[发明专利]一种城市空气质量实时监测系统和预警方法

权利要求书

1.一种城市环境空气质量预警方法，包括城市空气质量在线监测网络(1)、监控终端(2)，

城市空气质量在线监测网络(1)包括城市范围内各个监测微站(11)，监测微站(11)包括控制模块(111)、传感器模块(112)、无线传输模块(113)、电源模块(114)、存储模块(115)，控制模块(111)分别与传感器模块(112)、无线传输模块(113)、电源模块(114)、存储模块(115)相连；

控制模块(111)，获取传感器模块(112)数据并存储和传输；传感器模块(112)，用于检测空气中各污染物浓度；无线传输模块(113)，用于将各监测微站(11)数据传送至监控终端，且传输频率可调；电源模块(114)，转化太阳能并存储于蓄电池，用以对控制模块供电，且可在太阳能供电和市电之间任意切换；

监控终端(2)包括相互连接的数据接收单元(21)、计算单元(22)、可视化单元(23)，数据接收单元(21)，用于接收城市空气质量在线监测网络(1)中各监测微站(11)所传输的实时监测数据；计算单元(22)，用于实时处理监测数据，运行预警算法，确定预警设备和区域；可视化单元(23)，以电子地图的方式直观展示设备分布位置，并展现实时或历史时段的各设备预警情况，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：

(1)所述城市空气质量在线监测网络的各个监测微站实时采集空气中各污染物浓度，并传输至监控终端；

(2)计算单元对数据进行计算分析，对各个监测微站的各项检测数据归一化处理；

(3)单项预警，实现对某项污染物的预警；

(4)综合预警，实现对微站监测区域综合空气质量预警；

所述步骤(3)中单项预警包括如下步骤：

(31)选定预警污染项；

(32)计算当前时刻各监测微站选定预警污染项监测数据的均方差：

式中σ为选定预警污染项监测数据的均方差；

n为该城市监测微站总数；

x_i1为第i个监测微站的选定预警污染项监测数据；

为选定预警污染项监测数据的平均值；

(33)判断设备是否故障、是否预警及预警级别：

如x_i1-3·σ≥S₁，则选定预警污染项一级预警，为红色预警；

如x_i1-3·σ≥S₂，则选定预警污染项二级预警，为黄色预警；

其中，S₁、S₂为设定的限值，且S₁＞S₂；

所述步骤(4)中综合预警具体步骤如下：

(41)计算各监测微站的局部离群因子LOF(p_i)；

(42)计算各监测点质心分别为该监测微站的PM10颗粒浓度、PM2.5颗粒浓度、SO₂气体浓度、NO₂气体浓度、CO气体浓度、O₃气体浓度监测数据的平均值；

(43)判断设备是否故障、是否预警及预警级别：

如则一级预警，为红色预警；

如则二级预警，为黄色预警；

其中，S₁₁、S₂₁为设定的限值，且S₁₁＞S₂₁。

2.根据权利要求1所述的一种城市环境空气质量预警方法，其特征在于，所述步骤(1)中监测微站实时采集空气中各污染物浓度包括PM10颗粒浓度、PM2.5颗粒浓度、SO₂气体浓度、NO₂气体浓度、CO气体浓度、O₃气体浓度。