一种车辆大气监测及污染物分类方法与流程

本发明涉及环境污染物监测领域，具体涉及一种车辆大气监测及污染物分类方法。

背景技术：

1、大气污染是全球性环境问题之一，已成为影响人类健康和生态平衡的重要因素。大气污染物包括颗粒物、臭氧、二氧化硫、氮氧化物等，它们来源于工业排放、交通尾气、能源燃烧等人类活动。为了有效地管理和治理大气污染，需要精准、及时、全面的大气污染监测数据。这些数据可以提供以下方面的信息：污染物浓度和分布，可以通过监测数据，可以了解不同区域和时间段的污染物浓度水平及其分布情况。这有助于确定污染源、评估污染程度，并制定相应的污染治理措施；空气质量评估，可以监测数据可以用于评估空气质量指标，如空气质量指数(aqi)。这可以帮助公众和决策者了解当前空气质量状况，并采取必要的预防和保护措施；健康影响评估，可以用于评估污染物对人体健康的影响，为公众提供健康风险警示和指导；污染物源解析，可以通过监测数据的分析，可以进行污染物源解析，确定不同污染源的贡献程度。这有助于制定有针对性的污染治理策略，减少污染物排放和影响。为了获得精准、及时、全面的大气污染监测数据，需要建立完善的监测网络和系统。这包括设置监测站点、选择适当的监测仪器和方法、建立数据传输和处理系统等。此外，国际合作和信息共享也是提高大气污染监测数据质量和效果的重要手段。

2、传统的大气污染监测方法主要采用固定站监测、传感器监测、遥感监测等方式。固定站监测是指在城市或地区设置固定的监测站点，通过安装大气监测设备来实时监测空气中的污染物浓度。这些设备可以包括气体分析仪、颗粒物采样器等。固定站点监测可以提供长期、连续的监测数据，适用于评估特定区域的空气质量状况。传感器监测可以携带在人体身上或安装在车辆等移动平台上，实时监测周围环境的污染物浓度。传感器监测具有灵活性和实时性的优势，可以提供个体级别的污染物暴露数据。遥感技术利用卫星或飞机上的传感器获取地球表面的信息，包括大气污染物的分布和变化。遥感监测可以提供广域的大气污染数据，覆盖范围广且成本相对较低。然而，由于分辨率和精度的限制，遥感监测更适合于监测大范围的趋势和变化。尽管这些传统的大气污染监测方法可以相互补充使用全面地了解大气污染的状况和趋势，但是它们在空间覆盖、时间分辨率、成本、个体级别暴露评估和数据准确性和标准化等方面存在一些缺点。为了克服这些限制，新兴的监测技术和方法，如无人机监测、移动传感器网络和遥感技术等，正在不断发展，以提供更全面、高分辨率和实时的大气污染监测数据。移动监测是指在车辆等移动载体上安装污染物浓度监测设备，通过移动载体实时采集大气污染数据。但是移动监测也存在采集数据不够及时、准确性差等问题。

3、与本申请密切相关的实现方案中，有基于运营车辆进行污染物监测以及主成分分析算法进行no2污染物监测，但是基于运营车辆的发明只实现了数据采集同时搭载传感器类别较少，针对单一污染物检测尚可，难以实现多种污染物分类，而基于主成分分析算法的方法同理，并未良好应用主成分分析算法的分类特性和优势。

4、运营车辆结合主成分分析算法(principal component analysis，pca)的大气监测及污染物分类方法是一种新型的大气污染监测技术。该方法通过在运营车辆上安装空气污染物浓度监测设备，实时采集大气污染数据，并结合主成分分析算法对数据进行处理和分类。主成分分析算法是一种数据分析方法，通过寻找数据中的主要成分，将原始数据降维，从而实现对数据的简化和分类。运营车辆结合主成分分析算法的大气监测及污染物分类方法能够实现对整个城市或区域的大气污染情况进行全面监测，提供更准确、及时、全面的污染数据，为有关部门科学管理和制定应对措施提供重要参考。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种车辆大气监测及污染物分类方法，本发明是通过以下技术方案来实现的。

