基于時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘的城市移動(dòng)源污染綜合監(jiān)管問題研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-08 03:50
當(dāng)前我國(guó)空氣質(zhì)量形勢(shì)嚴(yán)峻,《2018中國(guó)生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》顯示,338個(gè)地級(jí)以上城市中,217個(gè)城市環(huán)境空氣質(zhì)量超標(biāo),占64.2%。根據(jù)2019年《中國(guó)移動(dòng)源環(huán)境管理年報(bào)》,全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)3.07億輛,四項(xiàng)污染物排放總量初步核算為4065.3萬(wàn)噸。移動(dòng)源污染在城市大氣污染物中占比中,一氧化碳和碳?xì)浠镎急瘸^(guò)80%,氮氧化物和固體顆粒物超過(guò)90%。移動(dòng)源污染排放已經(jīng)成為城市大氣污染的主要來(lái)源,并對(duì)社會(huì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。因此對(duì)城市移動(dòng)源污染排放進(jìn)行全時(shí)監(jiān)測(cè)和綜合監(jiān)管對(duì)于改善城市大氣環(huán)境和保護(hù)公眾健康具有重大意義。然而,一方面由于移動(dòng)源污染監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的建造維護(hù)費(fèi)用高昂,城市中布設(shè)的移動(dòng)源污染監(jiān)測(cè)設(shè)備站點(diǎn)稀疏,難以通過(guò)在全區(qū)域布設(shè)檢測(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)城市全區(qū)域移動(dòng)源污染物實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);另一方面影響城市移動(dòng)源污染時(shí)空分布變化的因素復(fù)雜繁多,從長(zhǎng)期污染排放清單核算考慮,主要取決于城市的機(jī)動(dòng)車保有量和車輛類型組成,但從短期或?qū)崟r(shí)交通污染變化狀態(tài)而言,卻又受到城市道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、交通流狀況和外部氣象環(huán)境因素的嚴(yán)重影響。這一系列因素導(dǎo)致對(duì)實(shí)現(xiàn)城市移動(dòng)源污染排放的全時(shí)監(jiān)測(cè)和綜合監(jiān)管具有很大的挑戰(zhàn)性。針對(duì)上述挑戰(zhàn)...
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:140 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1:?2013-2018年全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量及污染排放總量變化趨勢(shì)??
??是基于歷史交通流信息和尾氣排放因子模型核算污染排放量設(shè)計(jì)交通管制策略,??需要累計(jì)大量歷史年度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),并且是一種歷史統(tǒng)計(jì)評(píng)估策略存在滯后性,無(wú)??法適應(yīng)移動(dòng)源污染短時(shí)動(dòng)態(tài)變化。為此,如何根據(jù)移動(dòng)源歷史排放和交通流模式??信息實(shí)現(xiàn)路段移動(dòng)源污染排放監(jiān)管,這是本文擬解決的第三個(gè)關(guān)鍵問題。??1.3.2主要研究?jī)?nèi)容??本文主要研究了城市移動(dòng)源污染排放監(jiān)管的相關(guān)問題,提出了基于時(shí)空數(shù)??據(jù)挖掘的“監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)增強(qiáng)-時(shí)空特性分析-監(jiān)管策略生成”的城市移動(dòng)源污染排放??監(jiān)管理論方法體系,如圖1.2所示。本文主要研宄內(nèi)容如下:??城市移動(dòng)源污染綜合監(jiān)管問題??善?聲??…?..?研‘m.??.mm,?,腔測(cè)點(diǎn)位稀疏義?_合摶放因子棋型和對(duì)抗學(xué)習(xí)策略??....增強(qiáng)擇質(zhì)性?、■的數(shù)振增強(qiáng)??_?#?I??+?國(guó)_^^,基??暑?蜃??監(jiān)擘策§_環(huán)壤狀態(tài)時(shí)序伊職邊?圓基于深度彊化學(xué)習(xí)的城市顧??(V生成.狀態(tài)行魏嘛'J樹^丄心,移動(dòng)海|5染監(jiān)卿???研究目標(biāo)???通過(guò)構(gòu)建基于時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘的“監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)增強(qiáng)一時(shí)空特性分析一監(jiān)管策略生成”城市移動(dòng)源??污染監(jiān)管的理論方法體系,為相關(guān)管理部門對(duì)城市大氣環(huán)境保護(hù)與移動(dòng)源污染治理提供科學(xué)??可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)和輔助決策支持。???圖1.2:主要研究?jī)?nèi)容??