本發明涉及污染在線監控
技術領域：
，尤其是一種污染源在線監控系統及其分析方法。
背景技術：
：隨著工業的發展，工業生產對于環境的影響越來越明顯。為了保護環境，我國對工業企業的排污有著嚴格的規定。為了對排污企業進行及時的監管，各地的環保部門陸續建立起了與排污企業信息聯動的在線監控系統。但是，現有的監控系統還只是對信息數據的被動接收，無法對監控數據的真實性和準確性進行主動控制。技術實現要素：本發明要解決的技術問題是提供一種污染源在線監控系統及其分析方法，能夠解決現有技術的不足，實現了監控系統對于監控數據的主動分析和判斷，提高了監控的真實性和準確性。為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案如下。一種污染源在線監控系統，其特征在于：包括，污染源信號接收模塊，用于接收排污企業污染源監控數據；氣態污染物檢測模塊，用于檢測排污企業外界環境中的氣態污染物；液態污染物檢測模塊，用于檢測排污企業外界環境中的液態污染物；固態污染物檢測模塊，用于檢測排污企業外界環境中的固態污染物；外界環境污染物分析模塊，分別與氣態污染物檢測模塊、液態污染物檢測模塊和固態污染物檢測模塊通訊連接，用于對外界環境污染物進行分析；對比判斷模塊，用于對排污企業污染源監控數據的真實性進行判斷；校準模塊，用于對氣態污染物檢測模塊、液態污染物檢測模塊和固態污染物檢測模塊的檢測數據進行校準；外界環境污染物分析模塊包括，氣液污染物聯合分析模塊，用于對氣態污染物和液態污染物中所含同類物質進行含量分析；氣固污染物聯合分析模塊，用于對氣態污染物和固態污染物中所含同類物質進行含量分析；固液污染物聯合分析模塊，用于對固態污染物和液態污染物中所含同類物質進行含量分析。一種上述的污染源在線監控系統的分析方法，包括以下步驟：a、外界環境污染物分析模塊對氣態污染物檢測模塊、液態污染物檢測模塊和固態污染物檢測模塊檢測到的污染物數據進行分析，得出排污企業外界環境中的污染物數據；b、對比判斷模塊通過從污染源信號接收模塊接收來的污染源數據和從外界環境污染物分析模塊接收來的排污企業外界環境中的污染物數據進行對比分析，判斷排污企業污染源監控數據的真實性；c、使用判定為真實的排污企業污染源監控數據對氣態污染物檢測模塊、液態污染物檢測模塊和固態污染物檢測模塊的檢測結果進行校正。作為本發明的一種優選技術方案，步驟a中，包括以下步驟，a1、對各單一污染物在氣態污染物檢測模塊、液態污染物檢測模塊和固態污染物檢測模塊中的檢測結果進行求和計算，得出各單一污染物的排放總量；a2、使用固液污染物聯合分析模塊的分析結果以及液態污染物檢測模塊和固態污染物檢測模塊安裝位置與污染源的距離，計算污染物擴散速率；a3、根據氣液污染物聯合分析模塊和氣固污染物聯合分析模塊的分析結果以及污染物擴散速率計算氣態污染物、液態污染物和固態污染物中各單項污染物的初始含量。作為本發明的一種優選技術方案，步驟b中包括以下步驟，b1、若從污染源信號接收模塊接收來的單一污染物的排放總量數據和從外界環境污染物分析模塊接收來的單一污染物的排放總量數據的差異大于設定閾值，則判定為不真實數據，其余數據標記為待定；b2、若步驟b1中標記為待定的數據的各單項污染物的初始含量和從外界環境污染物分析模塊接收來的各單項污染物的初始含量的差異小于設定閾值，則判定為真實數據，其余數據繼續標記為待定；b3、若步驟b2中標記為待定的數據中各單項污染物的變化趨勢和從外界環境污染物分析模塊接收來的數據中各單項污染物的變化趨勢相關，則判定為真是數據，否則判定為不真實數據。作為本發明的一種優選技術方案，步驟b3中，包括以下步驟，b31、將步驟b2中標記為待定的數據中各單項污染物的變化趨勢曲線中線性相關的區域進行提??