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一种大气环境污染物浓度检测方法及系统 

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申请/专利权人:洛阳敦鑫建筑工程有限公司

摘要:本发明涉及气体浓度监测技术领域,具体涉及一种大气环境污染物浓度检测方法及系统,先确定每个时刻的原始二氧化碳浓度对应的多个大小不同的箱线图,然后确定原始二氧化碳浓度在各个箱线图中所表现的异常程度;获得各个箱线图的初始异常程度,进而利用挥发性有机物浓度与二氧化碳浓度之间的相关程度,对初始异常程度进行修正,确定箱线图的真实异常程度;基于真实异常程度和在各个箱线图中所表现的异常程度,获得最终异常程度,从而筛选出预设时段内所有真实异常二氧化碳浓度数据。本发明尽可能地排除掉了挥发性有机物的干扰,提高了箱线图方法对二氧化碳浓度数据进行异常检测时的准确性。

主权项:1.一种大气环境污染物浓度检测方法,其特征在于,包括以下步骤:获取待测区域在预设时段内每个时刻的原始二氧化碳浓度和挥发性有机物浓度,每个时刻的原始二氧化碳浓度组成原始二氧化碳浓度序列;确定每个时刻的原始二氧化碳浓度对应的第一预设数目个大小不同的箱线图;根据每个时刻的原始二氧化碳浓度、原始二氧化碳浓度对应的各个箱线图的中位数以及原始二氧化碳浓度的采集时刻,确定每个时刻的原始二氧化碳浓度在各个箱线图中所表现的异常程度;确定二氧化碳浓度的异常上限;根据各个箱线图内的数据总量、超出异常上限的数据量以及各个箱线图的中位数和平均值,确定每个时刻的原始二氧化碳浓度对应的各个箱线图的初始异常程度;根据异常上限、原始二氧化碳浓度序列、各个箱线图的初始异常程度、各个箱线图中的每个参考二氧化碳浓度和每个时刻的挥发性有机物浓度,确定每个时刻的原始二氧化碳浓度对应的各个箱线图的真实异常程度;根据每个时刻的原始二氧化碳浓度在各个箱线图中所表现的异常程度、各个箱线图的真实异常程度,确定每个时刻的原始二氧化碳浓度的最终异常程度;根据最终异常程度,筛选出预设时段内所有真实异常二氧化碳浓度数据;其中,所述原始二氧化碳浓度指代预设时段内每个时刻的二氧化碳浓度,所述参考二氧化碳浓度指代箱线图中的各个二氧化碳浓度;根据每个时刻的原始二氧化碳浓度、原始二氧化碳浓度对应的各个箱线图的中位数以及原始二氧化碳浓度的采集时刻,确定每个时刻的原始二氧化碳浓度在各个箱线图中所表现的异常程度,包括:将预设时段内的任意一个时刻记为第x个时刻,计算第x个时刻的原始二氧化碳浓度相对于其对应的各个箱线图的中位数的偏离量;获取距离第x个时刻最近的第二预设数目个原始二氧化碳浓度作为第x个时刻的对比数据,确定第x个时刻的每个对比数据相对于对比数据对应的各个箱线图的中位数的偏离量;确定第x个时刻的采集时刻与其对应每个对比数据的采集时刻之间的时间差,对时间差进行反比例处理,获得第x个时刻对应的各个时间差的反比例值;根据第x个时刻的原始二氧化碳浓度相对于其对应的各个箱线图的中位数的偏离量、第x个时刻的每个对比数据相对于对比数据对应的各个箱线图的中位数的偏离量以及第x个时刻对应的各个时间差的反比例值,确定第x个时刻的原始二氧化碳浓度在各个箱线图中所表现的异常程度;所述偏离量的确定步骤包括:计算原始二氧化碳浓度与原始二氧化碳浓度对应的任意一个箱线图的中位数之间的差值绝对值,将原始二氧化碳浓度与位于中位数的参考二氧化碳浓度之间的差值绝对值作为该原始二氧化碳浓度的偏离量;其中,所述参考二氧化碳浓度为箱线图内的二氧化碳浓度;确定第x个时刻的原始二氧化碳浓度在各个箱线图中所表现的异常程度,包括:对于第x个时刻的原始二氧化碳浓度对应的任意一个箱线图,分别计算第x个时刻的原始二氧化碳浓度相对于原始二氧化碳浓度对应的该箱线图的中位数的偏离量,与第x个时刻的每个对比数据相对于对比数据对应的该箱线图的中位数的偏离量之间的差值绝对值,将所有的差值绝