(1)融合排放因子模型和對(duì)抗學(xué)習(xí)策略的數(shù)據(jù)增強(qiáng):針對(duì)道路移動(dòng)源污染排??放監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的空間稀疏性和異質(zhì)性問題,提出了一種基于監(jiān)測(cè)約束生成對(duì)抗網(wǎng)??絡(luò)的移動(dòng)源污染監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)生成模型?紤]交通流、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、車輛工況等多源外??部環(huán)境信息影響,建立移動(dòng)源污染排放COPERT修正模型產(chǎn)生污染監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)先??驗(yàn)分布
放中的不同成分污染物對(duì)不同波長(zhǎng)的紅外線或紫外線的吸收作用,利用??Beer-Lambert吸收定律和其燃燒方程計(jì)算得出煙羽中不同成分相對(duì)體積比反演??出污染物實(shí)際體積濃度值[13],??I(A)/I〇U)?=?exp{-A{X))??(2.1)??A{X)?=?5{X)CL??其中,/U)為經(jīng)過(guò)尾氣的透射光強(qiáng)度,/〇(A)為發(fā)射光強(qiáng)度,J(A)/A(A)為透過(guò)率,??4(A)為吸收率;5(A)是標(biāo)準(zhǔn)氣體狀態(tài)下,與測(cè)量氣體無(wú)關(guān)的分子吸收系數(shù),C為??吸收氣體濃度,L表示光程長(zhǎng)度,如圖2.1給出了?CO,?C02,?N0X等不同氣體組??分的光譜吸收線強(qiáng)。當(dāng)汽車排氣時(shí),尾氣煙羽立即被環(huán)境空氣流所稀釋,雖然??-——NO???N02??5.00E-019-??C02??___?_?廣??—-?w?w??4?00E-O19-??m?..??翌?3?00E-019?-??2?00E-019?-??1?00E-019-?||??O.OOE+ODO-?,?.?r?^?.....丨歸,**|?.,羅???1.0?1.5?2-0?2.5?3.0?3.5?4.0?4.5?5.0?53?6-0?6-5?7.0?7-5??波長(zhǎng)[um】??圖2.1:不同氣體組分的光譜吸收??各污染物濃度發(fā)生較大變化,但其成份比例變化相對(duì)穩(wěn)定。汽油車尾氣遙感檢??測(cè)時(shí)以C02為參比氣體時(shí),在濃混合氣或理論空燃比燃燒的假定條件下,根據(jù)??燃燒方程和測(cè)得的比值,可以計(jì)算出尾氣中污染物濃度。將(:02作為參比氣體,??Qeo、Qm、表示C〇、HC、NO對(duì)(:02濃度比率,一般燃油中碳?xì)湓乇??11??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多源信息融合技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 元晶. 工業(yè)經(jīng)濟(jì)論壇. 2017(05)
[2]Traffic Signal Timing via Deep Reinforcement Learning[J]. Li Li,Yisheng Lv,Fei-Yue Wang. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2016(03)
[3]基于MOVES的西安市出租車污染物排放分析[J]. 劉強(qiáng). 環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù). 2015(02)
[4]廣州市機(jī)動(dòng)車尾氣排放特征研究[J]. 廖瀚博,余志,周兵,劉永紅,畢索陽(yáng),蔡銘,羅威力. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2012(01)
[5]綜合移動(dòng)源排放模型——MOVES[J]. 黃冠濤,宋國(guó)華,于雷,胥耀方. 交通信息與安全. 2010(04)
[6]基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜氣體檢測(cè)儀的數(shù)據(jù)采集與實(shí)驗(yàn)分析[J]. 張帥,劉文清,張玉鈞,束小文,闞瑞峰,何瑩,耿輝,許振宇,劉建國(guó). 光學(xué)技術(shù). 2009(05)
[7]北京限行期間大氣污染物的差分光學(xué)吸收光譜監(jiān)測(cè)與分析[J]. 朱燕舞,劉文清,謝品華,竇科,司福祺,李素文,張英華,秦敏. 光子學(xué)報(bào). 2009(08)
[8]一種汽車源排放模型——IVE模型簡(jiǎn)介[J]. 王虎,李孟良,喬維高. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè). 2007(05)
[9]應(yīng)用COPERTⅢ模型計(jì)算中國(guó)機(jī)動(dòng)車排放因子[J]. 謝紹東,宋翔宇,申新華. 環(huán)境科學(xué). 2006(03)
[10]機(jī)動(dòng)車排放車載實(shí)驗(yàn)及模型模擬研究[J]. 胡京南,郝吉明,傅立新,吳燁,王志石,鄧宇華. 環(huán)境科學(xué). 2004(03)
博士論文
[1]時(shí)空數(shù)據(jù)模型及其應(yīng)用研究[D]. 曹聞.解放軍信息工程大學(xué) 2011
本文編號(hào):3217632
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:140 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1:?2013-2018年全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量及污染排放總量變化趨勢(shì)??
