本發(fā)明涉及環(huán)境污染物監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種車輛大氣監(jiān)測及污染物分類方法。

背景技術(shù)：

1、大氣污染是全球性環(huán)境問題之一，已成為影響人類健康和生態(tài)平衡的重要因素。大氣污染物包括顆粒物、臭氧、二氧化硫、氮氧化物等，它們來源于工業(yè)排放、交通尾氣、能源燃燒等人類活動。為了有效地管理和治理大氣污染，需要精準(zhǔn)、及時、全面的大氣污染監(jiān)測數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以提供以下方面的信息：污染物濃度和分布，可以通過監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以了解不同區(qū)域和時間段的污染物濃度水平及其分布情況。這有助于確定污染源、評估污染程度，并制定相應(yīng)的污染治理措施；空氣質(zhì)量評估，可以監(jiān)測數(shù)據(jù)可以用于評估空氣質(zhì)量指標(biāo)，如空氣質(zhì)量指數(shù)(aqi)。這可以幫助公眾和決策者了解當(dāng)前空氣質(zhì)量狀況，并采取必要的預(yù)防和保護(hù)措施；健康影響評估，可以用于評估污染物對人體健康的影響，為公眾提供健康風(fēng)險警示和指導(dǎo)；污染物源解析，可以通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，可以進(jìn)行污染物源解析，確定不同污染源的貢獻(xiàn)程度。這有助于制定有針對性的污染治理策略，減少污染物排放和影響。為了獲得精準(zhǔn)、及時、全面的大氣污染監(jiān)測數(shù)據(jù)，需要建立完善的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。這包括設(shè)置監(jiān)測站點、選擇適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測儀器和方法、建立數(shù)據(jù)傳輸和處理系統(tǒng)等。此外，國際合作和信息共享也是提高大氣污染監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量和效果的重要手段。

2、傳統(tǒng)的大氣污染監(jiān)測方法主要采用固定站監(jiān)測、傳感器監(jiān)測、遙感監(jiān)測等方式。固定站監(jiān)測是指在城市或地區(qū)設(shè)置固定的監(jiān)測站點，通過安裝大氣監(jiān)測設(shè)備來實時監(jiān)測空氣中的污染物濃度。這些設(shè)備可以包括氣體分析儀、顆粒物采樣器等。固定站點監(jiān)測可以提供長期、連續(xù)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，適用于評估特定區(qū)域的空氣質(zhì)量狀況。傳感器監(jiān)測可以攜帶在人體身上或安裝在車輛等移動平臺上，實時監(jiān)測周圍環(huán)境的污染物濃度。傳感器監(jiān)測具有靈活性和實時性的優(yōu)勢，可以提供個體級別的污染物暴露數(shù)據(jù)。遙感技術(shù)利用衛(wèi)星或飛機(jī)上的傳感器獲取地球表面的信息，包括大氣污染物的分布和變化。遙感監(jiān)測可以提供廣域的大氣污染數(shù)據(jù)，覆蓋范圍廣且成本相對較低。然而，由于分辨率和精度的限制，遙感監(jiān)測更適合于監(jiān)測大范圍的趨勢和變化。盡管這些傳統(tǒng)的大氣污染監(jiān)測方法可以相互補(bǔ)充使用全面地了解大氣污染的狀況和趨勢，但是它們在空間覆蓋、時間分辨率、成本、個體級別暴露評估和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和標(biāo)準(zhǔn)化等方面存在一些缺點。為了克服這些限制，新興的監(jiān)測技術(shù)和方法，如無人機(jī)監(jiān)測、移動傳感器網(wǎng)絡(luò)和遙感技術(shù)等，正在不斷發(fā)展，以提供更全面、高分辨率和實時的大氣污染監(jiān)測數(shù)據(jù)。移動監(jiān)測是指在車輛等移動載體上安裝污染物濃度監(jiān)測設(shè)備，通過移動載體實時采集大氣污染數(shù)據(jù)。但是移動監(jiān)測也存在采集數(shù)據(jù)不夠及時、準(zhǔn)確性差等問題。

