると、車両は停止され、エタン（Ｃ２Ｈ６）の探索が行われる。検出器が静止している間に、エタンおよびメタンが適切な割合で検出された場合、天然ガスが検出されたと見なされる。
かかる従来のシステムは、一部の天然ガス漏れを見つけることができるが、コストおよび複雑さ故に、まれにしか配備されえない。さらに、かかる技術は、エラーを起こす場合があり、サイズがより小さい漏れを見逃す場合があり、パイプラインまたはその他の供給システムにおける漏れを検出できない場合があり、より広いエリアに広がる漏れを見逃す場合があり、時間が掛かり、その他の問題も起こしやすい。したがって、天然ガス漏れを検出するための改良メカニズムが望まれている。
環境質を監視するための技術が記載されている。その技術は、ＣＨ４、ひいては、空気質に対するＣＨ４の影響、を監視するためのメカニズムであると考えられてよい。その技術は、センサデータを提供するために移動センサプラットフォームを用いてエタン（Ｃ２Ｈ６）およびメタンを測定することを含む。センサデータは、非ゼロの移動センサプラットフォーム速度で捕捉されたメタンデータおよびエタンデータを含む。いくつかの実施形態において、エタンおよびメタンのデータは、少なくとも５マイル毎時（８ｋｍ／ｈ）の移動センサプラットフォーム速度で捕捉されたデータを含む。いくつかの実施形態において、速度は、１０マイル毎時（１６ｋｍ／ｈ）以上である。いくつかの実施形態において、速度は、３４マイル毎時（５４．４ｋｍ／ｈ）を超えない。例えば、いくつかの実施形態において、速度は、３メートル毎秒以上かつ１５メートル毎秒以下である（６ｍｐｈ～３４ｍｐｈ）。いくつかの実施形態において、メタンおよびエタンのデータは、非ゼロの移動センサプラットフォーム速度で捕捉されたデータからなる。また、メタンおよびエタンのデータは、データ捕捉処理でのユーザの介入なしに、受動的に捕捉されたデータからなってもよい。
メタンおよびエタンのピークが、センサデータ内で特定される。メタンピークとエタンピークとの間の相関、および／または、１３Ｃの少なくとも１つの量と少なくとも１つのメタンピークとの間の相関が決定される。メタンの発生源が、相関に基づいて決定される。相関は、ピーク形状の相関、ピークが時間的に同位置にあること、ピークが地理的に同位置にあること、および、ピークが特定のタイプのメタン発生源に適合した比率を有すること、の内の少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態において、移動センサプラットフォーム速度は、例えば、メタンおよびエタンピークの特定および／またはメタンピークとエタンピークとの間の相関の決定の際に考慮される。メタンとエタンとの間の相関を決定するために、メタンに対するメタンに対するエタンの比率範囲が算出されてよい。かかる実施形態において、発生源を特定することは、さらに、比率範囲に基づいて発生源を特定することを含む。例えば、比率範囲が１パーセント以上かつ６パーセント以下である場合、天然ガス発生源が存在すると判定される。比率範囲が６パーセントを超える場合、熱を発する発生源（天然ガスの油井など）が存在すると判定されてよい。比率範囲が１パーセント未満である場合、非天然ガス発生源（埋め立て地またはその他の生物由来の発生源）が存在すると判定されてよい。いくつかの実施形態において、その他の発生源および／またはさらなる発生源が、比率範囲に基づいて特定されてもよい。いくつかの実施形態において、メタンおよびエタンのピークに対して、同時発生のＣＯピークが欠けているか否かも判定される。かかる実施形態において、発生源は、同時発生のＣＯピークが欠けている場合にのみ天然ガス発生源として特定される。いくつかの実施形態において、同時発生のＣＯピークは、メタンが車両（例えば、自動車）の排出に起因していることを示すと考えられる。
また、センサデータは、さらに分析されてもよい。例えば、発生源位置は、特定された発生源、１または複数の対応するメタンピーク、１または複数の対応するエタンピーク、風速、および、風向に基づいて決定されてよい。クラスタリングが、１または複数のメタンピーク、１または複数のエタンピーク、ならびに／もしくは、複数の発生源に対して実行されてよい。
さらに、メタンおよび／またはエタンのベースラインが決定されてよい。ベースラインの決定は、メタンおよび／またはエタンのピークの特定を可能にする。いくつかの実施形態において、ローリングベースライン（ｒｏｌｌｉｎｇ ｂａｓｅｌｉｎｅ）が、２０秒～１分（例えば、３０秒）など特定の時間（すなわち、ベースライン期間）の間に測定されたエタンおよびメタンの中央値に基づいて決定される。いくつかの実施形態において、ベースライン期間のサイズひいてはベースラインに対応するエリアが、変更されてよい。例えば、メタンおよび／またはエタンのデータが捕捉されてベースラインの決定に用いられるベースライン期間は、特定の地域における高い測定値を考慮するために変更されてよい。かかる実施形態において、高いメタンおよび高いエタンに対応する地域が特定される。かかる地域は、或る量の２乗に対応する面積を有する。その量は、移動センサプラットフォーム速度にベースライン期間（例えば、３０秒）を乗じたものである。その地域に対するメタンおよびエタンのベースラインは、新しいより長い期間（例えば、１分より長く、４分以下の期間）を用いて再計算される。メタンベースラインは、より長い時間を用いて収集されたその地域のメタンデータの中央値である。エタンベースラインは、より長い時間を用いて収集されたその地域のエタンデータの中央値である。エタンおよびメタンの閾値が、エタンおよびメタンのベースラインに基づいて設定される。エタンおよびメタンの閾値は、ベースライン以上である。いくつかの実施形態において、エタンおよびメタンの閾値は、検出の感度を調整するために用いられてよい。エタンおよびメタンの閾値を低くすれば、ピーク検出の感度が高くなる。したがって、メタンピークは、メタン閾値より高い複数のメタン測定値をその地域に含むセンサデータとして特定されてよい。同様に、エタンピークは、エタン閾値より高い複数のエタン測定値をその地域に含むセンサデータとして特定されてよい。メタンピークは、複数のメタン測定値のメタン加重平均に基づいた位置を有する。同様に、エタンピークは、複数のエタン測定値のエタン加重平均に基づいた位置を有する。いくつかの実施形態において、メタンおよび／またはエタンのピークは、ピークの最大濃度になるように選択された位置を有する。
いくつかの実施形態において、システムは、プロセッサと、プロセッサに接続され、プロセッサに命令を提供するよう構成されているメモリと、を備える。かかる実施形態において、プロセッサは、移動センサプラットフォームを用いて捕捉されたセンサデータを受信するよう構成されている。センサデータは、非ゼロの移動センサプラットフォーム速度で捕捉されたメタンデータおよびエタンデータを含む。プロセッサは、メタンピークおよびエタンピークを特定し、メタンピークとエタンピークとの間の相関を決定するよう構成されている。プロセッサは、さらに、相関に基づいて、メタンの発生源を特定するよう構成されている。相関は、ピーク形状の相関、ピークが時間的に同位置にあること、ピークが地理的に同位置にあること、および、ピークが特定のタイプのメタン発生源に適合した比率を有すること、の内の少なくとも１つを含む。メタンとエタンとの間の相関を決定するために、メタンに対するエタンの比率範囲が算出されてよい。かかる実施形態において、プロセッサは、さらに、比率範囲を算出し、比率範囲に基づいて発生源を特定するよう構成されている。いくつかの実施形態において、メタンおよびエタンのピークに対して、同時発生のＣＯピークが欠けているか否かも判定される。かかる実施形態において、発生源は、同時発生のＣＯピークが欠けている場合にのみ天然ガス発生源として特定される。また、センサデータは、プロセッサを用いてさらに分析されてもよい。例えば、発生源の位置がモデル化されてよく、クラスタリングが、１または複数のメタンピーク、１または複数のエタンピーク、ならびに／もしくは、複数の発生源に対して実行されてよい。このように、メタンが検出され、メタンピークが特定され、メタンの発生源が決定されうる。したがって、メタンの存在と、対応する空気質との監視が容易になりうる。
図１は、環境データを収集および処理するためのシステム１００の一実施形態を示す。システム１００は、複数のセンサシステム１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ（集合的または一般的に、１０２）と、サーバ１５０と、を備える。１つのサーバ１５０が図示されているが、複数のサーバが存在してもよい。同様に、３つのセンサシステム１０２Ａ、１０２Ｂ、および、１０２Ｃが図示されているが、典型的には、別の数のセンサシステムが存在する。センサシステム１０２Ａ、１０２Ｂ、および、１０２Ｃは、データネットワーク１０８を介してサーバ１５０と通信する。通信は、無線で行われてよい。
センサシステム１０２Ａ、１０２Ｂ、および、１０２Ｃは、可動式（例えば、車載式）または固定式であってよい。センサシステム１０２Ａは、バス１０６と、センサグループ１１０、１２０、および、１３０とを有するセンサプラットフォーム１０４を備える。グループ１１０は、センサ１１２、１１４、および、１１６を含み、グループ１２０は、センサ１２２、１２４、および、１２６を含み、グループ１３０は、センサ１３２および１３４を含む。特定の数のセンサが、各グループ１１０、１２０、および、１３０内に示されているが、別の数のセンサが利用されてもよい。さらに、３つのセンサグループ１１０、１２０、および、１３０が示されているが、別の数（少ない数または多い数）のセンサグループが、センサプラットフォーム１０４上に存在してもよい。各グループ１１０、１２０、および、１３０は、同位置に配置されているセンサを含んでよい。センサ１１２、１１４、および、１１６は、同位置に配置されている。センサ１２２、１２４、および、１２６は、同位置に配置されている。センサ１３２および１３４は、同位置に配置されている。同位置に配置されているセンサは、実質的に同じ条件下で同じ空気塊を感知する。
センサシステム１０２Ｂおよび１０２Ｃは、センサシステム１０２Ａと同様である。いくつかの実施形態において、センサシステム１０２Ｂおよび１０２Ｃは、センサシステム１０２Ａと同じ構成要素を有する。ただし、別の実施形態において、構成要素は異なっていてもよい。例えば、センサシステム１０２Ｂは、センサシステム１０２Ａと同じセンサ／センサグループの一部または全部を備えてよいが、センサプラットフォーム１０４上にないセンサを備えてもよい。
サーバ１５０は、較正テーブル１５４を有する較正データベース１５２と、センサデータ用データベース１５６と、１または複数のプロセッサ１５８と、メモリ１５９と、を備える。１または複数のプロセッサ１５８は、複数のコアを備えてよい。１または複数のプロセッサ１５８は、１または複数の中央処理装置（ＣＰＵ）、１または複数のグラフィック処理装置（ＧＰＵ）、ならびに／もしくは、１または複数のその他の処理装置、を備えてよい。メモリ１５９は、第１プライマリストレージ（典型的には、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））と、第２プライマリストレージエリア（典型的には、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）またはハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの不揮発性ストレージ）と、を含みうる。メモリ１５９は、プロセッサ１５８上で動作するプロセスのためのプログラミング命令およびデータを格納する。プライマリストレージは、典型的に、プロセッサ１５８によってそれらの機能を実行するために利用される基本動作命令、プログラムコード、データ、および、オブジェクトを備える。プライマリストレージ（例えば、メモリ１５９）は、例えば、データアクセスが双方向である必要があるか、単方向である必要があるかに応じて、後述する任意の適切なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含みうる。
