淺談空氣自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)有效性的自動化判別

單丞斌

摘 要：自動監(jiān)測是一種建立在信息技術(shù)和數(shù)據(jù)支持上的新式工作方法，目前在空氣監(jiān)測領(lǐng)域已經(jīng)取得了一定的實踐成果?；诖耍疚囊钥諝庾詣颖O(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)有效性的自動化判別思路作為切入點，給予簡述，再以此為基礎(chǔ)，重點論述計算機自動判別的兩大因素以及流程。以期通過分析明晰相關(guān)理論，為后續(xù)工作的具體開展提供必要支持。

關(guān)鍵詞：空氣自動監(jiān)測；網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)；判別規(guī)則

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.215

0 前言

空氣質(zhì)量監(jiān)測是現(xiàn)代環(huán)保工作的重要組成內(nèi)容，在技術(shù)持續(xù)發(fā)展的情況下，空氣監(jiān)測工作得到了更廣闊的發(fā)展空間和技術(shù)支持，并逐步實現(xiàn)了自動化工作。現(xiàn)代空氣監(jiān)測可以在自動化技術(shù)支持下長期、持續(xù)進行，但自動監(jiān)測也存在一定弊端，其所獲網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的有效性為各界廣泛關(guān)注，分析空氣自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)有效性的自動化判別有一定的現(xiàn)實意義。

1 空氣自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)有效性的自動化判別思路

自動監(jiān)測的核心技術(shù)是傳感器技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、工控機技術(shù)和短距離通信技術(shù)，人員將默認(rèn)程序輸入工控機進行作業(yè)，通過超過實際數(shù)據(jù)范圍的數(shù)學(xué)模型進行信息篩選和處理，生成可視化（也可以是非可視化的）數(shù)據(jù)，再利用工控機的存儲部分進行判別，由管理人員進行人工確認(rèn)，這是空氣自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)有效性自動化判別的基本思路。如監(jiān)測對象為空氣中的SO2濃度，可以對當(dāng)?shù)剡M行為期一年的數(shù)據(jù)收集，將每個月份甚至每周監(jiān)測所獲數(shù)據(jù)進行匯總，了解一年里當(dāng)?shù)氐目諝釹O2濃度情況，在此基礎(chǔ)上進行擴展，滿足動態(tài)變化下的監(jiān)測要求。

在目前的監(jiān)測工作中，依靠人工處理龐大的數(shù)據(jù)資料和繁瑣的操作過程是不現(xiàn)實的，設(shè)備的智能化水平還需要進一步提升，假定當(dāng)?shù)丨h(huán)境空氣功能區(qū)為二類區(qū)。按照環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3095-2012），當(dāng)?shù)豐O2濃度1小時平均值上限為500μg/m3。可以將監(jiān)測范圍設(shè)定為0-500μg/m3，并建立一個數(shù)學(xué)模型，帶入“0”-“500μg/m3”之間的所有參數(shù)，存儲于工控機中進行自動化工作，只要數(shù)據(jù)模型是完善的、程序設(shè)定是合理的，整體監(jiān)測工作就可以在智能技術(shù)的支持下持續(xù)有效進行，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的有效性也能夠得到保證。

2 計算機自動判別的要素

2.1 儀表上傳狀態(tài)值

計算機自動判別的關(guān)鍵是儀表上傳的狀態(tài)值，現(xiàn)代空氣監(jiān)測已經(jīng)初步實現(xiàn)自動化，監(jiān)測所獲數(shù)據(jù)可以在設(shè)備內(nèi)部完成數(shù)字化處理，直接呈現(xiàn)給人員。在進行監(jiān)測的過程中，如果目標(biāo)對象為臭氧、一氧化碳，設(shè)備也能夠在對象濃度超標(biāo)的情況下及時完成信息上傳，并發(fā)出警報。自動化條件下的工作流程一般為數(shù)據(jù)收集、短距離傳輸、識別、輸出四個環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)收集通過傳感設(shè)備進行，對空氣進行自動監(jiān)測的過程中，傳感器不斷與空氣接觸，也不斷將所獲的信息傳輸至設(shè)備控制端，由于此前已經(jīng)設(shè)定完善的數(shù)學(xué)模型，常規(guī)情況下檢測所獲數(shù)據(jù)能夠得到有效的判別，由工控機負(fù)責(zé)將收集所獲的數(shù)據(jù)與數(shù)學(xué)模型內(nèi)的參數(shù)進行對比，了解空氣中對象目標(biāo)的狀態(tài)，之后進行數(shù)字化處理，將不可識別的信息數(shù)據(jù)加工成數(shù)字化、結(jié)構(gòu)化、可識別的數(shù)據(jù)，通過顯示設(shè)備呈現(xiàn)給人員，完成狀態(tài)值上傳。上述整個過程是在固定程序的操控下長期、模式化進行的，智能化特征明顯，一方面可以保證工作的持續(xù)性，另一方面所獲網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的精確性也較高，更為可信。

