存储介质、大气污染物排放溯源系统、方法、装置和设备与流程

本发明涉及大气监测领域，特别涉及用于化工企业的存储介质、大气污染物排放溯源系统、方法、装置和设备。

背景技术：

1、化工企业是重要的排污单位，其中以挥发性有机物为代表的大气污染物具备极强的传输扩散能力和反应活性，对企业周边环境质量影响较大。

2、化工企业的挥发性有机物排放源数量众多，除少部分有组织源外，大部分为排放随机无规律的无组织源，总体呈大型体积源的排放特点，无法逐一在源头处监控，是企业污染治理与管控的重点和难点。

3、科学高效的排放监测是污染治理的基础，能为治理方法的选择和运行优化提供导向。目前，化工企业的挥发性有机物监测逐步从传统离线分析走向连续在线监测，选用的监测技术一般为固定式安装的监测设备。

4、发明人经过研究发现，上述现有技术中挥发性有机物监测方式，至少存在以下缺陷：

5、固定式安装的监测设备可监测的空间范围有限，由此得到的监测数据无法支撑排放溯源。

6、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于能够准确的对化工企业内大气污染物的异常泄漏排放进行溯源。

2、本发明提供了一种大气污染物排放溯源系统，应用于化工企业，包括地面监测装置、光路构建装置和高空监测装置；

3、所述地面监测装置包括垂向发射单元、垂向接收单元和移动平台；

4、所述高空监测装置包括水平发射单元、水平接收单元、环形轨道和动力机构；所述环形轨道套设于化工企业的排气筒顶端的外壁；与所述水平发射单元和所述水平检测单元连接的动力机构沿所述环形轨道位移；

5、所述光路构建装置包括用于巡飞的无人机，和，与所述无人机连接的反射机构；所述反射机构包括垂向反射镜和水平反射镜；所述移动平台在地面巡检时，所述无人机对所述移动平台伴飞，并保持飞行高度与所述高空监测装置同一高度；所述垂向反射镜将所述垂向发射单元发射的测量光束反射回所述垂向接收单元；所述水平反射镜将所述水平发射单元发射的测量光束反射回所述水平接收单元。

6、优选的，本发明实施例中，所述反射机构还包括反射镜控制模块：

7、所述反射镜控制模块用于调节所述垂向反射镜和/或所述水平反射镜的朝向。

8、优选的，本发明实施例中，包括：

9、套设所述环形轨道的排气筒为最高的排气筒。

10、优选的，本发明实施例中，还包括与所述动力机构连接的第一测距模块；

11、所述测距模块用于测定所述高空监测装置与所述无人机的距离。

12、优选的，本发明实施例中，所述高空监测装置还包括识别模块和朝向调节机构；

13、所述识别模块用于识别所述水平反射镜并确定其当前位置；

14、所述朝向调节机构用于根据所述当前位置控制所述水平发射单元的朝向。

15、优选的，本发明实施例中，还包括：

16、数据处理装置，用于根据所述水平检测单元和/或所述垂向检测单元的监测数据生成大气污染物的排放溯源结果。

17、在本发明的另一面，还提供了一种大气污染物排放溯源方法，适用于上述的大气污染物监测设备，包括步骤：

18、s101：以排气筒为原点生成监测区域的平面坐标系，并在监测区域中确定多个监测点及对应的位置数据；监测点中包括分布于监测区域的边界路径内的多个边缘监测点；

19、s102：以平面坐标系的原点为圆点，将监测区域划分为多个角度相等的扇形监测区间；

20、s103：根据各边缘监测点的分布位置，在边界路径内确定监测路径；

21、s104：控制所述移动平台根据监测路径依次到达各边缘监测点采集监测数据；所述监测数据包括无人机至高空监测装置之间的第一污染物数值，和，地面监测装置至无人机之间的第二污染物数值；

