本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理，具體涉及一種分區(qū)域混合煙氣輪巡監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)用于監(jiān)測煙塵顆粒、氮氧化物等污染物的排放，以便確定企業(yè)污染防治的費用。通常，煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)包括溫度、壓力、流速傳感器以及粉塵儀等設(shè)備，能夠?qū)崟r檢測和預(yù)警大氣溫室氣體的排放情況，通過煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)和煙塵濃度傳感器，對煙道污染物排放進行精確監(jiān)測。

2、在煙塵濃度數(shù)據(jù)采集過程中出現(xiàn)粉塵聚集的情況，影響濕度、溫度、氣體流速等數(shù)據(jù)的測量精度，進而影響污染物預(yù)警的準(zhǔn)確性?，F(xiàn)有方法通常通過設(shè)定固定時間間隔進行反吹操作，反吹過程中，除了檢測壓力源壓力是否正常外，還起到了定時清理聚集的灰塵的作用，以降低粉塵聚集的影響。然而，煙塵聚集達到閾值的時間是不固定的，導(dǎo)致反吹操作可能在小于閾值時間時進行，從而增加了壓縮機的額外工作量，增加了能源消耗；如果煙塵聚集速率較快，在未達到設(shè)定反吹閾值時間，煙塵數(shù)據(jù)可能已經(jīng)超過了正常范圍，導(dǎo)致系統(tǒng)在沒有反吹操作時誤判煙塵數(shù)據(jù)存在異常需要預(yù)警，影響了預(yù)警的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種分區(qū)域混合煙氣輪巡監(jiān)測方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的問題。

2、本發(fā)明的一種分區(qū)域混合煙氣輪巡監(jiān)測方法及系統(tǒng)采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明一個實施例提供了一種分區(qū)域混合煙氣輪巡監(jiān)測方法，該方法包括以下步驟：

4、將煙氣管道分為多個分區(qū)，獲取每個分區(qū)的煙塵濃度數(shù)據(jù)和煙氣流速數(shù)據(jù)，構(gòu)建每個分區(qū)的煙塵濃度曲線和煙氣流速曲線；

5、對所有分區(qū)的煙塵濃度曲線的煙塵濃度數(shù)據(jù)基于輪巡排序獲得輪巡曲線，對輪巡曲線以及每個分區(qū)的煙塵濃度曲線進行窗口劃分，得到若干個輪巡窗口以及煙塵濃度窗口；根據(jù)每個煙塵濃度窗口內(nèi)煙塵濃度數(shù)據(jù)的濃度增量，獲取所有分區(qū)在每個煙塵濃度窗口內(nèi)每個煙塵濃度數(shù)據(jù)的相似度；根據(jù)所有分區(qū)在每個煙塵濃度窗口內(nèi)每個煙塵濃度數(shù)據(jù)的相似度，以及輪巡曲線中每個輪巡窗口的輪巡數(shù)據(jù)，獲取每個輪巡窗口的煙塵聚集程度；

6、獲得煙氣流速窗口，根據(jù)每個分區(qū)的煙氣流速曲線中每個煙氣流速窗口的煙氣流速數(shù)據(jù)的差異，獲取所有分區(qū)在每個煙氣流速窗口的煙塵污染異常的可能性；

7、根據(jù)煙氣流速窗口的煙塵污染異常的可能性，以及與煙氣流速窗口對應(yīng)的輪巡窗口的煙塵聚集程度，獲取所有分區(qū)在每個煙塵濃度窗口的煙塵污染程度；根據(jù)所有分區(qū)在每個煙塵濃度窗口的煙塵污染程度進行反吹掃，獲取所有分區(qū)反吹掃后的煙塵污染程度；

8、根據(jù)反吹掃前和反吹掃后的煙塵污染程度的差異，獲取煙塵排放異常評價，根據(jù)煙塵排放異常評價進行煙塵預(yù)警。

9、進一步地，所述輪巡曲線的具體獲取方式為：

10、將每隔1秒作為一個時刻，通過所有分區(qū)的煙塵濃度傳感器和煙氣流速傳感器分別獲取各分區(qū)在每個時刻的煙塵濃度數(shù)據(jù)和煙氣流速數(shù)據(jù)，每個傳感器每個時刻采集一次所有分區(qū)的煙塵濃度數(shù)據(jù)和煙氣流速數(shù)據(jù)；

