一种智能环境监测与控制方法、系统、设备及存储介质与流程

专利2025-04-16  2


本技术涉及智能控制的,尤其是涉及一种智能环境监测与控制方法、系统、设备及存储介质。


背景技术:

1、随着工业化进程的不断推进和城市化水平的不断提高,环境污染问题日益严峻,对人类健康和生态环境构成了严重威胁。因此,建立高效的环境监测与控制系统,实时监测环境质量并及时采取调节措施,对于改善环境质量至关重要。

2、现有技术通常采用固定布点的方式对环境中的污染物进行监测,并根据预设的阈值判断是否发生污染。一旦发生污染,则启动大范围的环境调节设备进行治理,但这种方式缺乏针对性和精确性,会导致资源的大量浪费,对此情况有待进一步改善。


技术实现思路

1、为了解决现有的粗放式的大范围调节缺乏针对性,资源浪费的问题,本技术提供一种智能环境监测与控制方法、系统、设备及存储介质,采用如下的技术方案:

2、第一方面,本技术提供一种智能环境监测与控制方法,应用在智能环境监测与控制系统,所述智能环境监测与控制系统包括多个智能环境监测节点,每个所述监测节点用于实时采集所在环境的监测数据,所述方法包括如下步骤:

3、接收每个监测节点传输的环境数据,将每个监测节点的环境数据中各污染物的实际值与预设的安全阈值进行比较,确定每个监测节点的污染物状态级别,并确定污染物状态超标的目标区域;

4、获取所述目标区域的位置和气流分布,确定所述目标区域的环境影响范围;

5、基于所述环境影响范围,确定优先调节的第一环境调节设备和至少一个候选环境调节设备;

6、将所述目标区域对应的环境数据与预设的正常数据范围进行对比,基于对比结果确定所述第一环境调节设备的调节参数和所述候选环境调节设备的调节参数。

7、通过采用上述技术方案,本技术通过实时获取多个环境监测节点传输的数据,然后精准判断污染物超标区域及其影响范围,从而针对性地确定优先调节的设备和候选调节设备,并根据实际污染情况量身定制调节参数,使得调节措施更加精准有效,避免了大范围粗放式调节的低效情况,极大提高了调节效率和资源利用水平,有利于改善环境质量。

8、可选的,接收每个监测节点传输的环境数据,将每个监测节点的环境数据中各污染物的实际值与预设的安全阈值进行比较,确定每个监测节点的污染物状态级别,具体包括如下步骤:

9、接收每个监测节点传输的各污染物实时浓度值数据,将各污染物的实际值与对应的预设安全阈值进行比较,确定超标污染物类型;

10、获取每种超标污染物的超标倍数和连续超标时长;

11、基于所述超标污染物类型、超标倍数和连续超标时长,确定对应的污染物状态级别。

12、通过采用上述技术方案,本技术通过接收每个环境监测节点传输的各种污染物的实时浓度值数据,并将其与预设的安全阈值进行对比,可以精确识别出哪些污染物已经超标,以及超标的程度和持续时间;然后,基于超标污染物的具体类型、超标倍数和连续超标时长等多维度信息,对每个监测节点的污染状态进行综合评估和级别划分,更精准地反映实际污染状况,可以对不同程度的污染情况做出区别对待,将有限的调节资源优先投入到严重污染的区域,提高了调节的针对性和效率。

13、可选的,获取所述目标区域的位置和气流分布,确定所述目标区域的环境影响范围,具体包括如下步骤:

14、获取所述目标区域的位置对应的空间布局和实时气流分布数据;

15、将所述空间布局和所述实时气流分布数据输入预设的空气流动模型,模拟各种污染物在所述目标区域内的扩散传播过程;

16、根据模拟的扩散传播过程,确定各种污染物在预设时长内的扩散范围,基于所述扩散范围确定所述目标区域的环境影响范围。

17、通过采用上述技术方案,本技术通过获取目标污染区域的空间布局和实时气流分布数据,并将这些数据输入预设的空气流动模型,模拟各种污染物在该区域内的扩散传播过程,其中,通过空气流动模型模拟,系统可以预测在一定时间尺度内,各种污染物将会扩散到何种范围,从而准确评估出目标区域的实际环境影响范围,有效避免影响范围的低估或高估,从而使确定的调节设备范围更加合理,调节资源的配置更加精准。

18、可选的,基于所述环境影响范围,确定优先调节的第一环境调节设备和至少一个候选环境调节设备,具体包括如下步骤:

19、将所述环境影响范围与室内空间布局信息进行映射,确定环境影响范围覆盖的室内空间区域;

20、基于预设的区域优先级规则,确定所述室内空间区域中优先级最高的目标优先调节区域;

21、将位于所述目标优先调节区域内的环境调节设备确定为第一环境调节设备;