??是基于歷史交通流信息和尾氣排放因子模型核算污染排放量設(shè)計(jì)交通管制策略,??需要累計(jì)大量歷史年度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),并且是一種歷史統(tǒng)計(jì)評(píng)估策略存在滯后性,無(wú)??法適應(yīng)移動(dòng)源污染短時(shí)動(dòng)態(tài)變化。為此,如何根據(jù)移動(dòng)源歷史排放和交通流模式??信息實(shí)現(xiàn)路段移動(dòng)源污染排放監(jiān)管,這是本文擬解決的第三個(gè)關(guān)鍵問題。??1.3.2主要研究?jī)?nèi)容??本文主要研究了城市移動(dòng)源污染排放監(jiān)管的相關(guān)問題,提出了基于時(shí)空數(shù)??據(jù)挖掘的“監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)增強(qiáng)-時(shí)空特性分析-監(jiān)管策略生成”的城市移動(dòng)源污染排放??監(jiān)管理論方法體系,如圖1.2所示。本文主要研宄內(nèi)容如下:??城市移動(dòng)源污染綜合監(jiān)管問題??善?聲??…?..?研‘m.??.mm,?,腔測(cè)點(diǎn)位稀疏義?_合摶放因子棋型和對(duì)抗學(xué)習(xí)策略??....增強(qiáng)擇質(zhì)性?、■的數(shù)振增強(qiáng)??_?#?I??+?國(guó)_^^,基??暑?蜃??監(jiān)擘策§_環(huán)壤狀態(tài)時(shí)序伊職邊?圓基于深度彊化學(xué)習(xí)的城市顧??(V生成.狀態(tài)行魏嘛'J樹^丄心,移動(dòng)海|5染監(jiān)卿???研究目標(biāo)???通過(guò)構(gòu)建基于時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘的“監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)增強(qiáng)一時(shí)空特性分析一監(jiān)管策略生成”城市移動(dòng)源??污染監(jiān)管的理論方法體系,為相關(guān)管理部門對(duì)城市大氣環(huán)境保護(hù)與移動(dòng)源污染治理提供科學(xué)??可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)和輔助決策支持。???圖1.2:主要研究?jī)?nèi)容??(1)融合排放因子模型和對(duì)抗學(xué)習(xí)策略的數(shù)據(jù)增強(qiáng):針對(duì)道路移動(dòng)源污染排??放監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的空間稀疏性和異質(zhì)性問題,提出了一種基于監(jiān)測(cè)約束生成對(duì)抗網(wǎng)??絡(luò)的移動(dòng)源污染監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)生成模型?紤]交通流、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、車輛工況等多源外??部環(huán)境信息影響,建立移動(dòng)源污染排放COPERT修正模型產(chǎn)生污染監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)先??驗(yàn)分布