；b32、對步驟b31中提取的曲線段進行小波分解，然后對分解結果進行如下迭代處理，其中，f為迭代前的數據，為迭代后的數據，為小波分解后的數據均值；b33、對迭代后的數據進行重構，將重構后的數據與從外界環境污染物分析模塊接收來的數據中各單項污染物分別進行歸一化，若歸一化之后的兩項數據不存在交叉點，則認定步驟b2中標記為待定的數據中各單項污染物的變化趨勢和從外界環境污染物分析模塊接收來的數據中各單項污染物的變化趨勢相關。作為本發明的一種優選技術方案，步驟c中，包括以下步驟，c1、將判定為真實的排污企業污染源監控數據進行離散化；c2、將離散化之后的數據按照污染物種類的不同組成不同的過渡矩陣；c3、計算過渡矩陣的特征值和與其對應的特征向量；c4、選取不同過渡矩陣中相同特征值所對應的非線性相關的特征向量作為校正向量，組成校正矩陣；c5、使用校正矩陣分別對氣態污染物檢測模塊、液態污染物檢測模塊和固態污染物檢測模塊的檢測結果進行校正。作為本發明的一種優選技術方案，步驟c5中，在校正前，對校正矩陣的元素進行遍歷，對其中的零值元素使用其對應的高斯密度函數值進行替換。采用上述技術方案所帶來的有益效果在于：本發明通過建立企業內部監控數據和企業外部監控數據的聯合采樣監控系統，通過企業外部監控數據對企業內部的監控數據進行真實性判斷，從而提高監控結果的真實性。通過對氣態污染物、液態污染物和固態污染物的獨立監測，然后對不同狀態污染物中的各成分進行分析，計算出污染物之間的擴散速率，進而得出各污染物的初始排放數據，然后使用計算出的初始排放數據與企業的排污數據進行對比，可以準確、快速的對企業的排放數據進行真實性判別，準確性高，速度快，實時性好。然后使用企業真實的排放數據對外部監控數據進行反饋校正，可以有效提高外部數據采集的準確度，進一步提高整個系統對于污染物排放監控的真實性和準確性。附圖說明圖1是本發明的原理圖。具體實施方式實施例1一種污染源在線監控系統，包括，污染源信號接收模塊1，用于接收排污企業污染源監控數據；氣態污染物檢測模塊2，用于檢測排污企業外界環境中的氣態污染物；液態污染物檢測模塊3，用于檢測排污企業外界環境中的液態污染物；固態污染物檢測模塊4，用于檢測排污企業外界環境中的固態污染物；外界環境污染物分析模塊5，分別與氣態污染物檢測模塊2、液態污染物檢測模塊3和固態污染物檢測模塊4通訊連接，用于對外界環境污染物進行分析；對比判斷模塊6，用于對排污企業污染源監控數據的真實性進行判斷；校準模塊7，用于對氣態污染物檢測模塊2、液態污染物檢測模塊3和固態污染物檢測模塊4的檢測數據進行校準；外界環境污染物分析模塊5包括，氣液污染物聯合分析模塊51，用于對氣態污染物和液態污染物中所含同類物質進行含量分析；氣固污染物聯合分析模塊52，用于對氣態污染物和固態污染物中所含同類物質進行含量分析；固液污染物聯合分析模塊53，用于對固態污染物和液態污染物中所含同類物質進行含量分析。一種上述的污染源在線監控系統的分析方法，包括以下步驟：a、外界環境污染物分析模塊5對氣態污染物檢測模塊2、液態污染物檢測模塊3和固態污染物檢測模塊4檢測到的污染物數據進行分析，得出排污企業外界環境中的污染物數據；b、對比判斷模塊6通過從污染源信號接收模塊1接收來的污染源數據和從外界環境污染物分析模塊5接收來的排污企業外界環境中的污染物數據進行對比分析，判斷排污企業污染源監控數據的真實性；c、使用判定為真實的排污企業污染源監控數據對氣態污染物檢測模塊2、液態污染物檢測模塊3和固態污染物檢測模塊4的檢測結果進行校正。步驟a中，包括以下步驟，a1、對各單一污染物在氣態污染物檢測模塊2、液態污染物檢測模塊3和固態污染物檢測模塊4中的檢測結果進行求和計算，得出各單一污染物的排放總量；a2、使用固液污染物聯合分析模塊53的分析結果以及液態污染物檢測模塊3和固態污染物檢測模塊4安裝位置與污染源的距離，計算污染物擴散速率；a3、根據氣液污染物聯合分析模塊51和氣固污染物聯合分析模塊52的分析結果以及污染物擴散速率計算氣態污染物、液態污染物和固態污染物中各單項污染物的初始含量。