センサデータ用データベース１５６は、センサシステム１０２Ａ、１０２Ｂ、および／または、１０２Ｃから受信したデータを含む。センサシステム１０２Ａ、１０２Ｂ、および／または、１０２Ｃによって捕捉された後、センサデータ用データベース１５６に格納されたデータは、様々な分析を施され、視覚化されてよい。較正データベース１５２および較正テーブル１５４は、センサシステム１０２Ａ、１０２Ｂ、および、１０２Ｃからのセンサデータを補正するために用いられる。
センサシステム１０２Ａ、１０２Ｂ、および、１０２Ｃの内の１または複数が、メタンを検出し、いくつかの実施形態において、エタンおよびＣＯを検出するために、用いられてよい。言い換えると、センサシステム１０２Ａ、１２０Ｂ、および、１０２Ｃは、天然ガスを検出するために用いられてよい。センサシステム１０２Ａ、１０２Ｂ、および／または、１０２Ｃによって収集されたデータは、センサシステム１０２Ａ、１０２Ｂ、および／または、１０２Ｃにおいて（例えば、処理ユニット１４０によって）処理されてよく、サーバ１５０で処理を受けてよい。
図２Ａ～図２Ｂは、環境質に対するメタンの影響を監視するための方法２００および２５０の実施形態をそれぞれ示すフローチャートである。図２Ａは、１または複数の移動センサプラットフォームによって利用されうる方法２００の一実施形態を示す。図２Ｂは、複数の車両上の複数の移動センサプラットフォームを用いる方法２５０の一実施形態を示す。図２Ａを参照すると、方法２００のいくつかの部分のみが記載されている。さらに、方法２００の処理は、サブ処理を含んでもよく、および／または、別の順序で（並行を含む）実行されてもよい。方法２００は、システム１００を利用してよい。センサシステム１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、および／または、車両に配置されている類似のセンサシステムなどのセンサシステムが、検出のために用いられてよい。このように、移動プラットフォームが用いられてよい。個々のセンサシステムからのデータが用いられる（例えば、１０２Ａからのデータは、センサシステム１０２Ａによって感知されたピークを見つけるために用いられる）。さらに、後述するように、方法２００は、複数のセンサシステム（センサシステム１０２Ａ、１０２Ｂ、および、１０２Ｃなど）に対して実行されてよい。したがって、データが、複数の車両に載せられた複数のセンサシステムによって取得されてよく、メタン、エタン、ＣＯ、および、天然ガスの検出のために一緒に分析されてよい。方法２００は、その他の物質の検出およびその物質の漏れ／発生源の決定に拡張されてもよい。
センサデータは、工程２０２において、移動センサプラットフォームが稼働している間に取得される。このように、メタンおよびエタンがサンプリングされる。工程２０２では、車両の移動中にメタンおよびエタンの測定の少なくとも一部がなされる。いくつかの実施形態において、ＣＯも、車両の移動中にサンプリングされる。このように、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、および、ＣＯが、移動プラットフォームによって検出されてよい。いくつかの実施形態において、データは、０．５Ｈｚ以上かつ２Ｈｚ以下の頻度でサンプリングされる。いくつかの実施形態において、データは、１Ｈｚでサンプリングされる。いくつかの実施形態において、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、および／または、ＣＯのデータは、直接的にサンプリングされる。いくつかの実施形態において、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、および／または、ＣＯのデータは、関節的にサンプリングされてもよい。いくつかの実施形態において、エタン濃度以外の技術（後述する）が、メタンの発生源を区別するために用いられてもよい。例えば、天然ガス中のメタンをその他の発生源（埋め立て地および車両排気など）によるメタンと区別するために、炭素同位体を利用できる。かかる実施形態において、炭素同位体は、メタンと同じまたは異なる（例えば、低い）頻度で感知されてよい。例えば、炭素同位体は、メタンが１Ｈｚで測定される場合に、０．１～０．３Ｈｚの頻度で測定されてよい。かかる実施形態において、単一の同位体測定値が、複数のメタン測定値に対応しうる。いくつかの実施形態において、複数の同位体感知サブシステムが、単一のメタンセンサと共に用いられてもよい。このように、同位体検出の頻度を改善するために、サンプルが、複数の同位体センサへ交互に送られてよい。他の実施形態において、同位体測定は、何らかの閾値よりも大きいメタンの量を検出したことに応じてなされてもよい。いくつかの実施形態において、追加および／またはその他の物質も、工程２０２で検出されてよい。さらに、データは、工程２０２において受動的にサンプリングされる。したがって、いくつかの実施形態において、データは、ユーザの介入なしに簡単に収集されうる。例えば、ドライバは、エタンを探索するためにメタンの検出時に車両を停止する必要がない。その代わり、車両が地域を移動しおよび／または動く間に、データが収集される。ドライバによる停止は、その他の理由（例えば、停止標識、交通信号、など）でなされうる。このように、データは、フリート車両として、または、車両のネットワーク（例えば、分散され、一元的に運転されるのではなく独立的であってよいが、互いにまたは中央システムと通信しうる車両）の一部として、個人による日常的な車両運転中に受動的に捕捉されてよい。いくつかの実施形態において、工程２０２において車両によって取られるルートは、様々な基準に基づいて選択される。例えば、ルートは、エリアをむらなく網羅し、または、メタンがより発生しやすい地域に集中するように、選択されてよい。ルートは、車両の運転中に更新されてもよい。例えば、検出されたＣＨ４および／またはＣ２Ｈ６が高い地域があったことに応じて、ルートの一部を再び通ってもよい。いくつかの実施形態において、データ収集の目的で指定されたルートがなくてもよい。その代わり、データは、オペレータによって選択されたルートを車両が進む際に収集される。例えば、センサシステムは、個人の車両に取り付けられてよく、個人が自分のタスクを実行するために車両で移動する際に、データが収集されてよい。公害物質（ＣＨ４および／またはＣ２Ｈ６など）に加えて、その他のデータが、工程２０２の一部として収集されてもよい。例えば、各サンプルが取られた時刻（すなわち、タイムスタンプ）、および、各サンプルの位置が、測定および記録されてよい。いくつかの実施形態において、工程２０２は、移動センサプラットフォームから集中データ処理システムまたはその他のデータ処理システムへセンサデータを送信する工程を含む。
データは、工程２０４、２０６、および、２０８において処理される。いくつかの実施形態において、工程２０４、２０６、および、２０８は、工程２０２と非同期的に実行される。例えば、１または複数の移動センサプラットフォーム（システム１０２など）が、工程２０２においてデータを収集して、処理に向けて集中システム１０へ送信してよい。データの一部または全部が処理システムで受信された後、工程２０４、２０６、および、２０８が実行される。（もしあれば）ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークは、工程２０４においてセンサデータから特定される。いくつかの実施形態では、ＣＯピークも、工程２０４の一部として特定される。ピークの特定は、対応する公害物質（例えば、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６）の量がその公害物質の閾値を超えるか否かを判定する工程を含む。いくつかの実施形態において、公害物質の閾値は、ローリングベースラインに基づいている。ローリングベースラインは、サンプルが捕捉された時刻前後の所与の時間ウィンドウ（例えば、３０秒、１分、２分、または、４分）の間の公害物質の測定値の中央値である。いくつかの実施形態において、閾値は、ベースライン以上になるように選択されてよい。閾値が低いと、一般に、検出される公害物質への感度が高くなり、より多くのピークが特定されることになりうる。
また、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークが相関しているか否かは、工程２０６において判定される。ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークが相関していることは、ピーク形状の相関、ピークが時間的に同位置にあること、ピークが地理的に同位置にあること、および、ピークが特定のタイプのメタン発生源に適合した比率を有すること、の内の少なくとも１つを含む。例えば、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークは、同じ位置（すなわち、地理的に同位置）に対応し（例えば、同じ位置で測定され）、同じ時刻（すなわち、時間的に同位置）に対応し、および／または、同じ発生源に由来することと一致する特徴を有しうる。かかるピークは、相関していると見なされる。いくつかの実施形態において、メタンピークは、複数のメタン測定値のメタン加重平均に基づいた位置を有すると見なされる。同様に、エタンピークは、複数のエタン測定値のエタン加重平均に基づいた位置を有すると見なされる。その他の位置（例えば、最大測定値）が、いくつかの実施形態において、ピーク位置として選択されてもよい。これらのピークの位置は、相関されてよい（例えば、互いから特定の距離（例えば、３０メートル未満など）の範囲内にあると判定された場合に、同じ位置にある／同位置にあると見なされてよい）。いくつかの実施形態において、ピークの位置は、１０メートル以内にあると判定され、相関されてよい。いくつかの実施形態において、ピークの位置は、６メートル以内にあると判定され、相関されてよい。いくつかの実施形態において、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６は、同じセンサによって検出される。他の実施形態において、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６は、異なるセンサによって検出され、または、異なるセンサ応答時間を有しうる。したがって、同じ発生源（天然ガス漏れなど）に由来する場合でも、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６が検出される時刻に差が生じうる。したがって、ＣＨ４またはＣ２Ｈ６のデータは、ピークを相関させる工程２０６および／またはピークの存在を判定する工程２０４の一部として時間シフトされてよい。