22、s105：对各所述边缘监测点获得的监测数据进行分析，根据所述第一污染物数值和所述第二污染物数值计算出竖直监测数据和水平监测数据；并将所述竖直监测数据和所述水平监测数据的合计最高的边缘监测点所属的扇形监测区间确定为大气污染物排放源所处的泄漏区间。

23、优选的，本发明实施例中，还包括：

24、分别计算所述泄漏区间内各监测点的竖直监测数据在所述竖直监测数据和所述水平监测数据的合计值中的占比，并根据占比的不同辅助确定排放源的位置。

25、优选的，本发明实施例中，所述根根据占比的不同辅助确定排放源的位置，包括：

26、将竖直监测数据占比最大的监测点确定为排放源的位置。

27、在本发明的另一面，还提供了一种大气污染物排放溯源装置，包括：

28、坐标系生成单元，用于以排气筒为原点生成监测区域的平面坐标系，并在监测区域中确定多个监测点及对应的位置数据；监测点中包括分布于监测区域的边界路径内的多个边缘监测点；

29、扇区划分单元，用于以平面坐标系的原点为圆点，将监测区域划分为多个角度相等的扇形监测区间；

30、监测路径确定单元，用于根据各边缘监测点的分布位置，在边界路径内确定监测路径；

31、数据采集单元，用于控制所述移动平台根据监测路径依次到达各边缘监测点采集监测数据；所述监测数据包括无人机至高空监测装置之间的第一污染物数值，和，地面监测装置至无人机之间的第二污染物数值；

32、泄漏区间确定单元，用于对各所述边缘监测点获得的监测数据进行分析，根据所述第一污染物数值和所述第二污染物数值计算出竖直监测数据和水平监测数据；并将所述竖直监测数据和所述水平监测数据的合计最高的边缘监测点所属的扇形监测区间确定为大气污染物排放源所处的泄漏区间。

33、优选的，本发明实施例中，还包括：

34、排放位置确定单元，用于分别计算所述泄漏区间内各监测点的竖直监测数据在所述竖直监测数据和所述水平监测数据的合计值中的占比，并根据占比的不同辅助确定排放源的位置。

35、在本发明的另一面，还提供了一种大气污染物排放溯源设备，包括：

36、存储器，用于存储计算机程序；

37、处理器，用于调用并执行所述计算机程序，以实现如上任一项所述的大气污染物排放溯源方法的各个步骤。

38、在本发明实施例的另一面，还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上任一项所述的大气污染物排放溯源方法的各个步骤。

39、所述大气污染物排放溯源设备包括存储在介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行以上各个方面所述的方法，并实现相同的技术效果。

40、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

41、本发明中，利用了作为化工企业厂区制高点的排气筒，通过环形轨道将其作为装设高空监测装置的红外线光源的位置，这样通过控制红外线光源沿环形轨道移动一周，即可扫描覆盖整个厂区的全部设施；

42、本发明通过移动平台在地面巡检时，无人机对移动平台伴飞，借助无人机搭载的反射镜或反射镜组，实现监测设备对整个厂区的全覆盖；本发明中，包括有垂向反射镜和水平反射镜的反射机构可以分别将发射单元发射的测量光束分别反射到垂向检测单元和水平检测单元，进而可以分别获得大气污染物在空中水平方向和竖直方向的监测数据；由于大气污染物在扩散过程中，会在风力作用下发生水平迁移，本发明实施例中，水平监测数据和竖直监测数据的合计可以同时反应大气污染物在空中水平方向的浓度和在竖直方向的浓度。因此，当发生泄漏时，只要移动平台沿化工企业的边界路径围绕监测区域巡检一圈，就可以快速的确定大气污染物泄漏所处的大体区间(即，扇形监测区间)；从而为进一步的精确定位泄漏快速提供依据。

43、此外，在本发明中，还可以在泄漏区内根据监测点的竖直监测数据在监测数据中的占比不同来进一步精确定位泄漏点，即将竖直监测数据值占比最大的监测点确定为排放源的位置。

44、上述说明仅为本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本发明的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。