3、與本申請密切相關(guān)的實現(xiàn)方案中，有基于運(yùn)營車輛進(jìn)行污染物監(jiān)測以及主成分分析算法進(jìn)行no2污染物監(jiān)測，但是基于運(yùn)營車輛的發(fā)明只實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集同時搭載傳感器類別較少，針對單一污染物檢測尚可，難以實現(xiàn)多種污染物分類，而基于主成分分析算法的方法同理，并未良好應(yīng)用主成分分析算法的分類特性和優(yōu)勢。

4、運(yùn)營車輛結(jié)合主成分分析算法(principal?component?analysis，pca)的大氣監(jiān)測及污染物分類方法是一種新型的大氣污染監(jiān)測技術(shù)。該方法通過在運(yùn)營車輛上安裝空氣污染物濃度監(jiān)測設(shè)備，實時采集大氣污染數(shù)據(jù)，并結(jié)合主成分分析算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分類。主成分分析算法是一種數(shù)據(jù)分析方法，通過尋找數(shù)據(jù)中的主要成分，將原始數(shù)據(jù)降維，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的簡化和分類。運(yùn)營車輛結(jié)合主成分分析算法的大氣監(jiān)測及污染物分類方法能夠?qū)崿F(xiàn)對整個城市或區(qū)域的大氣污染情況進(jìn)行全面監(jiān)測，提供更準(zhǔn)確、及時、全面的污染數(shù)據(jù)，為有關(guān)部門科學(xué)管理和制定應(yīng)對措施提供重要參考。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種車輛大氣監(jiān)測及污染物分類方法，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

2、一種車輛大氣監(jiān)測及污染物分類方法，該方法包括以下步驟：

3、s1，在車輛上安裝空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備；

4、s2，車輛行駛的過程中，通過空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備采集數(shù)據(jù)并將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸至監(jiān)測中心；

5、s3，監(jiān)測中心接收監(jiān)測數(shù)據(jù)后，采用pca算法對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分類，將監(jiān)測數(shù)據(jù)劃分為不同的污染物類型；

6、s4，監(jiān)測中心將分類后的監(jiān)測數(shù)據(jù)以及分析結(jié)果發(fā)送至大氣污染監(jiān)測平臺，供相關(guān)部門以及公眾查詢和使用；

7、s5，根據(jù)大氣污染監(jiān)測平臺的監(jiān)測數(shù)據(jù)以及分析結(jié)果，相關(guān)部門可以采取有效的措施，對污染物進(jìn)行控制和治理。

8、優(yōu)選的，所述步驟s1中，空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備包括氣體傳感器、溫濕度傳感器、光學(xué)傳感器和空氣動力學(xué)傳感器；

9、所述氣體傳感器用于監(jiān)測空氣中氣體污染物的濃度；

10、所述溫濕度傳感器用于監(jiān)測環(huán)境溫度和相對濕度；

11、所述光學(xué)傳感器用于監(jiān)測空氣中的顆粒物濃度；

12、所述空氣動力學(xué)傳感器可以監(jiān)測空氣流動和氣流速度。

13、優(yōu)選的，所述步驟s2中，空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備通過無線通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，所述無線通信技術(shù)為無線局域網(wǎng)、藍(lán)牙或移動通信網(wǎng)絡(luò)中的一種。

14、優(yōu)選的，所述步驟s3中，pca算法是一種數(shù)據(jù)降維方法，通過pca算法對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行以下處理：特征提取和降維、數(shù)據(jù)聚類、以及污染物特征分析。

15、優(yōu)選的，特征提取和降維時，通過pca算法，將多維的空氣污染物數(shù)據(jù)映射到低維度的空間中，提取出數(shù)據(jù)的主要特征，從而降低數(shù)據(jù)的維度和冗余性。

16、優(yōu)選的，數(shù)據(jù)聚類時，pca算法可以將映射后的數(shù)據(jù)聚類成多個類別，從而實現(xiàn)對大氣污染物的分類。

17、優(yōu)選的，污染物特征分析時，pca算法提取出的主成分可以反映出污染物的主要特征。

18、優(yōu)選的，通過污染物特征分析，可以提取大氣污染物的指標(biāo)，用于大氣污染物的分類和特征分析，具體的指標(biāo)包括污染物種類和濃度和污染源分析。

