[发明专利]基于GNSS的城市公交车载移动大气污染物浓度监测系统

说明书

本发明公开了基于GNSS的城市公交车载移动大气污染物浓度监测系统，包括车载系统、数据处理与管理系统及可视化显示系统；所述车载系统安装在公交车的顶部，包括大气污染物浓度监测传感器、GNSS接收机、供电装置和数据传输设备；所述数据处理与管理系统接收所述数据传输设备传输的数据，对其进行处理并存储，将处理后的标准化数据上传至所述可视化显示系统；所述可视化显示系统利用数据处理与管理系统处理后的标准数据，显示城市大气污染物浓度的实时分布图以及固定地点污染物浓度随时间变化的趋势图，并提供大气污染物浓度的预报产品。本发明实现了高时空分辨率的城市大气污染物浓度的自动化监测，并具有低成本、易操作、实用性强的优点。

技术领域

本发明涉及监测系统，尤其涉及基于GNSS的城市公交车载移动大气污染物浓度监测系统。

背景技术

近年来，我国随着工业化、城市化快速发展及能源的消耗量增长，大气污染已经严重影响到人们的日常生活，并且给社会带来了巨大经济损失，因此，对城市内大气污染物浓度的时空分布进行监控，才能有针对性的进行大气污染防控与治理。而从当前国内城市大气污染物浓度监控现状来看，整体处于测站密度过低、难以实时监测的状况。国内近地面大气污染物浓度观测主要以地面气象站观测和应急移动观测为主。对于地面气象站观测来说，由于固定站点可以做到同一时间测量，资料具有时间一致性的优点，但是因为气象观测站建设成本高且受环境限制，分布密度过低，无法适应城市内大气污染物浓度分布实时监控的需求；而对于移动观测来说，由于其具有移动性可以获得多点观测数据，但是由于移动过程导致了时间不同，资料的时间不一致性使得数据没有了研究浓度分布的价值，此外为获得尽可能多的数据，需要大量的移动观测车辆，这样观测的成本也将非常高，在业务研究污染物浓度实时分布中也失去了实际意义。

但是对于一个城市而言，公交车辆数量往往巨大而且在运行时间较为均匀的分布在城市各地，是一个潜在的移动观测平台，同时全球导航卫星系统(GNSS)技术的发展和广泛应用，尤其中国北斗导航系统正式向亚太地区提供导航、定位与授时服务，使得城市大气污染物浓度能够实现高时空分辨率的自动监测。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一个基于GNSS技术，以城市公交系统为移动平台的实时、可靠、连续的大气污染物浓度自动化监测系统。

技术方案：

基于GNSS的城市公交车载移动大气污染物浓度监测系统，包括车载系统、数据处理与管理系统及可视化显示系统；

所述车载系统安装在公交车的顶部，包括大气污染物浓度监测传感器、GNSS接收机、供电装置和数据传输设备；所述大气污染物浓度监测传感器按照设置的采样间隔在公交车行驶过程中监测各种大气污染物的浓度；所述GNSS接收机实时监测公交车的地理位置；所述数据传输设备将所述大气污染物浓度监测传感器监测的数据和所述GNSS接收机监测的公交车的地理位置数据传给数据处理与管理系统；所述供电装置借助公交车电路为所述大气污染物浓度监测传感器、所述GNSS接收机和所述数据传输设备供电；

所述数据处理与管理系统接收所述数据传输设备传输的数据，对其进行处理并存储，将处理后的标准化数据上传至所述可视化显示系统；

所述可视化显示系统利用数据处理与管理系统处理后的标准数据，显示城市大气污染物浓度的实时分布图以及固定地点污染物浓度随时间变化的趋势图，并提供大气污染物浓度的预报产品。

所述数据处理与管理系统包括数据接收模块、数据处理模块、数据管理模块和数据上传模块；所述数据接收模块通过网络通信接收车载系统中各个大气污染物浓度的监测数据和公交车定位数据，并将数据通过网络传输给数据处理模块；所述数据处理模块对从数据接收模块传输过来的监测数据进行实时处理，包括修正异常值或者缺测值处理，并将处理后的数据传输给数据管理模块；所述数据管理模块将经过处理后的数据以二进制或者十进制的方式储存入数据库中，为后续使用提供数据源；所述数据上传模块将数据处理模块处理好的标准化数据上传到可视化显示系统。