22、将所述环境影响范围与室内人员和设备的实时分布情况进行叠加分析,确定受污染影响的其他区域,并基于预设的区域优先级规则依次确定候选环境调节设备。

23、通过采用上述技术方案,本技术首先将确定的环境影响范围与室内空间布局信息进行映射,锁定受污染影响的具体室内区域;然后根据预设的区域优先级规则,例如人员密集区域、重要功能区域等,从中甄选出优先级最高的目标调节区域;将位于该目标调节区域内的环境调节设备将被确定为第一调节设备,负责该区域的优先污染治理;同时系统还将环境影响范围与室内人员和设备的实时分布情况进行叠加分析,评估其他可能受影响的区域,并按优先级规则选定相应的候选调节设备,形成多级调节力量;实现从重点区域到其他区域的梯次调节,全面高效地控制和消除污染,确保整体环境质量。

24、可选的,将所述目标区域对应的环境数据与预设的正常数据范围进行对比,基于对比结果确定所述第一环境调节设备的调节参数和所述候选环境调节设备的调节参数,具体包括如下步骤:

25、将所述目标区域对应的环境数据与预设的正常数据范围进行对比,确定出现差异的偏差参数和偏差大小;

26、基于所述偏差参数和偏差大小,确定对应的参数调节目标;

27、基于所述参数调节目标,获取所述第一环境调节设备和所述候选环境调节设备对所述目标区域的调节能力矩阵;

28、基于获取的调节能力矩阵,计算所述第一环境调节设备的调节参数和所述候选环境调节设备的调节参数。

29、通过采用上述技术方案,本技术通过将目标污染区域的实际环境数据与预设的正常数据范围进行对比,可以量化出各种环境参数的偏差值及偏差大小,从而确定需要调节的具体目标参数及其调整幅度;然后系统会获取第一调节设备和候选调节设备对目标区域的调节能力矩阵,即这些设备对不同环境参数的调节效力;基于调节目标和调节能力矩阵,通过算法模型计算出各设备的最优调节参数组合,使得在整体上最大程度地修正环境参数偏差,满足调节需求;调节参数的确定过程高度自动化和智能化,无需人工经验判断;可以根据实际污染情况定制调节方案,有效避免了人工调节的经验性和主观性;同时,通过协同多个调节设备的整体作用,充分发挥了现有硬件资源的潜能,提高了调节的灵活性和高效性。

30、可选的,基于获取的调节能力矩阵,计算所述第一环境调节设备的调节参数和所述候选环境调节设备的调节参数,具体包括如下步骤:

31、获取所述第一环境调节设备与每个所述候选环境调节设备的类型、位置及作用范围信息,将所述第一环境调节设备与每个所述候选环境调节设备作用范围进行空间叠加分析,确定是否存在作用范围重叠;

32、在存在作用范围重叠的情况下,基于预设的协同调节规则,确定所述第一环境调节设备与重叠的候选环境调节设备的协同调节关系类型;

33、基于确定的协同调节关系类型和重叠的候选环境调节设备的类型,确定协同调节系数;

34、将所述协同调节系数与获取的调节能力矩阵相乘,建立协同调节能力描述矩阵;

35、基于所述协同调节能力描述矩阵,计算所述第一环境调节设备的调节参数和所述候选环境调节设备的调节参数。

36、通过采用上述技术方案,本技术计算第一调节设备和候选调节设备的调节参数时,首先考虑了不同设备作用范围的空间重叠情况;对于存在作用范围重叠的设备,系统会根据预设的协同调节规则,确定它们之间的协同调节关系类型,例如并联调节、串联调节、互补调节;基于协同关系类型和设备类型特征,计算出相应的协同调节系数。将该系数与各设备的单独调节能力矩阵相乘,可以得到一个综合的协同调节能力描述矩阵,体现了不同设备在不同协同模式下的整体调节效力;通过此充分考虑了多个调节设备之间的协同作用,避免了单一设备调节时的能力有限;通过协同调节发挥不同设备的特长,实现能量的互补和效能的叠加。

37、可选的,基于所述协同调节能力描述矩阵,计算所述第一环境调节设备的调节参数和所述候选环境调节设备的调节参数之后,所述方法还包括如下步骤:

38、获取所述第一环境调节设备和所述候选环境调节设备的运行成本信息;

39、基于所述运行成本信息,对每组调节参数方案进行时效性评估和经济性评估;

40、基于时效性评估和经济性评估结果和预设的权重,计算每组调节参数方案的综合评分,所述污染物状态级别越高,对应的时效性权重越高;

41、从多组调节参数方案中,选择综合评分最高的一组作为最终的调节参数。

42、通过采用上述技术方案,本技术先获取各调节设备的运行成本信息,对每组方案进行时效性和经济性两个维度的综合评估,时效性评估模拟预测各方案的污染物恢复正常所需时长,而经济性评估则考虑了不同方案的运行成本支出;系统会根据当前的污染状态级别,动态调整时效性和经济性两者的权重比例,确保严重污染情况下以时效为先,轻微污染时则兼顾经济性;经过时效性和经济性加权计算后,系统得到每组调节参数方案的综合评分,并从中选择评分最高的一组作为最终调节方案执行。