19、本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明針對傳統(tǒng)空氣質(zhì)量監(jiān)測方法存在的監(jiān)測方位受限、監(jiān)測設(shè)備布置困難、數(shù)據(jù)精度不高、高成本等缺點，提供一種車輛大氣監(jiān)測及污染物分類方法，通過在運(yùn)營車輛上安裝空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備，并結(jié)合pca算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分類，實現(xiàn)對整個城市范圍內(nèi)的大氣污染情況進(jìn)行全面監(jiān)測，解決了監(jiān)測范圍受限和監(jiān)測設(shè)備布置困難的問題；同時，通過pca算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分類，能夠提高數(shù)據(jù)的精度和準(zhǔn)確性，從而更全面、更準(zhǔn)確地反映出空氣質(zhì)量的真實情況，解決了數(shù)據(jù)精度不高的問題；此外，本發(fā)明所提供的方法可以減少對城市公共資源的占用，具有較高的實用性和經(jīng)濟(jì)性，解決了高成本的問題。

技術(shù)特征：

1.一種車輛大氣監(jiān)測及污染物分類方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛大氣監(jiān)測及污染物分類方法，其特征在于，所述步驟s1中，空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備包括氣體傳感器、溫濕度傳感器、光學(xué)傳感器和空氣動力學(xué)傳感器；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛大氣監(jiān)測及污染物分類方法，其特征在于，所述步驟s2中，空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備通過無線通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，所述無線通信技術(shù)為無線局域網(wǎng)、藍(lán)牙或移動通信網(wǎng)絡(luò)中的一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛大氣監(jiān)測及污染物分類方法，其特征在于，所述步驟s3中，pca算法是一種數(shù)據(jù)降維方法，通過pca算法對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行以下處理：特征提取和降維、數(shù)據(jù)聚類、以及污染物特征分析。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種車輛大氣監(jiān)測及污染物分類方法，其特征在于，特征提取和降維時，通過pca算法，將多維的空氣污染物數(shù)據(jù)映射到低維度的空間中，提取出數(shù)據(jù)的主要特征，從而降低數(shù)據(jù)的維度和冗余性。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種車輛大氣監(jiān)測及污染物分類方法，其特征在于，數(shù)據(jù)聚類時，pca算法可以將映射后的數(shù)據(jù)聚類成多個類別，從而實現(xiàn)對大氣污染物的分類。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種車輛大氣監(jiān)測及污染物分類方法，其特征在于，污染物特征分析時，pca算法提取出的主成分可以反映出污染物的主要特征。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種車輛大氣監(jiān)測及污染物分類方法，其特征在于，通過污染物特征分析，可以提取大氣污染物的指標(biāo)，用于大氣污染物的分類和特征分析，具體的指標(biāo)包括污染物種類和濃度和污染源分析。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公布了一種車輛大氣監(jiān)測及污染物分類方法，包括以下步驟：S1，在車輛上安裝空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備；S2，車輛行駛的過程中，通過空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備采集數(shù)據(jù)并將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸至監(jiān)測中心；S3，監(jiān)測中心接收監(jiān)測數(shù)據(jù)后，采用PCA算法對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分類；S4，監(jiān)測中心將分類后的監(jiān)測數(shù)據(jù)以及分析結(jié)果發(fā)送至大氣污染監(jiān)測平臺；S5，根據(jù)大氣污染監(jiān)測平臺的監(jiān)測數(shù)據(jù)以及分析結(jié)果，對污染物進(jìn)行控制和治理，本發(fā)明通過搭載傳感器在車輛上實時采集大氣污染數(shù)據(jù)，并通過PCA算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分類，能夠提高大氣污染監(jiān)測的準(zhǔn)確性和效率，解決了傳統(tǒng)大氣污染監(jiān)測方法存在的準(zhǔn)確性不高、覆蓋面不廣、人工和耗材成本高等問題。

技術(shù)研發(fā)人員：王孝明,許玉梅,王伊葭
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇伊藍(lán)環(huán)?？萍加邢薰?br/>技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/4