2.2 人工定義判別規(guī)則

人工定義判別規(guī)則，是指通過人工為整個工作設(shè)定模式、參數(shù)，使空氣自動監(jiān)測工作能夠在固定框架下進行，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)也始終處于數(shù)學(xué)模型的范圍內(nèi)，對應(yīng)的后續(xù)分析、處理工作能夠在此基礎(chǔ)上有序進行。進行判別規(guī)則的人工定義時，需要考慮的因素較多，包括采集時間、地點、對象濃度變化的敏感度等等，這些工作也依賴于現(xiàn)代技術(shù)的支持，以對象濃度變化的敏感度為例[1]。假定某地屬于工業(yè)城市，無風(fēng)環(huán)境下，PM2.5濃度較高，為求了解風(fēng)力對PM2.5濃度的影響，當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門決定進行空氣自動監(jiān)測，由于風(fēng)力變化帶有不確定性，且監(jiān)測設(shè)備的數(shù)目有限，無法廣泛分布于所有地區(qū)，這要求強化設(shè)備的敏感度，一方面人員應(yīng)在程序設(shè)定上實現(xiàn)精度調(diào)整，提升判別的精確性，另一方面也應(yīng)依托于智能化技術(shù)，確保設(shè)備能在PM2.5濃度出現(xiàn)變化時及時做出反應(yīng)、給予記錄，確?？諝庾詣颖O(jiān)測所獲網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的有效性和自動化判別的質(zhì)量。

3 人工確認(rèn)

空氣自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)有效性的自動化判別是反復(fù)、持續(xù)、長期進行的，所獲數(shù)據(jù)能夠直接用于空氣情況的判定，但在具體工作進行時，一些不可控因素可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，比如通信干擾問題?，F(xiàn)有大部分用于空氣自動監(jiān)測的設(shè)備需要通過短距有線通信、無線通信進行信息傳輸，在傳輸?shù)倪^程中，如果附近存在強磁場，信號很可能受到干擾、失真，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)異常。此外，設(shè)備老化、功能模塊受損也都可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)失真問題，因此在應(yīng)用自動監(jiān)測技術(shù)時，也要求進行必要的人工確認(rèn)，保證所獲數(shù)據(jù)是可靠的[2]。

如人員在A地點進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)存在異常，但無法快速辨別問題原因，可以參考?xì)庀髷?shù)據(jù)進行分析。通常某一地區(qū)的氣象條件在大體上是穩(wěn)定的，如夏季空氣平均濕度、冬季空氣中PM2.5濃度等。此外，風(fēng)速的高低影響污染物的輸送和混合，沙塵對大區(qū)域影響顯著，降雨對大氣污染物有凈化作用，逆溫天氣中污染物不容易擴散等，在數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，人員可以調(diào)取往期數(shù)據(jù)進行甄別，了解網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的可信性，推動其自動化判別技術(shù)的發(fā)展。

4 結(jié)論

通過分析空氣自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)有效性的自動化判別，了解相關(guān)理論內(nèi)容。在目前的空氣自動監(jiān)測工作中，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)有效性是一個被廣泛關(guān)注的問題，為強化其實用性，通過虛擬模型進行監(jiān)測判別，并通過對儀表狀態(tài)值的自動處理為后續(xù)工作積累數(shù)據(jù)，以人工進行程序的設(shè)置調(diào)整，使整體工作始終能夠與具體需要相融合，最后進行確認(rèn)，了解并對數(shù)據(jù)進行進一步處理。應(yīng)用上述理論有助于空氣自動監(jiān)測工作的優(yōu)化和推廣。

參考文獻：

[1]關(guān)玉春，肖致美，畢溫凱.天津市街鎮(zhèn)級空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42（02）：187-189.

[2]鄺俊俠，溫佐鈞，裴成磊.環(huán)境空氣自動監(jiān)測質(zhì)量智能成效審核技術(shù)研究與應(yīng)用[J].分析儀器，2017（02）：88-93.