同様に、センサデータが捕捉されていた間の移動センサプラットフォームの速度も、工程２０６および／または工程２０４の一部として考慮されてよい。データ捕捉中の移動センサプラットフォームの速度（および／または速度変化）は、センサデータが捕捉される位置、様々な公害物質の量、検知されるデータの質、および／または、特定されるピークのその他の特徴に影響しうる。（任意選択的に時間シフトされた）ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークが相関しているか否かを判定する工程は、ピークの立ち上がりおよび立ち下がりならびにピーク幅が、同様であるか否かおよび／または対応する時刻に感知されたか否かを判定する工程を含んでよい。かかる同様の形状は、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６が、単一の発生源（天然ガス漏れなど）に起因することを示唆しうる。例えば、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークは、それらのピークが同じ天然ガス漏れに起因する場合、（例えば、距離および時間の両方で）実質的に一緒に増減するはずである。同様に、特定の期間（例えば、５秒）内に感知された（任意選択的に時間シフトされた）ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークは、時間（時間的に同位置）および／または位置が相関していると見なされてよい。また、時間的または地理的に相関しているＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークは、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６が同じ発生源に由来することを示唆しうる。さらに、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６の相対量は、発生源を示す。例えば、相関するＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークは、精製された（「乾性」）天然ガス（例えば、顧客への供給システムにおける漏れ）に適切な比率、未精製／低精製の（「湿性」）天然ガス（例えば、上流パイプラインまたは油井における漏れ）に適切な比率、または、その他の発生源（例えば、埋め立て地または下水システム）に適切な比率を有しうる。同じ発生源由来のＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークは、同様の形状を有し、空間および（任意選択的にシフトされた）時間において同位置にありうる。したがって、工程２０６は、成分（例えば、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６）の比率、ピーク形状、ピークの位置および時刻の間の相関を決定する工程を含んでよい。同位体など、他の技術がメタンの発生源を区別するために用いられる場合、工程２０６は、これらの技術のためにデータを処理し、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークを相関させる代わりにまたはそれに加えて、その結果をメタンデータと相関させるために用いられてよい。例えば、ＣＨ４ピークにおける１３Ｃの割合が決定されてよい。いくつかの実施形態において、ＣＨ４ピークにおける１２Ｃの量も決定され、ＣＨ４ピークにおける１３Ｃ対１２Ｃの安定同位体の割合（すなわち、δ１３Ｃ）が決定される。１３Ｃの量または安定同位体比１３Ｃ対１２Ｃは、天然ガス中の１３Ｃの既知の量または既知の比１３Ｃ対１２Ｃ、天然ガスまたはその他の発生源（埋め立て地または車両排気など）中の既知の比１３Ｃ対１２Ｃと比較されてよい。
いくつかの実施形態において、同様の統計値が、環境のその他の成分に対して取得され、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークと相関される。例えば、ルートを走行中に遭遇する公害物質または汚染物質（二酸化窒素（ＮＯ２）、一酸化炭素（ＣＯ）、酸化窒素（ＮＯ）、オゾン（Ｏ３）、二酸化硫黄（ＳＯ２）、二酸化炭素（ＣＯ２）、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、放射線、および、粒子状物質など）が測定され、必要に応じて、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、または、その他のガスと相関されてよい。例えば、工程２０６の一部として、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークが見つかった地域において、ＣＯピークがＣＨ４およびＣ２Ｈ６ピークと相関しないか否かが判定されてよい。天然ガスは、ＣＯを含まない。天然ガス関連のＣＨ４発生源については、ＣＯが、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークと相関しないはずである。例えば、天然ガスが検出されるためには、ＣＯピークは、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークが存在する領域および時刻に不在でありうる。他の場合において、天然ガスが検出されるためには、ＣＯピークは、存在するが、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークとは異なる形状（例えば、異なる立ち上がりおよび立ち下がり）を有しうる。いくつかの実施形態において、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークと相関するＣＯピークの存在は、ＣＯ、ＣＨ４、および、Ｃ２Ｈ６のピークの発生源が車両排気であることを示唆する。このように、工程２０６で、環境の他の成分も、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークと相関されてよい。
１または複数のメタンピークの１または複数の発生源が、工程２０８で、相関に基づいて特定される。同じ発生源由来のＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークは、同様の形状を有しえ、空間および（任意選択的にシフトされた）時間において同位置でありえ、その発生源の成分に対応する比率で存在する。相関するＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークは、メタンに対するエタンの比率（すなわち、Ｃ２Ｈ６増大／ＣＨ４増大）が１パーセント以上のエタンかつ６パーセント以下のエタンになるように、増大（ピークに対応する濃度の上昇）を有しうる。この比率範囲は、顧客へ供給される精製された「乾性」天然ガスに対応し、約１～６パーセントのエタンおよび約８７～９０パーセントのメタンである。このように、１パーセント以上かつ６パーセント以下の割合が、発生源が精製天然ガス漏れであることと一致する。ＣＯは、天然ガス中に存在しない。したがって、いくつかの実施形態において、メタンピークの発生源は、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークがＣＯピークとも相関しない場合にのみ、天然ガス漏れであると判定される。相関するＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークは、６パーセントを超えるメタンに対するエタンの比率を有する場合がある。この比率範囲は、未精製／低精製の天然ガスまたはその他の発生源に対応する。６パーセントを超えるこの比率は、上流パイプライン、処理ステーション、または、油井における「湿性」天然ガス漏れなど、その他の熱を発する発生源に対応する。上述のように、ＣＯは、天然ガス中に存在しない。したがって、メタンピークの発生源は、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークがＣＯピークとも相関しない場合にのみ、未精製または低精製の天然ガス漏れであると判定されうる。相関するＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークは、１パーセント未満のメタンに対するエタンの比率を有する場合がある。この比率範囲は、生物由来の発生源など、天然ガス以外の発生源に対応する。１パーセント未満のかかる比率は、埋め立て地および／または下水システムを含む生物由来の発生源など、その他の発生源に対応する。同様に、１３Ｃの量または安定同位体比１３Ｃ対１２Ｃ（δ１３Ｃ）は、工程２０８において、天然ガス中またはその他の発生源（埋め立て地または車両排気など）中の１３Ｃの既知の量または既知の安定同位体比１３Ｃ対１２Ｃと比較されてよい。例えば、５０未満かつ４０超パーミルの安定同位対比１３Ｃ対１２Ｃが、天然ガスと一致しうるが、より高い比率は、生物由来の発生源と一致する。このように、工程２０８で、１または複数のメタンピークの１または複数の発生源（例えば、天然ガス漏れ、未精製／低精製の天然ガス漏れ、その他の発生源）が、相関に基づいて特定されうる。
例えば、１または複数のセンサシステム１０２のは、工程２０２において、移動中の車両内の環境を受動的にサンプリングするために用いられる。このように、センサシステム１０２は、車両の移動中に、Ｃ２Ｈ６を感知するためにドライバに車両の停止を求めることなしに、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のデータを捕捉する。１または複数のシステム１０２によって収集されたデータは、工程２０４、２０６、および、２０８での処理に向けて、サーバ１５０にアップロードされてよい。このように、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のデータは処理され、ピークが検出および相関される。いくつかの実施形態において、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークが相関する地域にＣＯピークが存在しないか否かも判定される。ＣＯピークがなく、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークがある場合、発生源は、或るタイプの天然ガスとして特定されうる。このように、ＣＨ４、ならびに、いくつかの実施形態においてＣ２Ｈ６および／またはＣＯ、の発生源が特定されうる。捕捉されたデータと、その他の情報（風速、パイプライン、油井、および、処理ステーションの位置を示すマップ、ならびに、地形図、など）と、に基づいて、発生源の位置も決定されてよい。
方法２００を用いて、メタンピークが検出されてよい。方法は、複数のシステム（システム１０２Ａ、１０２Ｂ、および、１０２Ｃなど）で用いられるように拡張されてよい。異なる車両上に取り付けられた異なるセンサシステム１０２からのピークが、方法２００を用いてメタンピークを検出するために用いられてよい。１つのシステムまたは複数のシステムによって捕捉されたデータは、メタンの発生源を特定するために分析されてよく、発生源は、車両が移動した地域における天然ガス漏れを含むが、これに限定されない。方法２００は、１または複数のシステムを用いて、複数の時間間隔にわたって繰り返されてもよい。その結果、天然ガス漏れの有無の変化が決定されうる。例えば、漏れを修理する努力の効果または漏れの悪化が決定されうる。さらに、メタンが天然ガス漏れ以外の発生源に起因する場合、方法２００は、かかる発生源の正体および／または位置を示唆しうる。したがって、かかる発生源からのメタンの放出を軽減するために、他の措置を取ることができる。これらの軽減努力の効果も、経時的に監視されてよい。さらに、これらの利点は、受動的かつより効率的に環境データを収集しつつ達成されうる。