放中的不同成分污染物對(duì)不同波長(zhǎng)的紅外線或紫外線的吸收作用,利用??Beer-Lambert吸收定律和其燃燒方程計(jì)算得出煙羽中不同成分相對(duì)體積比反演??出污染物實(shí)際體積濃度值[13],??I(A)/I〇U)?=?exp{-A{X))??(2.1)??A{X)?=?5{X)CL??其中,/U)為經(jīng)過(guò)尾氣的透射光強(qiáng)度,/〇(A)為發(fā)射光強(qiáng)度,J(A)/A(A)為透過(guò)率,??4(A)為吸收率;5(A)是標(biāo)準(zhǔn)氣體狀態(tài)下,與測(cè)量氣體無(wú)關(guān)的分子吸收系數(shù),C為??吸收氣體濃度,L表示光程長(zhǎng)度,如圖2.1給出了?CO,?C02,?N0X等不同氣體組??分的光譜吸收線強(qiáng)。當(dāng)汽車排氣時(shí),尾氣煙羽立即被環(huán)境空氣流所稀釋,雖然??-——NO???N02??5.00E-019-??C02??___?_?廣??—-?w?w??4?00E-O19-??m?..??翌?3?00E-019?-??2?00E-019?-??1?00E-019-?||??O.OOE+ODO-?,?.?r?^?.....丨歸,**|?.,羅???1.0?1.5?2-0?2.5?3.0?3.5?4.0?4.5?5.0?53?6-0?6-5?7.0?7-5??波長(zhǎng)[um】??圖2.1:不同氣體組分的光譜吸收??各污染物濃度發(fā)生較大變化,但其成份比例變化相對(duì)穩(wěn)定。汽油車尾氣遙感檢??測(cè)時(shí)以C02為參比氣體時(shí),在濃混合氣或理論空燃比燃燒的假定條件下,根據(jù)??燃燒方程和測(cè)得的比值,可以計(jì)算出尾氣中污染物濃度。將(:02作為參比氣體,??Qeo、Qm、表示C〇、HC、NO對(duì)(:02濃度比率,一般燃油中碳?xì)湓乇??11??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多源信息融合技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 元晶. 工業(yè)經(jīng)濟(jì)論壇. 2017(05)
[2]Traffic Signal Timing via Deep Reinforcement Learning[J]. Li Li,Yisheng Lv,Fei-Yue Wang. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2016(03)
[3]基于MOVES的西安市出租車污染物排放分析[J]. 劉強(qiáng). 環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù). 2015(02)
[4]廣州市機(jī)動(dòng)車尾氣排放特征研究[J]. 廖瀚博,余志,周兵,劉永紅,畢索陽(yáng),蔡銘,羅威力. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2012(01)
[5]綜合移動(dòng)源排放模型——MOVES[J]. 黃冠濤,宋國(guó)華,于雷,胥耀方. 交通信息與安全. 2010(04)
[6]基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜氣體檢測(cè)儀的數(shù)據(jù)采集與實(shí)驗(yàn)分析[J]. 張帥,劉文清,張玉鈞,束小文,闞瑞峰,何瑩,耿輝,許振宇,劉建國(guó). 光學(xué)技術(shù). 2009(05)
[7]北京限行期間大氣污染物的差分光學(xué)吸收光譜監(jiān)測(cè)與分析[J]. 朱燕舞,劉文清,謝品華,竇科,司福祺,李素文,張英華,秦敏. 光子學(xué)報(bào). 2009(08)
[8]一種汽車源排放模型——IVE模型簡(jiǎn)介[J]. 王虎,李孟良,喬維高. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè). 2007(05)
[9]應(yīng)用COPERTⅢ模型計(jì)算中國(guó)機(jī)動(dòng)車排放因子[J]. 謝紹東,宋翔宇,申新華. 環(huán)境科學(xué). 2006(03)
[10]機(jī)動(dòng)車排放車載實(shí)驗(yàn)及模型模擬研究[J]. 胡京南,郝吉明,傅立新,吳燁,王志石,鄧宇華. 環(huán)境科學(xué). 2004(03)
博士論文
[1]時(shí)空數(shù)據(jù)模型及其應(yīng)用研究[D]. 曹聞.解放軍信息工程大學(xué) 2011
本文編號(hào):3217632
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