对值的累加和作为第一异常因子;将第x个时刻的原始二氧化碳浓度相对于该箱线图的中位数的偏离量作为第二异常因子;将第x个时刻对应的各个时间差的反比例值的累加和作为第三异常因子;对第一异常因子、第二异常因子和第三异常因子进行乘积,将获得的乘积作为第x个时刻的原始二氧化碳浓度在该箱线图中所表现的异常程度;根据各个箱线图内的数据总量、超出异常上限的数据量以及各个箱线图的中位数和平均值,确定每个时刻的原始二氧化碳浓度对应的各个箱线图的初始异常程度,包括:对于任意一个箱线图,计算箱线图内超出异常上限的数据量与箱线图内的数据总量的比值,将两个数据量的比值作为第一初始异常因子;计算箱线图的平均值与中位数之间的差异,对平均值和中位数之间的差异进行反比例处理,获得差异的反比例值,将差异的反比例值作为第二初始异常因子;将第一初始异常因子和第二初始异常因子的乘积作为箱线图的初始异常程度;根据异常上限、原始二氧化碳浓度序列、各个箱线图的初始异常程度、各个箱线图中的每个参考二氧化碳浓度和每个时刻的挥发性有机物浓度,确定每个时刻的原始二氧化碳浓度对应的各个箱线图的真实异常程度,包括:对于任意一个箱线图,确定箱线图内超出异常上限的各个参考二氧化碳浓度,将超出异常上限的各个参考二氧化碳浓度作为目标参考二氧化碳浓度;对于任意一个目标参考二氧化碳浓度,确定目标参考二氧化碳浓度以及目标参考二氧化碳浓度的采集时刻下的挥发性有机物浓度对应的数值变化指标;计算目标参考二氧化碳浓度的采集时刻下的挥发性有机物浓度对应的数值变化指标与目标参考二氧化碳浓度对应的数值变化指标的比值,将两个数值变化指标的比值作为第一比值,将第一比值与箱线图对应的所有第一比值均值之间的差值作为第一真实异常因子;计算箱线图对应的所有第一真实异常因子的累加和,对所有第一真实异常因子的累加和进行反比例的归一化处理,获得箱线图的第二真实异常因子;将箱线图的初始异常程度和第二真实异常因子的乘积作为箱线图的真实异常程度;确定目标参考二氧化碳浓度以及目标参考二氧化碳浓度的采集时刻下的挥发性有机物浓度对应的数值变化指标,包括:目标参考二氧化碳浓度对应的数值变化指标的计算公式为: ;式中,为第x个时刻对应的第j个箱线图内第y个目标参考二氧化碳浓度对应的数值变化指标,为第x个时刻对应的第j个箱线图内第y个目标参考二氧化碳浓度,为第x个时刻对应的第j个箱线图内第y个目标参考二氧化碳浓度在第x-1个时刻时对应的参考二氧化碳浓度,为取绝对值函数,为第x个时刻对应的第j个箱线图内第y个目标参考二氧化碳浓度在第x个时刻和第x-1个时刻时对应的采集时间间隔;,式中,为第x个时刻对应的第j个箱线图内第y个目标参考二氧化碳浓度的采集时刻,为第x个时刻对应的第j个箱线图内第y个目标参考二氧化碳浓度在第x-1个时刻时对应的参考二氧化碳浓度的采集时刻;目标参考二氧化碳浓度的采集时刻下的挥发性有机物浓度对应的数值变化指标的计算公式为: ;式中,为第x个时刻对应的第j个箱线图内第y个目标参考二氧化碳浓度的采集时刻下的挥发性有机物浓度对应的数值变化指标,为第x个时刻对应的第j个箱线图内第y个目标参考二氧化碳浓度的采集时刻下的挥发性有机物浓度,为第x个时刻对应的第j个箱线图内第y个目标参考二氧化碳浓度在第x-1个时刻时对应的参考二氧化碳浓度的采集时刻下的挥发性有机物浓度,为第x个时刻对应的第j个箱线图内第y个目标参考二氧化碳浓度在第x个时刻和第x-1个时刻时对应的采集时间间隔,为取绝对值函数;每个时刻的原始二氧化碳浓度的最终异常程度的计算公式为: ;式中,为第x个时刻的原始二氧化碳浓度的最终异常程度,norm为线性归一化函数,J为第一预设数目,也为每个原始二氧化碳浓度对应的箱线图个数,为第x个时刻的原始二氧化碳浓度在第j个箱线图中所表现的异常程度,为第x个时刻的原始二氧化碳浓度对应的第j个箱线图的真实异常程度。

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