図２Ｂは、複数の感知システムを用いてメタンを検出するための方法２５０の実施形態例を示す。簡単のために、方法２００の一部のみが図示されている。さらに、方法２５０の処理は、サブ処理を含んでもよく、および／または、別の順序で（並行を含む）実行されてもよい。方法２５０は、方法２００の一部または全部を実施するシステム１００を利用してよい。センサシステム１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、および／または、車両に配置されている類似のセンサシステムなどのセンサシステムが、検出のために用いられてよい。このように、移動感知プラットフォームが用いられてよい。したがって、データが、複数の車両に載せられた複数のセンサシステムによって取得されてよく、メタン、エタン、ＣＯ、および、天然ガスの検出のために一緒に分析されてよい。方法２５０は、その他の物質の検出およびその物質の漏れ／発生源の決定に拡張されてもよい。
データは、工程２５２において、複数の車両上に取り付けられた複数のセンサシステム１０２で、および／または、１つのセンサシステムを有する同じ車両によって同じ地域を複数回通過して、収集される。例えば、１または複数のセンサシステム１０２を各々備える車両のフリートがルート上を運行され、データが受動的に収集されてよい。前述したように、ルートは、特定のエリアをマッピングし、漏れの発生が予想される地域に重点を置き、および／または、その他の目的を果たすように決定されてよい。いくつかの実施形態において、個人の車両が、センサシステム１０２を備えてよい。データ収集は、個人が日常生活で車両を利用する際になされる。いくつかの実施形態において、車両のフリートと自家用車との組みあわせが用いられてもよい。データは、工程２５２において、移動プラットフォーム上で受動的に収集される。したがって、ユーザは、データ（Ｃ２Ｈ６データなど）を収集するために特に停止する必要はない。
複数の車両上の複数のセンサプラットフォーム１０２からのデータは、工程２５４において、様々な成分のピークを見出し、ピークの発生源を特定するために、分析される。いくつかの実施形態において、工程２５４は、センサプラットフォーム１０２がデータをサーバ１５０にアップロードすることを含み、サーバ１５０は、データを処理する。ピークの位置、時刻、形状、および、その他のデータが、方法２００に関して上述したのと類似の方法で決定されてよい。天然ガスまたはその他の公害物質に起因するピークが、複数の車両上の複数のセンサシステムからの統合データから特定されてよい。例えば、適切な比率でのＣＨ４およびＣ２Ｈ６の存在と、ＣＯピークの不在との組み合わせが、天然ガスピークを検出するために用いられてよい。同様に、メタンピークにおける１３Ｃの割合および／または安定同位体比１３Ｃ対１２Ｃが、天然ガスピークを検出するために用いられてよい。いくつかの実施形態において、風速および風向きならびに車両ベースのメトリック（速度、方向、など）が、ピークを検出して相関させる。ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークを検出し、ピークが天然ガスのピークに対応するか否かの判定を行う（例えば、その発生源を何らかのタイプの天然ガスとして特定する）助けとして、統計的方法が適用されてよい。このように、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークを検出することに加えて、ピークは相関され、ＣＨ４の発生源が、その相関に基づいて特定される。いくつかの実施形態において、工程２５４は、工程２０４、２０６、および、２０８が複数の移動センサプラットフォームからのデータに対して実行されることに対応する。
発生源のデータは、工程２５６において、発生源を検出して特徴付けるために分析されてよい。例えば、発生源の特定（例えば、生物由来、天然ガス、未精製／低精製の天然ガス）、発生源へのピークの地理的近接、風向きおよび風速、車両の方向および速度、ピーク強度およびその他のピーク特性が、１または複数の潜在的な発生源位置にピークをクラスタリングするために分析されてよい。可能性のある発生源位置が、優先順位を付けられ、優先順位に基づいて順位付けされる。発生源の優先順位は、天然ガス痕跡の強度、検出の頻度、持続性、発生源の放出率、および、発生源が修理可能な放出源（例えば、天然ガス漏れ）に対応するか否か、の内の１または複数によって決定されてよい。方法２５０の処理２５２、２５４、および、２５６は、工程２５８において経時的に繰り返されてよい。したがって、発生源は、経時的に特徴付けられてよい。例えば、発生源の優先順位は、それの特徴の変化、新たな発生源の検出、および／または、その他の発生源の変化に基づいて、調整されてよい。
方法２５０を用いて、複数の車両に取り付けられた複数のセンサシステム、および／または、同じ車両による地域の複数回の通過が、天然ガス漏れおよびその他のメタン発生源の検出を強化しうる。方法２５０は、１または複数のシステムを用いて、複数の時間間隔にわたって繰り返されてもよい。その結果、メタンの有無の変化が決定されうる。例えば、天然ガス漏れを修理する努力の効果または天然漏れの悪化が決定されうる。したがって、メタンおよびその他の放出の影響の軽減が改善されうる。さらに、発生源（天然ガス漏れなど）のコストも削減されうる。これらの利点は、受動的かつより効率的に環境データを収集しつつ達成されうる。
図３は、移動センサプラットフォームを用いて環境質に対するメタンの影響を監視するための方法３００の一実施形態を示すフローチャートである。簡単のために、方法３００のいくつかの部分のみが記載されている。さらに、方法３００の処理は、サブ処理を含んでもよく、および／または、別の順序で（並行を含む）実行されてもよい。方法３００は、システム１００を利用してよい。センサシステム１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、および／または、車両に配置されている類似のセンサシステムなどのセンサシステムが、検出のために用いられてよい。このように、移動プラットフォームが用いられてよい。個々のセンサシステムからのデータが用いられる（例えば、１０２Ａからのデータは、センサシステム１０２Ａによって感知されたピークを見つけるために用いられる）。さらに、後述するように、方法３００は、複数のセンサシステム（センサシステム１０２Ａ、１０２Ｂ、および、１０２Ｃなど）に対して実行されてよい。したがって、データが、複数の車両に載せられた複数のセンサシステムによって取得されてよく、メタン、エタン、ＣＯ、および、天然ガスの検出のために一緒に分析されてよい。方法３００は、その他の物質の検出およびその物質の漏れ／発生源の決定に拡張されてもよい。
メタンおよびエタンは、工程３０２において、車両の移動中に受動的にサンプリングされる。いくつかの実施形態において、ＣＯも、車両の移動中にサンプリングされる。このように、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、および、ＣＯが、移動プラットフォームによって検出されてよい。いくつかの実施形態において、追加および／またはその他の物質も、工程３０２において検出されてよい。さらに、データは、工程３０２においてユーザの介入なしに受動的にサンプリングされる。例えば、ドライバは、エタンを探索するためにメタンの検出時に車両を停止する必要がない。その代わり、車両が地域を移動しおよび／または動く間に、データが収集される。いくつかの実施形態において、工程３０２において車両によって取られるルートは選択される。例えば、ルートは、エリアをむらなく網羅し、または、漏れの発生が予想される地域に集中するように、選択されてよい。ルートは、車両の運転中に更新されてもよい。いくつかの実施形態において、データ収集の目的で指定されたルートがなくてもよい。その代わり、データは、オペレータによって選択されたルートを車両が進む際に収集される。例えば、センサシステムは、個人の車両、フリート車両、および／または、ネットワーク内の車両に取り付けられてよく、車両がオペレータのタスクを実行するために移動する際に、データが収集されてよい。いくつかの実施形態において、センサシステムは、商業フリート内の車両に取り付けられてもよく、車両が自身のタスクを実行する際に、データが収集されてよい。
工程３０２において、ローリングベースライン決定のためのデータが取得される。ベースラインは、対象となる環境の成分のバックグラウンドレベルを決定するために用いられる。例えば、ＣＯ、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、および、その他の成分のバックグラウンドレベルが検出されてよい。いくつかの実施形態において、ベースラインは、特定のサンプルの周りの時間ウィンドウ（「ベースライン期間」）内のデータの中央値（または、平均など代表値のその他の尺度）を決定することによって決定される。いくつかの実施形態において、ベースライン期間は、２０秒以上かつ４分以下である。いくつかのかかる実施形態において、ベースライン期間は、２０秒以上かつ４０秒以下である。いくつかの実施形態において、ベースライン期間は、１分以上かつ４分以下である。例えば、ＣＨ４のローリングベースラインは、３０秒のベースライン期間を用いて決定されてよい。いくつかの実施形態においては、したがって、データ点ごとに（例えば、データが各秒に取られる場合には、１秒ごとに）、各データ点がその時点を中心とする自身のベースラインを有するように、周囲の３０秒間の中央値が決定される。この中央値が、ベースラインとして用いられる。他の実施形態において、別の量が、ベースラインに用いられてもよい。例えば、５パーセンタイルが、中央値の代わりにベースラインとされてよい。
データは、工程３０４において処理される。データを処理する工程は、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、および、ＣＯのピークを検出する工程を含んでよい。ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、ＣＯのピークを検出する工程は、これらのガスのベースラインを決定する工程と、ベースラインに基づいてピークの検出のための閾値を設定する工程とを含む。いくつかの実施形態において、ピークを検出するための閾値は、ベースライン以上の量に設定される。したがって、ベースライン以下の測定値は、バックグラウンドと見なされ、ピークが存在するか否かの判定には用いられない。閾値が高いほど、ピーク検出の感度は低くなる。また、工程３０４において、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークが相関しているか否かが判定されてもよい。例えば、形状、タイミング、位置、および、ＣＨ４に対するＣ２Ｈ６の比率が決定されてよい。このように、工程３０４は、方法２００の工程２０４および２０６に類似している。
