污染物的扩散预测方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及大数据技术领域，公开了一种污染物的扩散预测方法、装置、设备及存储介质，用于提高污染物的扩散预测效率和预警精准度。污染物的扩散预测方法包括：获取目标监测区域的经纬度信息、烟囱高度信息以及污染物排放量；根据经纬度信息计算在预测时段内风速信息和风向值；获取大气稳定度值，并根据大气稳定度值和预置距离计算侧向扩散系数和竖向扩散系数；通过预置仿真工具和高斯扩散模型对污染物排放量、烟囱高度信息、风速信息、风向值、侧向扩散系数和竖向扩散系数进行仿真，得到预测扩散仿真图和污染物浓度；根据污染物浓度、当前风速和当前风向确定污染物扩散的开始时刻；当检测到开始时刻的污染物浓度大于预置阈值时，发送预警信息。

【技术实现步骤摘要】
污染物的扩散预测方法、装置、设备及存储介质
本专利技术涉及预测估值领域，尤其涉及污染物的扩散预测方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
目前环保产业相继引入了智慧环保模式，智慧环保就是通过物联网和云计算实时监测环境，并促进污染减排以及保护生态环境。而智慧环保模式的关键在于对污染源监管，通过借助物联网技术，将传感器和相关设备嵌入大气、污染等监控对象，数据传输到后台，实现智能分析及预警处理。现有环保部门环保系统中，有关预测污染源的扩散趋势的系统还不完善成熟，无法有效预警，也就是根据污染源的扩散趋势预警能力不足，对防范环境污染帮助有限，预测污染源的扩散趋势准确率低，导致监管污染源和预警处理精准度低下的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于解决了由于预测污染源的扩散趋势准确率低，导致监管污染源和预警处理精准度低下技术问题。为实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种污染物的扩散预测方法，包括：获取目标监测区域的经纬度信息、烟囱高度信息以及在单位时长内的污染物排放量；根据所述经纬度信息计算在预测时段内所述目标监测区域的风速信息和风向值；获取大气稳定度值，并根据所述大气稳定度值和预置距离计算侧向扩散系数和竖向扩散系数；通过预置仿真工具和高斯扩散模型对所述污染物排放量、所述烟囱高度信息、所述风速信息、所述风向值、所述侧向扩散系数和所述竖向扩散系数进行仿真，得到污染物的预测扩散仿真图和污染物浓度；采集当前风速和当前风向，并根据所述污染物浓度、所述当前风速和所述当前风向确定所述污染物在所述预测扩散仿真图中扩散的开始时刻；当检测到所述扩散的开始时刻的污染物浓度大于预置阈值时，发送预警信息。可选的，在本专利技术第一方面的第一种实现方式中，所述获取目标监测区域的经纬度信息、烟囱高度信息以及在单位时长内的污染物排放量，包括：接收对目标监测区域在单位时长内采集的污染物排放量，并将所述污染物排放量设置为Q；确定所述目标监测区域的地址信息，并调用预置网络地图的地理信息编码接口对所述目标监测区域的地址信息进行处理，得到所述目标监测区域的经纬度信息；从预置数据表或者预置文件中读取所述目标监测区域的烟囱高度信息H。可选的，在本专利技术第一方面的第二种实现方式中，所述根据所述经纬度信息计算在预测时段内所述目标监测区域的风速信息和风向值，包括：通过预置任务定时获取监测到的风场数据；将所述经纬度信息转换为二维坐标；根据所述二维坐标从所述监测到的风场数据中获取纬向风向量和经向风向量；对所述纬向风向量和所述经向风向量进行计算，得到在预测时段内所述目标监测区域的风速信息和风向值，所述风速信息包括风速值和风速等级。可选的，在本专利技术第一方面的第三种实现方式中，所述获取大气稳定度值，并根据所述大气稳定度值和预置距离计算侧向扩散系数和竖向扩散系数，包括：接收终端发送的大气稳定度值，并根据所述终端发送的大气稳定度值从预置扩散系数常量表中确定预置常量，所述预置常量包括a、b、c和d；获取预置距离x，所述预置距离x用于指示污染源排放点到下风向任意一点的距离；根据所述预置常量和所述预置距离x计算侧向扩散系数σy和竖向扩散系数σz，其中，σy＝axb，σz＝cxd。可选的，在本专利技术第一方面的第四种实现方式中，所述通过预置仿真工具和高斯扩散模型对所述污染物排放量、所述烟囱高度信息、所述风速信息、所述风向值、所述侧向扩散系数和所述竖向扩散系数进行仿真，得到污染物的预测扩散仿真图和污染物浓度，包括：通过预置仿真工具和所述预置距离初始化污染源在x轴和y轴上的扩散范围，所述x轴正向与所述风向值一致；基于高斯扩散模型对所述污染物排放量Q、所述烟囱高度信息H、所述风速信息所述侧向扩散系数σy、所述竖向扩散系数σz、所述污染源在所述x轴和所述y轴上的扩散范围进行仿真，得到污染物的预测扩散仿真图和污染物浓度，所述高斯扩散模型为：其中，c(x,y,z,H)用于指示坐标为所述下风向x米、横向y米，地面上方z米处扩散的污染物浓度，单位为mg/m3或g/m3。