43、第二方面,本技术提供一种智能环境监测与控制系统,包括:

44、多个智能环境监测节点,每个所述监测节点用于实时采集所在环境的监测数据;

45、环境数据接收模块,用于接收每个监测节点传输的环境数据;

46、污染状态确定模块,用于将每个监测节点的环境数据中各污染物的实际值与预设的安全阈值进行比较,确定每个监测节点的污染物状态级别,并确定污染物状态超标的目标区域;

47、影响范围确定模块,用于获取所述目标区域的位置和气流分布,确定所述目标区域的环境影响范围;

48、调节设备确定模块,用于基于所述环境影响范围,确定优先调节的第一环境调节设备和至少一个候选环境调节设备;

49、调节参数确定模块,用于将所述目标区域对应的环境数据与预设的正常数据范围进行对比,基于对比结果确定所述第一环境调节设备的调节参数和所述候选环境调节设备的调节参数。

50、第三方面,本技术提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述智能环境监测与控制方法的步骤。

51、第四方面,本技术提供一种计算机可读存储介质,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上述智能环境监测与控制方法的步骤。

52、综上所述,本技术包括以下至少一种有益技术效果:

53、1.本技术通过实时获取多个环境监测节点传输的数据,然后精准判断污染物超标区域及其影响范围,从而针对性地确定优先调节的设备和候选调节设备,并根据实际污染情况量身定制调节参数,使得调节措施更加精准有效,避免了大范围粗放式调节的低效情况,极大提高了调节效率和资源利用水平,有利于改善环境质量;

54、2.本技术通过接收每个环境监测节点传输的各种污染物的实时浓度值数据,并将其与预设的安全阈值进行对比,可以精确识别出哪些污染物已经超标,以及超标的程度和持续时间;然后,基于超标污染物的具体类型、超标倍数和连续超标时长等多维度信息,对每个监测节点的污染状态进行综合评估和级别划分,更精准地反映实际污染状况,可以对不同程度的污染情况做出区别对待,将有限的调节资源优先投入到严重污染的区域,提高了调节的针对性和效率;

55、3.本技术通过获取目标污染区域的空间布局和实时气流分布数据,并将这些数据输入预设的空气流动模型,模拟各种污染物在该区域内的扩散传播过程,其中,通过空气流动模型模拟,系统可以预测在一定时间尺度内,各种污染物将会扩散到何种范围,从而准确评估出目标区域的实际环境影响范围,有效避免影响范围的低估或高估,从而使确定的调节设备范围更加合理,调节资源的配置更加精准。


技术特征:

1.一种智能环境监测与控制方法,其特征在于,应用在智能环境监测与控制系统,所述智能环境监测与控制系统包括多个智能环境监测节点,每个所述监测节点用于实时采集所在环境的监测数据,所述方法包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的智能环境监测与控制方法,其特征在于,接收每个监测节点传输的环境数据,将每个监测节点的环境数据中各污染物的实际值与预设的安全阈值进行比较,确定每个监测节点的污染物状态级别,具体包括如下步骤:

3.根据权利要求1所述的智能环境监测与控制方法,其特征在于,获取所述目标区域的位置和气流分布,确定所述目标区域的环境影响范围,具体包括如下步骤:

4.根据权利要求1所述的智能环境监测与控制方法,其特征在于,基于所述环境影响范围,确定优先调节的第一环境调节设备和至少一个候选环境调节设备,具体包括如下步骤:

5.根据权利要求1所述的智能环境监测与控制方法,其特征在于,将所述目标区域对应的环境数据与预设的正常数据范围进行对比,基于对比结果确定所述第一环境调节设备的调节参数和所述候选环境调节设备的调节参数,具体包括如下步骤:

6.根据权利要求5所述的智能环境监测与控制方法,其特征在于,基于获取的调节能力矩阵,计算所述第一环境调节设备的调节参数和所述候选环境调节设备的调节参数,具体包括如下步骤:

7.根据权利要求6所述的智能环境监测与控制方法,其特征在于,基于所述协同调节能力描述矩阵,计算所述第一环境调节设备的调节参数和所述候选环境调节设备的调节参数之后,所述方法还包括如下步骤:

8.一种智能环境监测与控制系统,其特征在于,包括:

9.一种电子设备,其特征在于,包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7中任一项所述的智能环境监测与控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的智能环境监测与控制的步骤。


技术总结
本申请涉及智能控制的技术领域,尤其涉及一种智能环境监测与控制方法、系统、设备及存储介质。本申请通过实时获取多个环境监测节点传输的数据,然后精准判断污染物超标区域及其影响范围,从而针对性地确定优先调节的设备和候选调节设备,并根据实际污染情况量身定制调节参数,使得调节措施更加精准有效,避免了大范围粗放式调节的低效情况,极大提高了调节效率和资源利用水平,有利于改善环境质量。

技术研发人员:李孔政,王晓明
受保护的技术使用者:广东百德朗科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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