本发明专利技术提供了一种污染物排放源监测装置及方法，用于污染物排放源和超排船舶的自动化识别。所述装置包括基于遥测技术和船舶自动识别技术对污染物浓度和船舶航行信息等数据进行远程检测的综合检测模块、基于波动识别算法模型计算污染物实测浓度值的波动识别模块、基于船舶排放污染物预测算法模型计算污染物原始排放浓度值的排放预测模块、基于船舶排放污染物扩散算法模型计算污染物扩散至监测点时的理论浓度值的扩散预测模块、基于船舶污染源反向追踪溯源算法模型确认污染物排放源的追踪溯源模块以及用于判断污染物是否超排并自动标记超排船舶的超排识别模块。通过上述模块的协同作用，使污染物排放源和超排船舶的自动化识别过程能够高效、准确地进行。准确地进行。准确地进行。
【技术实现步骤摘要】
污染物排放源监测装置及方法
[0001]本专利技术涉及尾气监测
，具体地涉及一种污染物排放源监测装置及方法。
技术介绍
[0002]随着世界经济和国内外贸易的日益繁荣，船舶废气污染已引起国际社会的广泛关注，船舶柴油机是船舶气态污染物的主要污染源，所排放的NO
x
、SO
x
和颗粒物 (ParticulateMatter，简称PM)等污染物都会对海洋及周边城市大气环境造成较大污染。为了减少船舶排气对环境大气的污染，世界各国和国际组织相继制定了严苛的船舶排放法规，海事部门对船舶排放的监控监管面临着严峻挑战。
[0003]目前，国内外通常采用遥测技术对船舶产生的气态污染物进行快速监测，遥测技术是指对被测量对象的参数进行远距离测量。然而，目前对船舶污染物排放的监测过程，还未能实现智能化和无人化，尤其是对复杂海域下排放污染源的识别过程以及超排船舶的追踪溯源过程仍然需要人工参与。
[0004]因此如何解决现有技术中污染物排放源监测与识别技术智能化程度低的问题，成为本领域技术人员的研究课题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于，针对现有技术中存在的技术问题，提供一种污染物排放源监测装置及方法，以实现污染物排放源和超排船舶的自动化识别。
[0006]根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种污染物排放源监测装置，用于污染物排放源和超排船舶的自动化识别。所述装置包括：综合检测模块，用于获取并发送气象数据、船舶航行数据和包括监测点处污染物实时浓度数据的监测信号；波动识别模块，与所述综合检测模块连接，用于接收所述监测信号并识别所述监测信号的特征波动，以及，记录所述特征波动的参数，以计算所述污染物的实测浓度值，并生成第一船舶名单；排放预测模块，分别与所述综合检测模块和所述波动识别模块连接，用于根据所述第一船舶名单中各第一船舶的航行数据和所述污染物在各所述第一船舶的排放因子，计算所述污染物在各所述第一船舶的原始排放浓度值；扩散预测模块，分别与所述综合检测模块和所述排放预测模块连接，用于根据所述原始排放浓度值、所述气象数据和各所述第一船舶的航行数据，计算所述污染物从各所述第一船舶扩散至所述监测点的理论浓度值，并生成第二船舶名单；追踪溯源模块，分别与所述综合检测单元和所述扩散预测模块连接，用于根据所述第二船舶名单中各第二船舶的航行数据和所述气象数据，计算所述污染物从各所述第二船舶扩散至所述监测点的理论扩散时间，以得到所述污染物排放源的理论位置，并根据所述理论位置和各所述第二船舶的航行数据确定排放所述污染物的船舶。
[0007]可选地，本专利技术提供的污染物排放源监测装置还包括：超排识别模块，分别与所述波动识别模块和所述超排识别模块连接，用于根据所述污染物的实测浓度值，判断所述污染物是否为超标排放，并当判断出所述污染物为超标排放时，确定排放所述污染物的船舶
为超排船舶。
[0008]根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种污染物排放源监测方法，该方法采用本专利技术提供的污染物排放源监测装置。所述方法包括如下步骤：获取并发送气象数据、船舶航行数据和包括监测点处污染物实时浓度数据的监测信号；接收所述监测信号并识别所述监测信号的特征波动，以计算所述污染物的实测浓度值并生成第一船舶名单；根据所述第一船舶名单中各第一船舶的航行数据和所述污染物在各所述第一船舶的排放因子，计算所述污染物在各所述第一船舶的原始排放浓度值；根据所述原始排放浓度值、所述气象数据和所述各第一船舶的航行数据，计算所述污染物从各所述第一船舶扩散至所述监测点时的理论浓度值，并生成第二船舶名单；根据所述第二船舶名单中各第二船舶的航行数据和所述气象数据，计算所述污染物从各所述第二船舶扩散至所述监测点的理论扩散时间，以得到所述污染物排放源的理论位置，并根据所述理论位置和各所述第二船舶的航行数据确定排放所述污染物的船舶。
[0009]可选地，本专利技术提供的污染物排放源监测方法还包括：根据所述污染物的实测浓度值，判断所述污染物是否为超标排放，若判断出所述污染物为超标排放，则确定排放所述污染物的船舶为超排船舶。