工程３０６において、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークが見つかった地域において、ＣＯピークがＣＨ４およびＣ２Ｈ６ピークと相関しないか否かが判定される。天然ガスは、ＣＯを含まない。したがって、天然ガス放出から生じたＣＨ４については、ＣＯが、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークと相関しないはずである。例えば、天然ガス源から生じたメタンについては、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークが存在する地域に、ＣＯピークが不在でありうる。他の場合において、天然ガス源から生じたメタンが検出されるためには、ＣＯピークは、存在するが、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークとは異なる形状（例えば、異なる立ち上がりおよび立ち下がり）を有しうる。
工程３０８において、ＣＨ４ピークの１または複数の発生源が特定される。例えば、ＣＨ４ピークの発生源は、天然ガス、未精製／未処理の天然ガス、または、生物由来（例えば、埋め立て地由来）として特定されてよい。いくつかの実施形態において、発生源は、ＣＯピークがない時に、相関するメタンおよびエタンのピークが同じ地域で検出された場合に、天然ガスとして特定されてよい。例えば、１％以上のエタンかつ６％以下のエタンの範囲のメタンに対するエタンの比率（すなわち、Ｃ２Ｈ６増大／ＣＨ４増大）を有する相関するＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークと、相関しないＣＯピークとの組み合わせが、顧客に供給される精製天然ガスに対応する。かかる比率と、相関しないＣＯピークとの組み合わせは、（精製）天然ガスを発生源として特定することにつながる。したがって、メタンおよびエタンのピークは、天然ガスパイプラインにおける漏れに対応しうる。６％を超えるメタンに対するエタンの比率を有する相関するＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークと、相関のないＣＯピーク（すなわち、相関しないＣＯピーク）との組み合わせは、別の熱を発する発生源である発生源の特定につながる。したがって、メタンおよびエタンのピークは、上流パイプライン、処理ステーション、または、油井における天然ガス漏れに対応しうる。ＣＯピークの相関に関わらず、１％未満のメタンに対するエタンの比率を有する相関するＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークは、埋め立て地および／または下水システムを含む生物由来発生源など、天然ガス以外の発生源に対応する。このように、工程３０８において、メタンの発生源（乾性天然ガス、未精製／低精製の天然ガス漏れ、または、その他の発生源）が、相関に基づいて特定されうる。
方法３００は、方法２００および／または２５０の利点を共有する。ＣＨ４などの公害物質が検出され、それらの発生源が特定されうる。ＣＨ４およびＣ２Ｈ６のピークおよび発生源のデータに基づいて、放出がモデル化され、発生源の位置が決定され、クラスタが特定され、発生源の変化（例えば、放出の増加または減少）が追跡され、軽減策の効果（例えば、天然ガス漏れの修理）が評価されてよい。したがって、環境質の監視が改善されうる。さらに、これは、受動的かつより効率的に環境データを収集しつつ達成されうる。
図４は、ガス（メタンなど）の検出のためのベースラインを設定するための方法４００の一実施形態を示すフローチャートである。簡単のために、方法４００のいくつかの部分のみが記載されている。さらに、方法４００の処理は、サブ処理を含んでもよく、および／または、別の順序で（並行を含む）実行されてもよい。方法４００は、システム１００を利用してよい。センサシステム１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、および／または、車両に配置されている類似のセンサシステムなどのセンサシステムが、検出のために用いられてよい。このように、移動プラットフォームが用いられてよい。個々のセンサシステムからのデータが用いられる（例えば、１０２Ａからのデータは、センサシステム１０２Ａによって感知されたピークを見つけるために用いられる）。さらに、後述するように、方法４００は、複数のセンサシステム（センサシステム１０２Ａ、１０２Ｂ、および、１０２Ｃなど）に対して実行されてよい。方法４００は、その他の物質およびその物質の漏れ／発生源の決定に拡張されてもよい。このように、方法４００は、ＣＨ４およびＣ２Ｈ６の文脈で記載されているが、その他の環境成分に関連して用いられてもよい。
工程４０２において、高いＣＨ４バックグラウンドおよび／または高いＣ２Ｈ６バックグラウンドを有する地域が任意選択的に特定される。したがって、工程４０２は、広い地域が高いレベルのＣＨ４および／またはＣ２Ｈ６を有することに応じてベースラインが再決定される場合に、実行されてよい。いくつかの実施形態において、工程４０２は、ＣＨ４および／またはＣ２Ｈ６における広範囲にわたるピークを検出できるように用いられる。例えば、広域に分散する時間のある或る地域の持続的な天然ガス漏れからのＣＨ４が、不注意でバックグラウンドの一部であると判断される可能性がある。移動センサプラットフォームを載せた車両が上述のベースライン期間中に移動した距離と少なくとも同程度の広さの面積にわたって、ＣＨ４が分散した場合、上述のベースラインは、持続的な漏れからのＣＨ４を含むことになる。したがって、持続的な漏れからのＣＨ４は、上述のベースラインを超えることがないので、検出されえない。その結果として、工程４０２において、対象となる１または複数の成分の上昇したレベルに対応する地域が規定される。いくつかの実施形態において、その地域は、車両の速度に既存のベースライン期間を乗じた量の二乗に等しい面積を有すると考えられる。車両が移動した実際の面積は、おそらく地域の面積よりも小さい。
新たなベースラインＣＨ４および／またはＣ２Ｈ６が、工程４０４において、この地域に対して決定される。いくつかの実施形態において、工程４０４は、より長い新たなベースライン期間を規定する工程を含む。いくつかの実施形態において、ベースライン期間は、既存のベースライン期間の少なくとも２倍であってよい。例えば、３０秒の既存のベースライン期間に対して、新たなベースライン期間は、１分以上であってよい。いくつかの実施形態において、新たなベースライン期間は、既存のベースライン期間の８倍（すなわち、４分）以下である。また、工程４０４において、新たなベースライン期間に対するＣＨ４および／またはＣ２Ｈ６の中央値が決定される。例えば、データ点ごとに（例えば、データが各秒に取られる場合には、１秒ごとに）、ベースラインが、周囲の１分～４分の間のデータを用いて決定される。したがって、各データ点は、それでも自身の（ローリング）ベースラインを有している。これらの中央値は、ＣＨ４および／またはＣ２Ｈ６の新たなベースラインである。いくつかの実施形態において、ＣＨ４および／またはＣ２Ｈ６の平均のその他の尺度（平均値または別のパーセンタイル（例えば、５パーセンタイル）など）が、ベースラインとして用いられてよい。この処理は、より広い面積のための新たなベースラインを決定し、少なくとも工程４０２において規定された地域においてこれらのベースラインを利用することと類似すると考えられてよい。いくつかの実施形態において、地域は、１または複数の新たなベースラインを決定するための新たなデータを取得するために、工程４０４において再び通過される。他の実施形態において、既存のデータが工程４０４で用いられる。
ＣＨ４および／またはＣ２Ｈ６の新たな閾値が、それぞれ、工程４０６および４０８で規定される。新たな閾値は、新たなベースライン以上になるように規定される。ＣＨ４および／またはＣ２Ｈ６の閾値を低くすれば（すなわち、ベースラインに近くすれば）、ピーク検出の感度が高くなる。１または複数の新たなベースラインは、工程４１０および４１２でピークを検出するために用いられてよい。例えば、新たなベースラインが用いられた位置におけるＣＨ４の測定値は、工程４１０において、新たな閾値と比較される。ＣＨ４の増大（新たなＣＨ４閾値を超える測定値）が、１または複数の新たなＣＨ４ピークを特定する際に用いられてよい。同様に、Ｃ２Ｈ６の増大（新たなＣ２Ｈ６の閾値を超える測定値）が、新たなＣ２Ｈ６ピークを特定する際に用いられてよい。
方法４００を用いて、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、および／または、その他の環境成分を検出する際に用いられるベースラインを更新できる。したがって、対象となる環境成分の現在の実際のバックグラウンドレベルを反映するだけでなく、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、および／または、その他の環境成分の広範囲にわたる持続的なピークの検出を可能にするベースライン（すなわち、ローリングベースライン）を提供できる。したがって、検出システムの性能が改善されうる。
図５は、１または複数の移動センサプラットフォームによって提供されたデータを処理するための方法５００の一実施形態を示す。方法５００のいくつかの部分のみが記載されている。さらに、方法５００の処理は、サブ処理を含んでもよく、および／または、別の順序で（並行を含む）実行されてもよい。方法５００は、システム１００によって提供されたデータを利用してよい。センサシステム１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、および／または、車両に配置されている類似のセンサシステムなどのセンサシステムが、検出のために用いられてよい。このように、１または複数の移動プラットフォームが用いられてよい。個々のセンサシステムからのデータが用いられる（例えば、１０２Ａからのデータは、センサシステム１０２Ａによって感知されたピークを見つけるために用いられる）。したがって、データが、複数の車両に載せられた複数のセンサシステムによって取得されてよく、メタン、エタン、ＣＯ、および、天然ガスの検出のために一緒に分析されてよい。方法５００は、その他の物質の検出およびその物質の漏れ／発生源の決定に拡張されてもよい。
センサデータは、工程５０２において、移動センサプラットフォームから受信される。したがって、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、および、ＣＯが、１または複数の移動センサプラットフォームから受信されてよい。いくつかの実施形態において、追加および／またはその他の環境成分からのデータも、工程５０２において受信されてよい。さらに、受信されるデータは、受動的にサンプリングされ、センサの移動中に捕捉されたＣ２Ｈ６データを含む。
