[发明专利]大气污染检测设备数据可信度评价及校准方法

说明书

本发明引入可信度权重因子用于评价环境传感器数据，对其可信度进行评价，评价之后再进行校准。可信度权重因子与基准站点和被校准站或者地理位置中心距离、基准站点地理位置、其他站点对基准站点的评价情况、基准站点稳定性和其他影响因素影响。使得城市污染监测数据更可靠，并且也使得监测站点的校准更加准确。

技术领域

本发明涉及一种大气污染检测设备数据可信度评价及校准方法，属于环境监测领域。

背景技术

环境监测中大气污染物监测指标为大气中的二氧化硫、氮氧化物、臭氧、一氧化碳、PM₁(空气动力学粒径小于1微米的粒子)、PM_2.5(空气动力学粒径小于2.5微米的粒子)、PM₁₀(空气动力学粒径小于10微米的粒子)、PM₁₀₀(空气动力学粒径小于100微米的粒子)和VOCs(挥发性有机物)或TVOC(总挥发性有机物)。大气环境监测系统可以对监测的数据进行收集和处理，并及时准确地反映区域环境空气质量状况及变化规律。

现在的大气环境监测设备主要有固定式监测站和移动式监测设备。目前的固定式监测站主要分为大型固定监测站点和小型站点。移动式监测设备主要有专用大气环境监测车、无人机以及手持设备等。上述小型监测站点、手持设备都用到了空气质量传感器来测量大气中的污染物。小型传感器具有低成本、小型化和在线监测的特点，可以大规模使用。空气质量传感器本身会由于各种原因造成测得值与真实值不一致而存在误差。与大型精密仪器或者手工监测方式相比，空气质量传感器还有精确度更低、稳定性差、误差大、需要经常校准的特点。

激光散射法的大气污染颗粒物传感器，因为低成本和便携性，有着宽广的市场前景。然而采用散射法的便携式分析装置就会存在测量一致性差、噪声大、测量精度低等缺点，核心器件容易受到各种环境因素影响而波动，容易引起误判。

当传感器数据突然大幅变化时，如果监测仪器能够智能判断出变化原因是传感器故障还是突发污染，将会极大提高数据可靠性，对于保证环保监测数据质量具有重要价值。当设备不准确时，可以自动校准，提高监测的准确度，可以大幅提高数据的在线率，对于治霾工作所需的连续监测具有重要价值。同时又可以节省设备维护保养方面的人力物力，减少社会资源浪费。

在大气环境监测领域，高精度的监测设备造价高昂、设备庞大。目前对于城市或者较大区域尺度的大气环境监测而言，由国家布设的国控站点就属于这样的高精度的站点，但其数量较少、覆盖范围有限、站点地理位置受限，而且国控站的运行受设备情况、维护条件的影响较大，数据输出不稳定。目前国家公布的城市或者较大区域的环境数据就是根据这些国控站点的监测数据的平均值或者经过简单运算得到。但是这些国控站点监测的大气环境数据不能代表整个城市或区域的大气环境数据。

仪器设备保持良好状态是获取准确、可靠监测数据的必备条件，仪器设备的校准是获得可靠准确数据的关键。目前时常以国控站或者超级站的数据作为校准的基准数据。

使用国控站点的数据为基准数据，用于校准微型监测站或者移动监测站的技术为目前企业采取的普遍方式。但是仅由数量较少的国控站作为基准不能代表城市或者区域的准确值，进一步的使用这些国控站点的数据平均或者简单运算后用于校准其他微型监测站或者移动监测站更加不可靠，这些微型监测站点或者移动监测站点设备经过国控站点数据校准后可能会更加不准确，使得微型监测站点或者移动监测站点的结果偏低或者过高。国控站运行并不稳定，由于设备可靠性、运维情况、电力供应等原因会导致国控站不能输出正常数据。

发明内容

在先申请

PCT/IB2019/051243

PCT/IB2019/051244

术语解释

α数据集：基准站的(国控站、市控站、单独设置的校准站)的监测数据；α1表示基准站在T＝1时刻的数据或者数据组；A1表示一个国控站在T＝1时刻的数据。