11、將第一個時刻下第一分區(qū)的煙塵濃度數(shù)據(jù)，作為輪巡數(shù)據(jù)序列中第一個序列數(shù)據(jù)，將下一時刻的下一個分區(qū)煙塵濃度數(shù)據(jù)作為輪巡數(shù)據(jù)序列中下一個序列數(shù)據(jù)，其中第四分區(qū)的下一個分區(qū)為第一分區(qū)，以此類推，構(gòu)建輪巡數(shù)據(jù)序列；

12、以輪巡數(shù)據(jù)序列的采集時刻為橫坐標(biāo)，以采集時刻對應(yīng)的數(shù)據(jù)為縱坐標(biāo)，得到輪巡曲線。

13、進一步地，所述若干個輪巡窗口以及煙塵濃度窗口的具體獲取方式為：

14、使用預(yù)設(shè)時間窗口對每個分區(qū)的煙塵濃度曲線進行滑動分割，得到每個分區(qū)的若干個煙塵濃度窗口；

15、使用預(yù)設(shè)時間窗口對輪巡曲線進行滑動分割，得到若干個輪巡窗口。

16、進一步地，所述獲取所有分區(qū)在每個煙塵濃度窗口內(nèi)每個煙塵濃度數(shù)據(jù)的相似度包括：

17、所有分區(qū)在第m個煙塵濃度窗口內(nèi)第i個煙塵濃度數(shù)據(jù)的相似度的計算公式為：

18、

19、其中，gm,i表示所有分區(qū)在第m個煙塵濃度窗口內(nèi)第i個煙塵濃度數(shù)據(jù)的相似度；dj,m,i表示第j分區(qū)中第m個煙塵濃度窗口內(nèi)第i個煙塵濃度數(shù)據(jù)的增量；j表示分區(qū)的數(shù)量；exp()表示以自然常數(shù)為底的指數(shù)函數(shù)；||表示絕對值函數(shù)。

20、進一步地，所述獲取每個輪巡窗口的煙塵聚集程度包括：

21、輪巡曲線中第m個輪巡窗口的煙塵聚集程度的計算公式為：

22、

23、其中，gm表示輪巡曲線中第m個輪巡窗口的煙塵聚集程度；a表示輪巡窗口內(nèi)輪巡數(shù)據(jù)的數(shù)量；gm,i表示所有分區(qū)在第m個煙塵濃度窗口內(nèi)第i個煙塵濃度數(shù)據(jù)的相似度；ri表示輪巡曲線中第i個輪巡數(shù)據(jù)；r表示預(yù)設(shè)的煙塵濃度閾值；exp()表示以自然常數(shù)為底的指數(shù)函數(shù)。

24、進一步地，所述獲取所有分區(qū)在每個煙氣流速窗口的煙塵污染異常的可能性包括：

25、使用預(yù)設(shè)時間窗口對每個分區(qū)的煙氣流速曲線進行滑動分割得到每個分區(qū)的若干個煙氣流速窗口；

26、所有分區(qū)的第m個窗口的煙塵污染異常的可能性的計算公式為：

27、

28、其中，pm表示所有分區(qū)的煙氣流速曲線中第m個煙氣流速窗口的煙塵污染異常的可能性；bm表示第m個窗口內(nèi)煙氣流速數(shù)據(jù)的數(shù)量；vm,k表示各分區(qū)的煙氣流速曲線中第m個煙氣流速窗口內(nèi)第k個煙氣流速數(shù)據(jù)的方差；u表示所有分區(qū)的煙氣流速曲線中煙氣流速增量大于零的數(shù)量，所述煙氣流速增量的獲取方式為：將所有分區(qū)的煙氣流速曲線中的煙氣流速數(shù)據(jù)與前一個煙氣流速數(shù)據(jù)的差值記作煙氣流速增量；τm表示所有分區(qū)的煙氣流速曲線中第m個煙氣流速窗口內(nèi)煙氣流速的離散程度；norm[]表示線性歸一化函數(shù)。

29、進一步地，所述煙氣流速窗口內(nèi)煙氣流速的離散程度的具體獲取步驟為：

30、將所有分區(qū)的煙氣流速曲線中第m個窗口內(nèi)每個煙氣流速數(shù)據(jù)的均值與前一個煙氣流速數(shù)據(jù)的均值的差值的和值，記為所有分區(qū)的煙氣流速曲線中第m個煙氣流速窗口內(nèi)煙氣流速的離散程度。