データは、工程５０４において、時間シフトされてよい。いくつかの実施形態において、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、および、ＣＯは、異なるセンサによって検出され、および／または、異なるセンサ応答時間を有しうる。したがって、同じ発生源（パイプラインにおける漏れからの天然ガスなど）に由来する場合でも、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、および、ＣＯが検出される時刻に差が生じうる。したがって、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、および／または、ＣＯのデータは、センサ、センサ位置、センサ応答時間などの差を考慮するために、時間シフトされてよい。例えば、メタンおよびエタンのデータは、約２秒だけ時間シフトされてよく、一方、ＣＯのデータは、約３０～４０秒だけ時間シフトされてよい。この時間シフトは、部分的には、メタン、エタン、および、ＣＯを検出するために用いられるセンサのタイプ、および／または、同じ空気サンプルがメタン、エタン、および、ＣＯ用のセンサに到達するのに掛かった時間、に起因してよい。
ハイパスフィルタは、工程５０６において、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、および、ＣＯのデータに適用される。いくつかの実施形態において、それぞれのベースラインより高いＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、および、ＣＯのデータの部分が、工程５０６において決定される。言い換えると、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、および、ＣＯについてのバックグラウンドを超える増大が決定される。したがって、ベースラインの変動が抑制されうる。いくつかの実施形態において、フィルタは、或る時間範囲を持つウィンドウを中心としたメタンおよびエタンのデータと、別の時間範囲を持つウィンドウを中心としたＣＯとを有するローリング中央値であってよい。いくつかの実施形態において、メタンおよびエタンのウィンドウは、約３０秒（例えば、１５秒以上かつ４５秒以下）であり、ＣＯのウィンドウは、約１００秒（例えば、８０秒以上かつ１２０秒以下）であってよい。いくつかの実施形態において、別のウィンドウが、メタン、ＣＯ、および／または、エタンに用いられてもよい。さらに、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、および、ＣＯピークも、工程５０６において決定される。
工程５０８において、ＣＨ４ピークがデータの特定のウィンドウ内に存在するか否かが、工程５０８で決定される。いくつかの実施形態において、メタンのウィンドウは、約３０秒である。いくつかの実施形態において、ピーク発見メカニズムが用いられてよい。いくつかの実施形態において、ピークの開始／終了時刻、最大絶対増大ピーク値および平均絶対増大値、ピークの傾きおよび尖度、ピークの長さ（車両／センサシステムが動いている時の時間および距離）、増大ピークの積分面積、ならびに、最大値の位置、の内の１または複数を用いて、ピークが存在するか否かが判定される。いくつかの実施形態において、ウィンドウ長（例えば、２０のデータ点）、突出（例えば、４０ｐｐｂより大きいメタン）、距離（例えば、少なくとも５つの点の距離）、幅（例えば、少なくとも１つの点の幅）、および、ウィンドウ長（例えば、２０の点のウィンドウ長）が用いられてよい。
ＣＨ４ピークが存在しない場合、何の措置も取られなくてよい。しかしながら、ＣＨ４ピークが存在する場合、Ｃ２Ｈ６がウィンドウ内に存在するか否かが工程５１０において判定される。いくつかの実施形態において、エタンのウィンドウは、約３０秒であり、メタンと同じ点を中心とする。いくつかの実施形態において、ピーク発見メカニズムが用いられてよい。いくつかの実施形態において、ピークの開始／終了時刻、最大絶対増大ピーク値および平均絶対増大値、ピークの傾きおよび尖度、ピークの長さ（車両／センサシステムが動いている時の時間および距離）、増大ピークの積分面積、ならびに、最大値の位置、の内の１または複数を用いて、ピークが存在するか否かが判定される。いくつかの実施形態において、ウィンドウ長（例えば、２０のデータ点）、突出（例えば、２．５ｐｐｂより大きいエタン）、距離（例えば、少なくとも５つの点の距離）、幅（例えば、少なくとも１つの点の幅）、および、ウィンドウ長（例えば、２０の点のウィンドウ長）が用いられてよい。ピークが存在しない場合、ＣＨ４ピークの発生源は、工程５１２において、天然ガス発生源以外の何らかの発生源であると判定される。例えば、生物由来の発生源が特定されてよい。
ＣＨ４ピークが見つかった場合、ＣＯピークがウィンドウ内に存在するか否かが工程５１４において判定される。いくつかの実施形態において、ＣＯのウィンドウは、約１００秒間であってよいが、メタンピークと同じ時間を中心とする。いくつかの実施形態において、ピーク発見メカニズムが用いられてよい。いくつかの実施形態において、ピークの開始／終了時刻、最大絶対増大ピーク値および平均絶対増大値、ピークの傾きおよび尖度、ピークの長さ（車両／センサシステムが動いている時の時間および距離）、増大ピークの積分面積、ならびに、最大値の位置、の内の１または複数を用いて、ピークが存在するか否かが判定される。いくつかの実施形態において、ウィンドウ長（例えば、１２０のデータ点）、突出（例えば、０．１ｐｐｍより大きいＣＯ）、距離（例えば、少なくとも５つの点の距離）、幅（例えば、少なくとも１つの点の幅）、および、ウィンドウ長（例えば、２０の点のウィンドウ長）が用いられてよい。このように、ＣＨ４ピークおよびＣ２Ｈ６ピークがＣＯピークと相関していないか否かが判定される。ＣＯピークがウィンドウ内で見つかった場合、発生源は、天然ガス発生源ではない。したがって、別の発生源が識別され、または、何の措置も取られない。
ＣＯピークが見つからず、または、ＣＯピークがＣＨ４ピークおよびＣ２Ｈ６と相関していない場合、工程５１６において、ＣＨ４ピークおよびＣ２Ｈ６が相関しているか否かが判定される。上述のように、ピーク形状、位置、および、メタンに対するエタンの比率が、チェックされてよい。メタンとエタンとの間の形状における高い相関は、両方の信号が同じガスプルームに由来することを示唆する。いくつかの実施形態において、０．７５～０．８が、絶対値および／または増大の相関のカットオフとして用いられてよい。他の実施形態において、その他のカットオフが用いられてもよい。
ピークが相関していない場合、何の措置も取られず、または、メタンの別の発生源が特定される。ピークが相関している場合、車両の速度および方向が、ｃでチェックされてよい。車両の速度および方向が、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、および、ＣＯの検出に適切であるか否かがチェックされる。いくつかの実施形態において、移動センサプラットフォーム速度は、５マイル毎時（８ｋｍ／ｈ）以上である。いくつかの実施形態において、速度は、１０マイル毎時（１６ｋｍ／ｈ）以上である。例えば、車両の速度は、いくつかの実施形態において、３メートル毎秒以上かつ１５メートル毎秒以下（６ｍｐｈ～３４ｍｐｈ）であってよい。いくつかの実施形態において、駐車され、または、他の形でより長い期間にわたって移動していない車両からのデータが除外されることを保証するために、より低い速度（例えば、ゼロを含む）が除外される。したがって、このウィンドウの外側の速度に対応するピークが、工程５１８で除去されうる。いくつかの実施形態において、ピークの時間長が２５秒を超えるピークが、工程５１８で除外される。したがって、ピーク検出ウィンドウは、いくつかの実施形態において、２０秒である。これよりはるかに長いウィンドウは、「ピーク」内にデータギャップを引き起こしうる。その結果として、ピーク中に網羅された距離が２００メートルを超えるピークは、いくつかの実施形態において、除外されうる。いくつかの実施形態において、かかる広範囲に広がったピークは、図４に関して記載したベースラインの調整につながりうる。ウィンドウおよび距離への制限は、車両速度と高い相関を有しうる。したがって、工程５１８における速度フィルタは、多数のこれらの問題を排除しうる。しかし、データ用の任意選択的なウィンドウ／距離フィルタが、任意選択的に、非常に分散したプルームを除外するためのさらなる技術を提供するために用いられてもよい。
車両の速度が適切である場合、メタンピークの発生源は、工程５２０において、比率に基づいて特定される。さらに、ピークに関する統計値（サイズ、位置、時刻、など）が収集される。
方法５００は、方法２００および３００の利点を共有する。方法５００を用いて、メタンピークが検出され、メタンピークの発生源が決定されてよい。メタン発生源の変化も、監視されてよい。例えば、漏れを修理する努力の効果または漏れの悪化が決定されうる。さらに、メタンピークが天然ガス漏れ以外の発生源に起因する場合、方法５００は、かかる発生源の正体および／または位置を示唆しうる。したがって、かかる発生源からのメタンの放出を軽減するために、他の措置を取ることができる。これらの軽減努力の効果も、経時的に監視されてよい。さらに、これらの利点は、受動的かつより効率的に環境データを収集しつつ達成されうる。
図６は、複数の車両を用いて空気質データを処理するための方法の一実施形態を示すフローチャートである。方法６００のいくつかの部分のみが記載されている。さらに、方法６００の処理は、サブ処理を含んでもよく、および／または、別の順序で（並行を含む）実行されてもよい。方法６００は、システム１００によって提供されたデータを利用してよい。センサシステム１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、および／または、車両に配置されている類似のセンサシステムなどのセンサシステムが、検出のために用いられてよい。このように、１または複数の移動プラットフォームが用いられてよい。個々のセンサシステムからのデータが用いられる（例えば、１０２Ａからのデータは、センサシステム１０２Ａによって感知されたピークを見つけるために用いられる）。したがって、データが、複数の車両に載せられた複数のセンサシステムによって取得されてよく、メタン、エタン、ＣＯ、および、天然ガスの検出のために一緒に分析されてよい。方法６００は、その他の物質の検出およびその物質の漏れ／発生源の決定に拡張されてもよい。
工程６０２において、さらなる統計値が、ピークに対して収集されてよい。かかる情報は、ピークの検出率および共起性に関連してよい。例えば、検出が行われた状況を考慮するために、センサシステムが取り付けられた車両、ＣＨ４（および、任意選択的にＣ２Ｈ６）のピークウィンドウ中の車両速度、ＣＨ４（および、任意選択的にＣ２Ｈ６）のピークウィンドウ中の風速、ＣＨ４（および、任意選択的にＣ２Ｈ６）のピークウィンドウ中の風向きが、測定またはその他の方法で決定されてよい。さらに、ピークが検出された回数に対する或る位置の走行回数も、その位置のサンプリングに関する状況を提供するために用いられてよい。例えば、イベント／ピークの検出を通知するために、そのエリアを何回走行したのかを決定することが望ましい場合がある。検出に対する通過の比率が高い場合、弱い発生源または間欠的な発生源、もしくは、誤測定などを示している可能性がある。この比率の決定は、所与の日のサンプリングの間に特定の位置を通過した回数の定量化に依存する。工程６０２において、対象の日にＣＨ４を測定していた各車両のルートを知っていることが望ましい。これは、その日を通しての一連のＧＰＳ位置の線分によって決定されてよい。いくつかの実施形態において、３０秒を超えて離れた連続的な点は、接続されない。線の簡略化アルゴリズムが、座標の数を減らすために用いられてよい。ルートは、複数行の文字列にまとめられてよい。例えば、図７は、様々なルートの実施形態を示す。