[0010]本专利技术提供了一种污染物排放源监测装置以及采用该装置的方法，采用本专利技术能够实现污染物排放源和超排船舶的自动化识别，且识别过程高效、识别结果准确。本专利技术的综合检测模块基于遥测技术和船舶自动识别系统(Automatic Identification System，简称AIS) 远程获取并发送包括监测点处污染物实时浓度数据的监测信号、气象数据和船舶航行数据。波动识别模块基于波动识别算法模型，对所述监测信号中表示污染物浓度为上升状态的特征波动进行识别，以记录所述特征波动的波动区间、波动峰值和波动基准值，并在此基础上计算污染物的实测浓度值。所述实测浓度值能够准确反映出污染物在监测点的浓度波动，有助于提高后续识别过程的准确度。后续的污染物排放源识别过程分为三个阶段：排放预测模块基于船舶排放污染物预测算法模型计算污染物在船舶的原始排放浓度值、扩散预测模块基于船舶排放污染物扩散算法模型计算污染物从船舶扩散至监测点时的理论浓度值、追踪溯源模块基于船舶污染源反向追踪溯源算法模型计算污染物从船舶扩散至监测点所需的理论扩散时间和污染物排放源的理论位置，并在此基础上，将船舶的实际位置与所述理论位置进行比较，位于所述理论位置的船舶即为污染物排放源。通过上述三阶段中的模块和方法识别污染物排放源有助于提高识别效率。进一步地，当超排识别模块根据所述实测浓度值判断出所述污染物为超标排放时，则自动将追踪溯源模块所确定的船舶标记为超排船舶，以完成污染物排放源和超排船舶的自动化识别过程。
附图说明
[0011]下面结合附图，通过对本专利技术的具体实施方式详细描述，将使本专利技术的技术方案及其它有益效果显而易见。
[0012]图1为本专利技术实施例提供的污染物排放源监测装置的结构示意图。
[0013]图2为本专利技术实施例提供的污染物排放源监测方法的流程示意图。
[0014]图3为图2中步骤S2的具体流程示意图。
[0015]图4为图2中步骤S4的具体流程示意图。
[0016]图5为图2中步骤S5的具体流程示意图。
具体实施方式
[0017]下面将结合附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本专利技术的说明书和权利要求书以及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解，这样描述的对象在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排它的包含。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种污染物排放源监测装置，用于污染物排放源和超排船舶的自动化识别，其特征在于，所述装置包括：综合检测模块，用于获取并发送包括监测点处污染物实时浓度数据的监测信号；波动识别模块，用于接收所述监测信号并识别所述监测信号的特征波动，以及，记录所述特征波动的参数，以获取所述污染物的实测浓度值和第一船舶名单；排放预测模块，用于获取所述污染物在所述第一船舶名单中的各第一船舶的原始排放浓度值；扩散预测模块，用于获取所述污染物从各所述第一船舶扩散至所述监测点的理论浓度值和第二船舶名单；追踪溯源模块，用于获取所述污染物从所述第二船舶名单中的各第二船舶扩散至所述监测点的理论扩散时间和所述污染物排放源的理论位置，以确定排放所述污染物的船舶。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：超排识别模块，用于根据所述污染物的实测浓度值，判断所述污染物是否为超标排放，并当判断出所述污染物为超标排放时，确定排放所述污染物的船舶为超排船舶。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述特征波动的参数包括所述特征波动的波动区间、波动峰值和所述波动峰值出现的时刻；所述追踪溯源模块用于根据所述波动峰值出现的时刻和所述理论扩散时间确定所述理论位置。4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述综合检测模块还用于获取并发送各所述第一船舶和各所述第二船舶的航行数据；以及获取并发送所述监测点的预设范围内的气象数据。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述排放预测模块用于根据各所述第一船舶的航行数据和所述污染物在各所述第一船舶的排放因子，计算所述污染物在各所述第一船舶的原始排放浓度；所述扩散预测模块用于根据所述原始排放浓度值、各所述第一船舶的航行数据和所述气象数据，计算所述污染物从各所述第一船舶扩散至所述监测点的理论浓度值，并生成所述第二船舶名单；所述追踪溯源模块用于根据各所述第二船舶的航行数据和所述气象数据，计算所述污染物从各所述第二船舶扩散至所述监测点的理论扩散时间，以获取所述污染物排放源的理论位置，并根据所述理论位置和各所述第二船舶的运行数据确定排放所述污染物的船舶。6.一种污染物排放源监测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：获取并发送气象数据、船舶航行数据和包括监测点处污染物实时浓度数据的监测信号；接收所述监测信号并识别所述监测信号的特征波动，以计算所述污染物的实测浓度值并生成第一船舶名单；根据所述第一船舶名单中各第一船舶的航行数据和所述污染物在各所述第一船舶的排放因子，计算所述污染物...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓波，李珂，冀青鹏，武强，陈秋燕，沈腾，刘雪燕，胡霁，李佩青，熊碧波，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一一研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。