31、進一步地，所述獲取所有分區(qū)反吹掃后的煙塵污染程度包括：

32、所有分區(qū)的第m個煙塵濃度窗口的煙塵污染程度的計算公式為：

33、

34、其中，wm表示所有分區(qū)的第m個煙塵濃度窗口的煙塵污染程度；pm表示所有分區(qū)的煙氣流速曲線中第m個煙氣流速窗口的煙塵污染異常的可能性；gm表示輪巡曲線中第m個輪巡窗口的煙塵聚集程度；表示預(yù)設(shè)超參數(shù)；

35、當(dāng)煙塵污染程度大于等于預(yù)設(shè)的污染程度閾值時，進行反吹掃后，獲取所有分區(qū)反吹掃后的煙塵污染程度。

36、進一步地，所述獲取煙塵排放異常評價包括：

37、煙塵排放異常評價的計算公式為：

38、

39、其中，q表示煙塵排放異常評價；wm′表示所有分區(qū)的第m個煙塵濃度窗口反吹掃前的煙塵污染程度；wm″表示所有分區(qū)的第m個煙塵濃度窗口反吹掃后的煙塵污染程度；m表示分區(qū)的煙塵濃度窗口數(shù)量；||表示絕對值函數(shù)；exp()表示以自然常數(shù)為底的指數(shù)函數(shù)。

40、本發(fā)明還提出了一種分區(qū)域混合煙氣輪巡監(jiān)測系統(tǒng)，包括存儲器、處理器以及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述存儲器存儲的計算機程序，以實現(xiàn)前述所述的一種分區(qū)域混合煙氣輪巡監(jiān)測方法的步驟。

41、本發(fā)明的技術(shù)方案的有益效果是：將煙氣管道分為多個分區(qū)，獲取每個分區(qū)的煙塵濃度數(shù)據(jù)和煙氣流速數(shù)據(jù)，構(gòu)建每個分區(qū)的煙塵濃度曲線和煙氣流速曲線，對所有分區(qū)的煙塵濃度曲線的煙塵濃度數(shù)據(jù)基于輪巡排序獲得輪巡曲線，用于反映煙道中煙塵的渦流效應(yīng)；對輪巡曲線以及每個分區(qū)的煙塵濃度曲線進行窗口劃分，得到若干個輪巡窗口以及煙塵濃度窗口，根據(jù)每個煙塵濃度窗口內(nèi)煙塵濃度數(shù)據(jù)的濃度增量，獲取所有分區(qū)在每個煙塵濃度窗口內(nèi)每個煙塵濃度數(shù)據(jù)的相似度，根據(jù)所有分區(qū)在每個煙塵濃度窗口內(nèi)每個煙塵濃度數(shù)據(jù)的相似度，以及輪巡曲線中每個輪巡窗口的輪巡數(shù)據(jù)，獲取每個輪巡窗口的煙塵聚集程度，目的是為了分析煙道內(nèi)的煙塵真實濃度；獲得煙氣流速窗口，根據(jù)每個分區(qū)的煙氣流速曲線中每個煙氣流速窗口的煙氣流速數(shù)據(jù)的差異，獲取所有分區(qū)在每個煙氣流速窗口的煙塵污染異常的可能性，反映煙氣流速導(dǎo)致的煙塵是否容易聚集的概率；根據(jù)煙氣流速窗口的煙塵污染異常的可能性，以及與煙氣流速窗口對應(yīng)的輪巡窗口的煙塵聚集程度，獲取所有分區(qū)在每個煙塵濃度窗口的煙塵污染程度；根據(jù)所有分區(qū)在每個煙塵濃度窗口的煙塵污染程度進行反吹掃，獲取所有分區(qū)反吹掃后的煙塵污染程度，通過反吹掃分析前后煙塵濃度的差異，確定煙塵排放的異常情況，為準(zhǔn)確的煙塵預(yù)警提供依據(jù)和支持；根據(jù)反吹掃前和反吹掃后的煙塵污染程度的差異，獲取煙塵排放異常評價，根據(jù)煙塵排放異常評價進行煙塵預(yù)警，提高在分區(qū)域混合煙氣輪巡監(jiān)測過程中對煙塵異常預(yù)警的準(zhǔn)確性。