また、１回の通過が、評価されているピークに対する繰り返しと見なされるエリアも、工程６０２で規定されてよい。いくつかの実施形態において、メタンピーク位置を囲む円形のバッファが規定される。例えば、いくつかの実施形態において、半径は１５メートルである。しかし、その他のサイズおよび／または形状が用いられてもよい。図８は、そのエリアの一実施形態を示す。
交差評価も、対象となる特定の位置を移動センサプラットフォームが通過した回数を決定するために、工程６０２において実行されてよい。ルートラインと対象エリアとがあれば、両者の単純に交差が、対象位置を通過した対象日のすべてのルートの部分を提供する。これらの部分をカウントすれば、移動センサプラットフォームがその位置を通過した回数が得られる。いくつかの実施形態において、通過回数を割り当てるための別のメカニズムが用いられてもよい。例えば、通過回数は、近くの部分が最も多い通過を有することに基づく。同様に、位置バッファ内にあるその他のピーク点も記録されてよい。
検出された天然ガス発生源、メタンピーク、エタンピーク、および／または、その他のピークのクラスタリングも、工程６０６、６０６、および、６０８において実行されてよい。クラスタリングは、メタン発生源（例えば、天然ガス漏れ）のサイズおよび位置と、かかる発生源がどのように変化するのかと、のより良好な示唆を提供しうる。したがって、工程６０４において、クラスタが存在するか否かが判定される。工程６０２、ならびに／もしくは、方法２００、２５０、３００、４００、５００、および／または、６００で収集されたデータが、工程６０４において用いられてよい。
いくつかの実施形態において、ＤＢＳＣＡＮなどのクラスタリングメカニズムが用いられてよい。したがって、クラスタリングは、ピークにおける点の最小数、ピークが同じクラスタの一部と見なされるための２つのピーク間の最大距離、および、サンプル間の距離の算出方法の尺度である距離メトリック、に基づいてよい。いくつかの実施形態において、選択される点の最小数は、３ほどであってよい。他の実施形態において、点のその他の最小数が用いられてもよい。距離は、２つのサンプルが同じクラスタの一部と見なされるためのそれらのサンプル間の最大距離である。いくつかの実施形態において、その距離は、２５メートルである。ただし、他の実施形態において、その他の距離が用いられてもよい。いくつかの実施形態において、半正矢距離が、距離メトリックとして用いられてよい。その他の尺度が、他の実施形態で用いられてもよい。例えば、図９および図１０は、地図上で検出された個々のピーク（図９における各円がピークである）と、それらのピークから求められたクラスタ（図１０の各円は、図９に示すピークからのクラスタである）との実施形態例である。いくつかの実施形態において、ピークのクラスタの加重重心が、クラスタ位置として規定される。各位置に対する重みは、その位置でのピークの増大（例えば、大きさ）である。したがって、クラスタの位置は、クラスタにおける最大ピークによってより影響を受ける。
点がクラスタにグループ化されると、クラスタに囲まれたエリアも、工程６０４の一部として規定されてよい。これは、個々の点をバッファリングし、これらのバッファを１つのポリゴンに統合することによって達成されてよい。いくつかの実施形態において、これは、１５メートルのバッファ距離でパラメータ化される。他の距離が利用されてもよい。さらに、その他の方法が、クラスタエリアを規定するために利用可能である。例えば、境界ボックスまたは凸包が利用されてもよいが、一般に、クラスタエリアを過大評価しうる。図１１および図１２は、クラスタ（図１１）および対応するクラスタエリア（図１２）の実施形態例を示している。
いくつかの実施形態において、クラスタが規定されると、工程６０６の一部として、様々なメトリックが各クラスタに対して導出されてよい。いくつかの実施形態において、各クラスタについて算出されたメトリックは、サンプリング詳細、ピークサマリ、および、発生源サマリを含む。サンプリング詳細は、クラスタ自体の説明とサンプリング努力に関係する情報とを提供する。ピークサマリは、いくつかの選択されたピークフィールドのサマリメトリックを提供する。発生源サマリは、データから算出／決定された漏れ率および推定された距離に関連するメトリックのサマリを提供する。追加および／またはその他のメトリックが、他の実施形態において決定されてもよい。いくつかの実施形態において、例えば、サンプリング詳細は、ピークカウント、通過回数、検出率、ピークのある日数、運転日数、各ピークの平均増大、増大の標準偏差、平均最大値、最大標準偏差、クラスタ内で何かが検出されてからの時間または通過回数、ならびに、規定された通過回数内で検出されたクラスタ内のピークの数、を含んでよい。ピークカウントについて、ピークカウントは、クラスタに含まれる（例えば、メタンの）ピークの数を含む。同時ピーク数は、メタンピークおよびエタンピークが同時に起きている（例えば、実質的に同じ時間および位置で発生し、いくつかの実施形態では、上述のように相関している）ピークの数を含む。通過回数は、１または複数の移動センサプラットフォームを有する１または複数の車両がクラスタ内を走行した回数である。検出率（全数）は、全通過回数に対するメタンのピークカウントの比率である。検出率（同時）は、全通過回数に対する同時ピークカウントの比率である。ピークがあった日数は、そのクラスタに対してピークが検出された固有の日数である。駆動日数は、少なくとも１つを通してクラスタが駆動された固有の日数である。各ピークの平均増大が、メタンおよびエタンについて算出されてよい。各ガスの平均増大が決定されてよい。同様に、増大の標準偏差は、各ガスおよび各ピークの標準偏差である。平均最大値は、各ガスのピークにおける最大値の平均である。同様に、最大偏差標準は、リーチガスのピークの最大値における標準偏差である。他の実施形態において、その他の統計値および／または追加の統計値が決定されてもよい。
また、工程６０６の一部として、各ピークおよび／または特定された発生源（例えば、発生源の特定につながるエタンおよびメタンのピークの各組み合わせ）の統計値も算出されてよい。したがって、発生源サマリも提供されてよい。これらは、平均漏れ率、漏れ率の標準偏差、平均距離、および、距離の標準偏差、などを含む。平均漏れ率は、各ピークもしくは同時発生のエタンおよびメタンのピークの組み合わせから導出される漏れ率である。漏れ率の標準偏差は、個々のピークもしくは同時発生のエタンおよびメタンのピークの組み合わせからなされた推定の不確かさに基づいてよい。平均距離は、算出された漏れの位置と、ピーク／同時発生のピークの組み合わせの検出位置との間の平均距離である。距離の標準偏差は、個々のピークからなされた推定の不確かさに基づく。このように、ピーク検出に基づいて発生源／漏れの位置を決定することに加えて、決定に関係する統計値が提供されてよい。
また、クラスタの経時的な変化も、工程６０８において追跡されてよい。したがって、クラスタは、新規、既存、組み合わせ、または、分割として識別される。新規クラスタは、以前に他のクラスタの構成要素ではなかったピークから作成されるクラスタである。既存クラスタは、同じクラスタ識別に関連付けられているピークからなる。したがって、既存クラスタは、新たなピークも無くなったピークも含まない。クラスタ組み合わせは、以前は複数の異なるクラスタに属していたピークを含む。クラスタ分割は、以前の同じクラスタに関連付けられていたピークから複数のクラスタが形成される場合に起きる。そのため、クラスタの経時的な変化が、追跡されてよい。
さらに、工程６１０において、プルームが、クラスタに対してモデル化されてよい。プルームのモデル化は、クラスタ内のピークに対応する発生源の位置およびサイズが決定されることを可能にする。プルームは、観測された一連のピークにつながるメタン漏れの放出率を決定するためにモデル化され、対応する発生源が本明細書に記載したように特定される。漏れが特定の特徴を有するプルームにつながり、測定値がこのプルームの代表的な断面であると仮定すると、測定した条件を理論的に生み出した条件（漏れ率および距離）を求めることができる。いくつかの実施形態において、ガウスプルームモデルが用いられる。例えば、以下の手順が、本明細書に記載のピークに相当する天然ガス漏れの位置を決定するために利用されてよい。本明細書に記載の方法（方法２００など）を用いて、ピークが、天然ガス発生源を有するものとして分類されてよい。１つのピークと一連のピーク位置が、図１３に示されている。理論的なプルーム中心線が、観察されたメタン（エタン、および／または、天然ガス）の最大値と、平均風向きとから導出される。これは、図１４に示されている。ピークは、図１５に示すように、最大値から±特定の秒数（例えば、４秒）までサブサンプリングされる。プルーム中心線からの各データ点の距離（軸外距離）が、図１６に示すように決定される。ガウスモデルの分散係数が、プルームに対して決定される。これは、時刻および風速からパスキル大気安定度を決定することを含んでよい。また、日射、雲量および、その他の環境条件も考慮されてよい。水平方向および垂直方向の分散係数が、各大気安定度に対して発生源からの様々な距離で導出される。プルームの発生源は、未だ未知であると見なされる。２つの残りの未知の点が求められる。残りの未知の点は、漏れ率および漏れ距離（未知の分散係数を提供する）である。これらの未知の点は、検出されたＣＨ４ピークへの最良適合を用いて求められてよい。フィッティングの制約は、漏れ率および漏れ距離の両方が０より大きいことである。入力は、公害物質（例えば、メタン）の濃度（例えば、ｇ／ｍ３（ｐｐｂから換算））、風速（例えば、ｍ／ｓ）、中心線からの距離（例えば、メートル）、および、分散係数（例えば、メートル）を含んでよい。最良適合の出力は、距離（メートル）と、放出率（例えば、ｇ／ｓ）（ｃｆｐｈに変換できる）とを含んでよい。いくつかの実施形態において、制御された試験データと、現場試験が、観測されたピークサイズおよび漏れサイズの間の線形関係を作成するために用いられてよい。いくつかの実施形態において、この処理は、ＣＨ４のみに実行されてよい。かかる実施形態において、その処理は、相関（ＣＨ４およびＣ２Ｈ６の適切な比率範囲の決定を含む）が実行された後に実行される。
工程６１０において決定された漏れ（例えば、発生源の位置）は、工程６１２において順位付けされてよい。いくつかの実施形態において、発生源の順位付けは、人口密度、高密度および／または高優先度サイト（例えば、学校、教会、など）の近さ、ならびに、他のリスク要因など、文脈的データを考慮してよい。したがって、位置および放出率、漏れの深刻度、および、軽減に対する相対的な必要性が決定されてよい。
方法６００を用いて、メタンピークがクラスタ化されてよく、メタンの漏れまたはその他の放出源が見つけられ、優先順位を付けられてよい。メタン発生源の変化も、監視されてよい。例えば、漏れを修理する努力の効果または漏れの悪化が決定されうる。さらに、メタンが天然ガス漏れ以外の発生源に起因する場合でも、方法６００は、かかる発生源の位置、監視、および、順位付けを可能にしうる。したがって、かかる発生源からのメタンの放出を軽減するために、他の措置を取ることができる。これらの軽減努力の効果も、経時的に監視されてよい。さらに、これらの利点は、受動的かつより効率的に環境データを収集しつつ達成されうる。
上述の実施形態は、理解しやすいようにいくぶん詳しく説明されているが、本発明は、提供された詳細事項に限定されるものではない。本発明を実施する多くの代替方法が存在する。開示されている実施形態は、例示であり、限定を意図するものではない。

