內(nèi)河點源污染物溯源方法與移動式在線監(jiān)測平臺研發(fā)
發(fā)布時間:2021-10-07 15:18
隨著我國工業(yè)化的大力發(fā)展,促進著國民經(jīng)濟的提高,與此同時,發(fā)展背后的隱患也不容忽視。近年來,水污染事件在各地也時有發(fā)生,其原因主要有工廠偷排漏排現(xiàn)象、農(nóng)藥化學污染、人為用水污染等。我國作為人均淡水資源最貧乏的國家之一,用水安全問題已經(jīng)刻不容緩。在水污染事件發(fā)生后,如何快速、準確的對目標水域的污染源信息進行識別獲取,尋找到污染源的排放位置、排放時間和排放濃度,并為相關部門在污染發(fā)生后及時制定出相關策略提供參考與依據(jù)具有重要意義。本文針對內(nèi)河點源污染物的排放現(xiàn)象,歸納總結(jié)了水污染事件發(fā)生的特點,提出一種改進融合局部搜索的和聲搜索算法,由于和聲算法的基于隨機搜索的特性和優(yōu)秀的全局優(yōu)化能力,在此基礎上通過每次迭代優(yōu)化都從原和聲庫中隨機選出兩個和聲進行線性運算,并將結(jié)果與新生成的和聲進行對比,顯著的提高了其算法的局部搜索的能力,可以有效避免局部最優(yōu)解,并將其運用于二維點源污染物溯源中,通過結(jié)合水質(zhì)運動方程構建目標函數(shù),建立了污染源識別的智能模型。通過仿真證明,該方法可以滿足二維單污染源、多污染源連續(xù)排放與單污染源瞬時排放下的水域溯源需求,其溯源指標(排放濃度、排放坐標和排放時間)偏差在6%以內(nèi)。...
【文章來源】:杭州電子科技大學浙江省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
水力學反問題分類按照國際通用的分類方法,根據(jù)污染源形狀的不同可分為點源與非點源兩類;
杭州電子科技大學碩士學位論文3圖1.1水力學反問題分類按照國際通用的分類方法,根據(jù)污染源形狀的不同可分為點源與非點源兩類;根據(jù)污染源數(shù)量分布不同,可分為單電源與多點源;根據(jù)污染源排放時間又可以分為瞬時排放與連續(xù)排放,瞬時排放與連續(xù)排放滿足不同的水質(zhì)擴散方程;根據(jù)污染源排放地點,可分為遠海與內(nèi)河兩種,遠海主要對于游輪碰撞、觸礁和軍事戰(zhàn)爭等情況造成的油污或者化學物品泄漏,這類的事故一般需要人工打撈,而對于內(nèi)河發(fā)生的水污染事件,一般是由于工廠不按規(guī)定排污和一些河面事故導致,一旦發(fā)生,會極大程度上影響居民用水安全,給國家和人民帶來沉重的代價。通用分類圖如圖1.2。圖1.2污染物溯源事件分類
杭州電子科技大學碩士學位論文8此階段的無人船多用于軍事,后面漸漸被應用于水質(zhì)監(jiān)測以及溯源作業(yè)。圖1.3“斯巴達”號無人船其他國家移動式監(jiān)測平臺方面代表性的無人船型號有西德的“MaxPruss”號監(jiān)測艇航行于北萊茵威斯特法倫的所有河流進行水質(zhì)監(jiān)測,美國Gulf研究與發(fā)展公司制造的流動水質(zhì)保護實驗室對Gulf大生產(chǎn)廠內(nèi)及周圍環(huán)境進行水質(zhì)監(jiān)測等[38]。(2)國內(nèi)研究現(xiàn)狀國內(nèi)的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展較為滯后,但發(fā)展迅速,始于八十年代初期。1988年,我國第一個水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)在天津建立。到了1999年,我國部署的水質(zhì)監(jiān)控網(wǎng)絡已經(jīng)覆蓋了國內(nèi)大部分流域[39]。通過衛(wèi)星,所有的數(shù)據(jù)被發(fā)送到控制中心。而如今,我國的重點水域的水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)絡已經(jīng)搭建完畢。我國對移動式水質(zhì)監(jiān)測平臺的研究始于90年代末期,得益于同一時期開展的“863”計劃的水下機器人研究進展,移動式監(jiān)測得以快速的發(fā)展和運用。2008年7月,航天科工集團公司沈陽航天新光集團有限公司自主研發(fā)的“天象1號”無人船進行下水測試并取得成功,這是我國自主研發(fā)的第一艘實際應用的移動式環(huán)境監(jiān)測平臺,但數(shù)據(jù)保存在本地進行分析,延遲性較大[40]。圖1.4“天象一號”無人船
【參考文獻】:
期刊論文
[1]MAVLink鏈路通信協(xié)議安全分析[J]. 吳穎,劉照亮,康令州,劉歡,朱江. 通信技術. 2019(04)
[2]無人船在海洋調(diào)查領域的應用分析[J]. 常繼強,蒲進菁,莊振業(yè),曹立華,張永華. 船舶工程. 2019(01)
[3]水與人體健康[J]. 楊植. 中國產(chǎn)經(jīng). 2018(11)
[4]基于Mavlink協(xié)議的植保無人機地面監(jiān)測終端設計[J]. 呼云龍,胡金山,丁瀟,林萌萌. 安徽農(nóng)業(yè)科學. 2018(27)
[5]基于貝葉斯-微分進化算法的污染源識別反問題[J]. 張雙圣,強靜,劉喜坤,劉漢湖,朱雪強. 山東大學學報(工學版). 2018(01)