2、一种车辆大气监测及污染物分类方法，该方法包括以下步骤：

3、s1，在车辆上安装空气质量监测设备；

4、s2，车辆行驶的过程中，通过空气质量监测设备采集数据并将监测数据实时传输至监测中心；

5、s3，监测中心接收监测数据后，采用pca算法对监测数据进行处理和分类，将监测数据划分为不同的污染物类型；

6、s4，监测中心将分类后的监测数据以及分析结果发送至大气污染监测平台，供相关部门以及公众查询和使用；

7、s5，根据大气污染监测平台的监测数据以及分析结果，相关部门可以采取有效的措施，对污染物进行控制和治理。

8、优选的，所述步骤s1中，空气质量监测设备包括气体传感器、温湿度传感器、光学传感器和空气动力学传感器；

9、所述气体传感器用于监测空气中气体污染物的浓度；

10、所述温湿度传感器用于监测环境温度和相对湿度；

11、所述光学传感器用于监测空气中的颗粒物浓度；

12、所述空气动力学传感器可以监测空气流动和气流速度。

13、优选的，所述步骤s2中，空气质量监测设备通过无线通信技术进行数据的传输，所述无线通信技术为无线局域网、蓝牙或移动通信网络中的一种。

14、优选的，所述步骤s3中，pca算法是一种数据降维方法，通过pca算法对监测数据进行以下处理：特征提取和降维、数据聚类、以及污染物特征分析。

15、优选的，特征提取和降维时，通过pca算法，将多维的空气污染物数据映射到低维度的空间中，提取出数据的主要特征，从而降低数据的维度和冗余性。

16、优选的，数据聚类时，pca算法可以将映射后的数据聚类成多个类别，从而实现对大气污染物的分类。

17、优选的，污染物特征分析时，pca算法提取出的主成分可以反映出污染物的主要特征。

18、优选的，通过污染物特征分析，可以提取大气污染物的指标，用于大气污染物的分类和特征分析，具体的指标包括污染物种类和浓度和污染源分析。

19、本发明的有益效果是，本发明针对传统空气质量监测方法存在的监测方位受限、监测设备布置困难、数据精度不高、高成本等缺点，提供一种车辆大气监测及污染物分类方法，通过在运营车辆上安装空气质量监测设备，并结合pca算法对数据进行处理和分类，实现对整个城市范围内的大气污染情况进行全面监测，解决了监测范围受限和监测设备布置困难的问题；同时，通过pca算法对数据进行处理和分类，能够提高数据的精度和准确性，从而更全面、更准确地反映出空气质量的真实情况，解决了数据精度不高的问题；此外，本发明所提供的方法可以减少对城市公共资源的占用，具有较高的实用性和经济性，解决了高成本的问题。

技术特征：

1.一种车辆大气监测及污染物分类方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种车辆大气监测及污染物分类方法，其特征在于，所述步骤s1中，空气质量监测设备包括气体传感器、温湿度传感器、光学传感器和空气动力学传感器；

3.根据权利要求1所述的一种车辆大气监测及污染物分类方法，其特征在于，所述步骤s2中，空气质量监测设备通过无线通信技术进行数据的传输，所述无线通信技术为无线局域网、蓝牙或移动通信网络中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种车辆大气监测及污染物分类方法，其特征在于，所述步骤s3中，pca算法是一种数据降维方法，通过pca算法对监测数据进行以下处理：特征提取和降维、数据聚类、以及污染物特征分析。

5.根据权利要求4所述的一种车辆大气监测及污染物分类方法，其特征在于，特征提取和降维时，通过pca算法，将多维的空气污染物数据映射到低维度的空间中，提取出数据的主要特征，从而降低数据的维度和冗余性。

6.根据权利要求4所述的一种车辆大气监测及污染物分类方法，其特征在于，数据聚类时，pca算法可以将映射后的数据聚类成多个类别，从而实现对大气污染物的分类。

7.根据权利要求4所述的一种车辆大气监测及污染物分类方法，其特征在于，污染物特征分析时，pca算法提取出的主成分可以反映出污染物的主要特征。

8.根据权利要求7所述的一种车辆大气监测及污染物分类方法，其特征在于，通过污染物特征分析，可以提取大气污染物的指标，用于大气污染物的分类和特征分析，具体的指标包括污染物种类和浓度和污染源分析。

技术总结本发明公布了一种车辆大气监测及污染物分类方法，包括以下步骤：S1，在车辆上安装空气质量监测设备；S2，车辆行驶的过程中，通过空气质量监测设备采集数据并将监测数据实时传输至监测中心；S3，监测中心接收监测数据后，采用PCA算法对监测数据进行处理和分类；S4，监测中心将分类后的监测数据以及分析结果发送至大气污染监测平台；S5，根据大气污染监测平台的监测数据以及分析结果，对污染物进行控制和治理，本发明通过搭载传感器在车辆上实时采集大气污染数据，并通过PCA算法对数据进行处理和分类，能够提高大气污染监测的准确性和效率，解决了传统大气污染监测方法存在的准确性不高、覆盖面不广、人工和耗材成本高等问题。技术研发人员：王孝明,许玉梅,王伊葭受保护的技术使用者：江苏伊蓝环保科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4