Claims (20)

  1. 空気質を監視するための方法であって、
    センサデータを提供するために移動センサプラットフォームを用いてエタンおよびメタンを測定し、前記センサデータは、非ゼロの移動センサプラットフォーム速度で捕捉されたメタンデータおよびエタンデータを含み、
    前記センサデータにおける、少なくとも１つのメタンピークおよび少なくとも１つのエタンピークを特定し、
    相関を決定し、前記相関は、前記少なくとも１つのエタンピークと前記少なくとも１つのメタンピークとの間の相関、および、１３Ｃの少なくとも１つの量と前記少なくとも１つのメタンピークとの間の相関、の内の少なくとも一方であり、
    前記相関に基づいて、前記少なくとも１つのメタンピークの発生源を特定すること、
    を備える、方法。
  2. 請求項１に記載の方法であって、前記エタンおよびメタンを測定することは、さらに、
    前記メタンデータおよびエタンデータが、少なくとも５マイル毎時（８ｋｍ／ｈ）の移動センサプラットフォーム速度で捕捉されるように、前記移動センサプラットフォームの移動中に、前記移動センサプラットフォームを用いて前記エタンおよび前記メタンを測定することを含む、方法。
  3. 請求項２に記載の方法であって、さらに、
    前記移動センサプラットフォーム速度を考慮することを備える、方法。
  4. 請求項２に記載の方法であって、前記決定することは、さらに、
    メタンに対するエタンの比率範囲を特定することを含み、
    前記発生源を特定することは、さらに、前記比率範囲に基づいて前記発生源を特定することを含む、方法。
  5. 請求項４に記載の方法であって、前記少なくとも１つのエタンピークおよび前記少なくとも１つのメタンピークの前記発生源を特定することは、さらに、
    前記比率範囲が１パーセント以上かつ６パーセント以下である場合に、天然ガス発生源が存在すると判定し、
    前記比率範囲が６パーセントを超える場合に、熱を発する発生源が存在すると判定し、
    前記比率範囲が１パーセント未満である場合に、非天然ガス発生源が存在すると判定すること、
    を含む、方法。
  6. 請求項５に記載の方法であって、さらに、
    前記少なくとも１つのメタンピークおよび前記少なくとも１つのエタンピークに対して、同時発生のＣＯピークが欠けているか否かを判定することを備え、
    前記発生源を特定することは、さらに、前記同時発生のＣＯピークも欠けている場合にのみ、天然ガス発生源が存在すると判定することを含む、方法。
  7. 請求項２に記載の方法であって、前記センサデータは、前記移動センサプラットフォームが前記非ゼロの移動センサプラットフォーム速度を有する際のエタンデータおよびメタンデータのみを含む、方法。
  8. 請求項２に記載の方法であって、さらに、
    前記少なくとも１つのメタンピークおよび前記少なくとも１つのエタンピークの少なくとも一方に対してクラスタリングを実行する工程を備える、方法。
  9. 請求項７に記載の方法であって、さらに、
    前記発生源、前記少なくとも１つのメタンピーク、前記少なくとも１つのエタンピーク、風速、および、風向き、に基づいて、発生源位置を決定することを備える、方法。
  10. 請求項２に記載の方法であって、前記特定することは、さらに、
    高いメタンおよび高いエタンに対応し、ある量の２乗に対応する面積を有する地域を特定し、前記量は、前記移動センサプラットフォーム速度にベースライン期間を乗じた量であり、前記ベースライン期間は、少なくとも３０秒であり、
    少なくとも前記地域における前記センサデータに対してメタンベースラインおよびエタンベースラインを評価し、前記メタンベースラインは、前記ベースライン期間よりも長い新たな期間を用いた前記少なくとも前記地域に対するメタンデータの第１中央値に対応し、前記エタンベースラインは、前記ベースライン期間よりも長い新たな期間を用いた前記少なくとも前記地域に対するエタンデータの第２中央値に対応し、
    前記メタンベースライン以上のメタン閾値を規定し、
    前記エタンベースライン以上のエタン閾値を規定し、
    前記メタン閾値より高い複数のメタン測定値を前記地域に含むセンサデータとしてメタンピークを特定し、前記メタンピークは、前記複数のメタン測定値のメタン加重平均に基づく位置を有し、
    前記エタン閾値より高い複数のエタン測定値を前記地域に含むセンサデータとしてエタンピークを特定し、前記エタンピークは、前記複数のエタン測定値のエタン加重平均に基づく位置を有する、
    ことを含む、方法。
  11. システムであって、
    プロセッサであって、
    移動センサプラットフォームを用いて捕捉されたセンサデータを受信し、前記センサデータは、少なくとも５マイル毎時（８ｋｍ／ｈ）の移動センサプラットフォーム速度で捕捉されたエタンデータおよびメタンデータを含み、
    前記センサデータにおいて、少なくとも１つのメタンピークおよび少なくとも１つのエタンピークを特定し、
    相関を決定し、前記相関は、前記少なくとも１つのエタンピークと前記少なくとも１つのメタンピークとの間の相関、および、１３Ｃの少なくとも１つの量と前記少なくとも１つのメタンピークとの間の相関、の内の少なくとも一方であり、
    前記相関に基づいて、前記少なくとも１つのメタンピークの発生源を特定するよう構成されている、プロセッサと、
    前記プロセッサに接続され、前記プロセッサに命令を提供するよう構成されているメモリと、
    を備える、システム。
  12. 請求項１０に記載のシステムであって、前記プロセッサは、さらに、
    前記移動センサプラットフォーム速度を考慮するよう構成されている、システム。
  13. 請求項１２に記載のシステムであって、前記相関を決定するために、前記プロセッサは、さらに、
    メタンに対するエタンの比率範囲を特定するよう構成され、
    前記発生源を特定するために、前記プロセッサは、さらに、前記比率範囲に基づいて前記発生源を特定するよう構成されている、システム。
  14. 請求項１３に記載のシステムであって、前記少なくとも１つのエタンピークおよび前記少なくとも１つのメタンピークの前記発生源を特定するために、前記プロセッサは、さらに、
    前記比率範囲が１パーセント以上かつ６パーセント以下である場合に、天然ガス発生源が存在すると判定し、
    前記比率範囲が６パーセントを超える場合に、熱を発する発生源が存在すると判定し、
    前記比率範囲が１パーセント未満である場合に、非天然ガス発生源が存在すると判定するよう構成されている、システム。
  15. 請求項１２に記載のシステムであって、前記プロセッサは、さらに、
    前記少なくとも１つのメタンピークおよび前記少なくとも１つのエタンピークに対して、同時発生のＣＯピークが欠けているか否かを判定するよう構成され、
    前記発生源を特定するために、前記プロセッサは、さらに、前記同時発生のＣＯピークが欠けている場合にのみ、天然ガス発生源が存在すると判定するよう構成されている、システム。
  16. 請求項１２に記載のシステムであって、前記プロセッサは、さらに、
    前記少なくとも１つのメタンピークおよび前記少なくとも１つのエタンピークの少なくとも一方に対してクラスタリングを実行するよう構成されている、システム。
  17. 請求項１２に記載のシステムであって、前記プロセッサは、さらに、
    前記発生源、前記少なくとも１つのメタンピーク、前記少なくとも１つのエタンピーク、風速、および、風向き、に基づいて、発生源位置を決定するよう構成されている、システム。
  18. 請求項１２に記載のシステムであって、特定するために、前記プロセッサは、さらに、
    高いメタンおよび高いエタンに対応し、ある量の２乗に対応する面積を有する地域を特定し、
    前記量は、前記移動センサプラットフォーム速度にベースライン期間を乗じた量であり、前記ベースライン期間は、少なくとも３０秒であり、
    前記ベースライン期間よりも長い新たな期間を用いて、少なくとも前記地域における前記センサデータに対してメタンベースラインおよびエタンベースラインを評価し、
    前記メタンベースラインは、前記少なくとも前記地域に対するメタンデータの第１中央値に対応し、
    前記エタンベースラインは、前記少なくとも前記地域に対するエタンデータの第２中央値に対応し、
    前記メタンベースライン以上のメタン閾値を規定し、
    前記エタンベースライン以上のエタン閾値を規定し、
    前記メタン閾値より高い複数のメタン測定値を前記地域に含むセンサデータとしてメタンピークを特定し、
    前記メタンピークは、前記複数のメタン測定値のメタン加重平均に基づく位置を有し、
    前記エタン閾値より高い複数のエタン測定値を前記地域に含むセンサデータとしてエタンピークを特定し、
    前記エタンピークは、前記複数のエタン測定値のエタン加重平均に基づく位置を有するよう構成されている、システム。
  19. 空気質を監視するためのコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータプログラム製品は、有形のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体内に具現化され、
    移動センサプラットフォームを用いて捕捉されたセンサデータを受信するためのコンピュータ命令と、前記センサデータは、少なくとも５マイル毎時（８ｋｍ／ｈ）の移動センサプラットフォーム速度で捕捉されたエタンデータおよびメタンデータを含み、
    前記センサデータにおいて、少なくとも１つのメタンピークおよび少なくとも１つのエタンピークを特定するためのコンピュータ命令と、
    相関を決定するためのコンピュータ命令であって、前記相関は、前記少なくとも１つのエタンピークと前記少なくとも１つのメタンピークとの間の相関、および、１３Ｃの少なくとも１つの量と前記少なくとも１つのメタンピークとの間の相関、の内の少なくとも一方である、コンピュータ命令と、
    前記相関に基づいて、前記少なくとも１つのメタンピークの発生源を特定するコンピュータ命令と、
    を備える、コンピュータプログラム製品。
  20. 請求項１８に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記相関を決定するための前記コンピュータ命令は、さらに、
    メタンに対するエタンの比率範囲を特定するためのコンピュータ命令を含み、
    前記少なくとも１つのエタンピークおよび前記少なくとも１つのメタンピークの前記発生源を特定するための前記コンピュータ命令は、前記比率範囲に基づいて前記発生源を特定し、前記発生源を特定するためのコンピュータ命令は、さらに、
    前記比率範囲が１パーセント以上かつ６パーセント以下である場合に、天然ガス発生源が存在すると判定するためのコンピュータ命令と、
    前記比率範囲が６パーセントを超える場合に、熱を発する発生源が存在すると判定するためのコンピュータ命令と、
    前記比率範囲が１パーセント未満である場合に、非天然ガス発生源が存在すると判定するためのコンピュータ命令と、を含む、コンピュータプログラム製品。
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