可选的，在本专利技术第一方面的第五种实现方式中，所述采集当前风速和当前风向，并根据所述污染物浓度、所述当前风速和所述当前风向确定所述污染物在所述预测扩散仿真图中扩散的开始时刻，包括：根据所述污染物浓度、所述单位时长内的污染物排放量、所述侧向扩散系数、所述竖向扩散系数以及所述烟囱高度信息代入预置公式确定理论风速，所述预置公式为：通过预置爬虫任务从预置天气信息网页中采集当前风速和当前风向；当检测到所述当前风向与所述风向值相同时，确定所述当前风速大于所述理论风速的时刻为所述污染物在所述预测扩散仿真图中扩散的当开始时刻。可选的，在本专利技术第一方面的第六种实现方式中，所述接收对目标监测区域在单位时长内采集的污染物排放量，并将所述污染物排放量设置为Q，包括：接收对目标监测区域在预置时长h内采集的污染物总排放量Qn；对所述h和所述Qn按照污染物排放量公式进行计算，得到在单位时长内的污染物排放量Q，所述污染物排放量公式为单位为mg/s或g/s。本专利技术第二方面提供了一种污染物的扩散预测装置，包括：获取单元，用于获取目标监测区域的经纬度信息、烟囱高度信息以及在单位时长内的污染物排放量；第一计算单元，用于根据所述经纬度信息计算在预测时段内所述目标监测区域的风速信息和风向值；第二计算单元，用于获取大气稳定度值，并根据所述大气稳定度值和预置距离计算侧向扩散系数和竖向扩散系数；仿真单元，用于通过预置仿真工具和高斯扩散模型对所述污染物排放量、所述烟囱高度信息、所述风速信息、所述风向值、所述侧向扩散系数和所述竖向扩散系数进行仿真，得到污染物的预测扩散仿真图和污染物浓度；确定单元，用于采集当前风速和当前风向，并根据所述污染物浓度、所述当前风速和所述当前风向确定所述污染物在所述预测扩散仿真图中扩散的开始时刻；预警单元，当检测到所述扩散的开始时刻的污染物浓度大于预置阈值时，用于发送预警信息。可选的，在本专利技术第二方面的第一种实现方式中，所述获取单元还包括：接收子单元，用于接收对目标监测区域在单位时长内采集的污染物排放量，并将所述污染物排放量设置为Q；处理子单元，用于确定所述目标监测区域的地址信息，并调用预置网络地图的地理信息编码接口对所述目标监测区域的地址信息进行处理，得到所述目标监测区域的经纬度信息；读取子单元，用于从预置数据表或者预置文件中读取所述目标监测区域的烟囱高度信息H。可选的，在本专利技术第二方面的第二种实现方式中，所述第一计算单元具体用于：通过预置任务定时获取监测到的风场数据；将所述经纬度信息转换为二维坐标；根据所述二维坐标从所述监测到的风场数据中获取纬向风向量和经向风向量；对所述纬向风向量和所述经向风向量进行计算，得到在预测时段内所述目标监测区域的风速信息和风向值，所述风速信息包括风速值和风速等级。可选的，在本专利技术第二方面的第三种实现方式中，所述第二计算单元具体用于：接收终端发送的大气稳定度值，并根据所述终端发送的大气稳定度值从预置扩散系数常量表中确定预置常量，所述预置常量包括a、b、c和d；获取预置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污染物的扩散预测方法，其特征在于，包括：/n获取目标监测区域的经纬度信息、烟囱高度信息以及在单位时长内的污染物排放量；/n根据所述经纬度信息计算在预测时段内所述目标监测区域的风速信息和风向值；/n获取大气稳定度值，并根据所述大气稳定度值和预置距离计算侧向扩散系数和竖向扩散系数；/n通过预置仿真工具和高斯扩散模型对所述污染物排放量、所述烟囱高度信息、所述风速信息、所述风向值、所述侧向扩散系数和所述竖向扩散系数进行仿真，得到污染物的预测扩散仿真图和污染物浓度；/n采集当前风速和当前风向，并根据所述污染物浓度、所述当前风速和所述当前风向确定所述污染物在所述预测扩散仿真图中扩散的开始时刻；/n当检测到所述扩散的开始时刻的污染物浓度大于预置阈值时，发送预警信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种污染物的扩散预测方法，其特征在于，包括：
获取目标监测区域的经纬度信息、烟囱高度信息以及在单位时长内的污染物排放量；
根据所述经纬度信息计算在预测时段内所述目标监测区域的风速信息和风向值；
获取大气稳定度值，并根据所述大气稳定度值和预置距离计算侧向扩散系数和竖向扩散系数；
通过预置仿真工具和高斯扩散模型对所述污染物排放量、所述烟囱高度信息、所述风速信息、所述风向值、所述侧向扩散系数和所述竖向扩散系数进行仿真，得到污染物的预测扩散仿真图和污染物浓度；
采集当前风速和当前风向，并根据所述污染物浓度、所述当前风速和所述当前风向确定所述污染物在所述预测扩散仿真图中扩散的开始时刻；
当检测到所述扩散的开始时刻的污染物浓度大于预置阈值时，发送预警信息。