步驟b中包括以下步驟，b1、若從污染源信號接收模塊1接收來的單一污染物的排放總量數據和從外界環境污染物分析模塊5接收來的單一污染物的排放總量數據的差異大于設定閾值，則判定為不真實數據，其余數據標記為待定；b2、若步驟b1中標記為待定的數據的各單項污染物的初始含量和從外界環境污染物分析模塊5接收來的各單項污染物的初始含量的差異小于設定閾值，則判定為真實數據，其余數據繼續標記為待定；b3、若步驟b2中標記為待定的數據中各單項污染物的變化趨勢和從外界環境污染物分析模塊5接收來的數據中各單項污染物的變化趨勢相關，則判定為真是數據，否則判定為不真實數據。步驟b3中，包括以下步驟，b31、將步驟b2中標記為待定的數據中各單項污染物的變化趨勢曲線中線性相關的區域進行提??；b32、對步驟b31中提取的曲線段進行小波分解，然后對分解結果進行如下迭代處理，其中，f為迭代前的數據，為迭代后的數據，為小波分解后的數據均值；b33、對迭代后的數據進行重構，將重構后的數據與從外界環境污染物分析模塊5接收來的數據中各單項污染物分別進行歸一化，若歸一化之后的兩項數據不存在交叉點，則認定步驟b2中標記為待定的數據中各單項污染物的變化趨勢和從外界環境污染物分析模塊5接收來的數據中各單項污染物的變化趨勢相關。步驟c中，包括以下步驟，c1、將判定為真實的排污企業污染源監控數據進行離散化；c2、將離散化之后的數據按照污染物種類的不同組成不同的過渡矩陣；c3、計算過渡矩陣的特征值和與其對應的特征向量；c4、選取不同過渡矩陣中相同特征值所對應的非線性相關的特征向量作為校正向量，組成校正矩陣；c5、使用校正矩陣分別對氣態污染物檢測模塊2、液態污染物檢測模塊3和固態污染物檢測模塊4的檢測結果進行校正。步驟c5中，在校正前，對校正矩陣的元素進行遍歷，對其中的零值元素使用其對應的高斯密度函數值進行替換。實施例2本實施例是在實施例1的基礎上改進而來的。步驟a中，使用計算出的氣態污染物、液態污染物和固態污染物中各單項污染物的初始含量和實際測得的各單項污染物的含量，對各單項污染物的擴散速率進行計算，然后使用各單項污染物的擴散速率和步驟a2中求得的污染物擴散速率擬合出其共同的逼近函數作為修正后的擴散速率，對氣態污染物、液態污染物和固態污染物中各單項污染物的初始含量進行二次計算。通過對污染物擴散率的二次擬合，可以提高對于污染物擴散率計算的準確率。實施例3本實施例是在實施例2的基礎上改進而來的。步驟b33中，對迭代后的數據進行重構時，如果重構后的數據出現負值，則對負值數據進行如下替換，其中，為修正前的重構目標函數，為修正后的重構目標函數，x為迭代后的數據，h為x對應的非線性觀測算子。通過對重構數據中失效的負值數據進行替換，可以提高重構后數據的利用率，從而提高各單項污染物變化趨勢的計算準確度。實施例4本實施例是在實施例3的基礎上改進而來的。步驟c4中，對于校正矩陣，對于其中所包含的稀疏向量，使用校正矩陣內與該稀疏向量內積最小的非稀疏向量對改稀疏向量進行替換。通過對校正矩陣進行上述修正，可以減少校正過程中，對于孤立數據點的校正誤差。建立實驗模型對上述4個實施例的方法進行驗證。實驗模型包含10個人工污染源（其中氣態污染源3個，固態污染源3個，液態污染源4個），每次對若干個人工污染源進行污染物濃度調整，總計進行5次測量，對個污染源的檢測平均準確率結果如下：實施例1實施例2實施例3實施例4第一次測量78%84%85%85%第二次測量77%86%85%91%第三次測量81%86%88%94%第四次測量85%87%90%95%第五次測量85%89%91%97%由此可見，本發明可以實現多污染源檢測的高準確率檢測。上述描述僅作為本發明可實施的技術方案提出，不作為對其技術方案本身的單一限制條件。當前第1頁12