2.根据权利要求1所述的污染物的扩散预测方法，其特征在于，所述获取目标监测区域的经纬度信息、烟囱高度信息以及在单位时长内的污染物排放量，包括：
接收对目标监测区域在单位时长内采集的污染物排放量，并将所述污染物排放量设置为Q；
确定所述目标监测区域的地址信息，并调用预置网络地图的地理信息编码接口对所述目标监测区域的地址信息进行处理，得到所述目标监测区域的经纬度信息；
从预置数据表或者预置文件中读取所述目标监测区域的烟囱高度信息H。


3.根据权利要求1所述的污染物的扩散预测方法，其特征在于，所述根据所述经纬度信息计算在预测时段内所述目标监测区域的风速信息和风向值，包括：
通过预置任务定时获取监测到的风场数据；
将所述经纬度信息转换为二维坐标；
根据所述二维坐标从所述监测到的风场数据中获取纬向风向量和经向风向量；
对所述纬向风向量和所述经向风向量进行计算，得到在预测时段内所述目标监测区域的风速信息和风向值，所述风速信息包括风速值和风速等级。


4.根据权利要求1所述的污染物的扩散预测方法，其特征在于，所述获取大气稳定度值，并根据所述大气稳定度值和预置距离计算侧向扩散系数和竖向扩散系数，包括：
接收终端发送的大气稳定度值，并根据所述终端发送的大气稳定度值从预置扩散系数常量表中确定预置常量，所述预置常量包括a、b、c和d；
获取预置距离x，所述预置距离x用于指示污染源排放点到下风向任意一点的距离；
根据所述预置常量和所述预置距离x计算侧向扩散系数σy和竖向扩散系数σz，其中，σy＝axb，σz＝cxd。


5.根据权利要求1所述的污染物的扩散预测方法，其特征在于，所述通过预置仿真工具和高斯扩散模型对所述污染物排放量、所述烟囱高度信息、所述风速信息、所述风向值、所述侧向扩散系数和所述竖向扩散系数进行仿真，得到污染物的预测扩散仿真图和污染物浓度，包括：
通过预置仿真工具和所述预置距离初始化污染源在x轴和y轴上的扩散范围，所述x轴正向与所述风向值一致；
基于高斯扩散模型对所述污染物排放量Q、所述烟囱高度信息H、所述风速信息所述侧向扩散系数σ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晶，徐敏，
申请(专利权)人：平安国际智慧城市科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44