[6]基于PSO-DE算法的突發(fā)水域污染溯源研究[J]. 曹宏桂,贠衛(wèi)國. 中國環(huán)境科學. 2017(10)
[7]融合局部搜索的和聲搜索算法[J]. 朱凡,劉建生,謝亮亮. 計算機工程與設計. 2017(06)
[8]基于4G物聯(lián)網(wǎng)技術的無人船云控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 徐海恩,項慧慧,邵星,孟海濤. 軟件導刊. 2017(06)
[9]微分進化自適應模糊C均值分割算法[J]. 張志禹,王彩虹,張一帆. 計算機工程與應用. 2017(23)
[10]巡航式水產(chǎn)養(yǎng)殖水域水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)設計[J]. 高翔,李淼,陳友安,李華龍,楊選將. 儀表技術. 2016(07)
碩士論文
[1]基于高斯過程代理模型的粒子群算法研究[D]. 張磊.浙江科技學院 2019
[2]含電動汽車的交直流混合微網(wǎng)分布式電壓調(diào)節(jié)[D]. 劉裕峰.合肥工業(yè)大學 2019
[3]流域水環(huán)境監(jiān)測預警系統(tǒng)的研發(fā)[D]. 李雷.杭州電子科技大學 2019
[4]基于無人船的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)設計及路徑規(guī)劃方法研究[D]. 呂揚民.浙江農(nóng)林大學 2019
[5]一種四旋翼無人機控制系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)[D]. 朱明明.華中師范大學 2018
[6]四旋翼無人機編隊自動飛行的避障算法研究[D]. 干陽琳.成都理工大學 2017
[7]空中加油對接系統(tǒng)視覺處理與飛行驗證[D]. 單堯.南京航空航天大學 2017
[8]面向三維重建的航拍路徑規(guī)劃及相機位姿控制技術研究[D]. 韓青巖.南京航空航天大學 2017
[9]河道污染事件污染物追蹤定位方法及其在小型移動監(jiān)測平臺上的應用研究[D]. 湯雪萍.浙江大學 2017
[10]點源污染的移動式檢測定位及應用[D]. 沈鳳文.湖南大學 2016
本文編號:3422293
【文章來源】:杭州電子科技大學浙江省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
水力學反問題分類按照國際通用的分類方法,根據(jù)污染源形狀的不同可分為點源與非點源兩類;
杭州電子科技大學碩士學位論文3圖1.1水力學反問題分類按照國際通用的分類方法,根據(jù)污染源形狀的不同可分為點源與非點源兩類;根據(jù)污染源數(shù)量分布不同,可分為單電源與多點源;根據(jù)污染源排放時間又可以分為瞬時排放與連續(xù)排放,瞬時排放與連續(xù)排放滿足不同的水質(zhì)擴散方程;根據(jù)污染源排放地點,可分為遠海與內(nèi)河兩種,遠海主要對于游輪碰撞、觸礁和軍事戰(zhàn)爭等情況造成的油污或者化學物品泄漏,這類的事故一般需要人工打撈,而對于內(nèi)河發(fā)生的水污染事件,一般是由于工廠不按規(guī)定排污和一些河面事故導致,一旦發(fā)生,會極大程度上影響居民用水安全,給國家和人民帶來沉重的代價。通用分類圖如圖1.2。圖1.2污染物溯源事件分類
杭州電子科技大學碩士學位論文8此階段的無人船多用于軍事,后面漸漸被應用于水質(zhì)監(jiān)測以及溯源作業(yè)。圖1.3“斯巴達”號無人船其他國家移動式監(jiān)測平臺方面代表性的無人船型號有西德的“MaxPruss”號監(jiān)測艇航行于北萊茵威斯特法倫的所有河流進行水質(zhì)監(jiān)測,美國Gulf研究與發(fā)展公司制造的流動水質(zhì)保護實驗室對Gulf大生產(chǎn)廠內(nèi)及周圍環(huán)境進行水質(zhì)監(jiān)測等[38]。(2)國內(nèi)研究現(xiàn)狀國內(nèi)的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展較為滯后,但發(fā)展迅速,始于八十年代初期。1988年,我國第一個水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)在天津建立。到了1999年,我國部署的水質(zhì)監(jiān)控網(wǎng)絡已經(jīng)覆蓋了國內(nèi)大部分流域[39]。通過衛(wèi)星,所有的數(shù)據(jù)被發(fā)送到控制中心。而如今,我國的重點水域的水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)絡已經(jīng)搭建完畢。我國對移動式水質(zhì)監(jiān)測平臺的研究始于90年代末期,得益于同一時期開展的“863”計劃的水下機器人研究進展,移動式監(jiān)測得以快速的發(fā)展和運用。2008年7月,航天科工集團公司沈陽航天新光集團有限公司自主研發(fā)的“天象1號”無人船進行下水測試并取得成功,這是我國自主研發(fā)的第一艘實際應用的移動式環(huán)境監(jiān)測平臺,但數(shù)據(jù)保存在本地進行分析,延遲性較大[40]。圖1.4“天象一號”無人船
【參考文獻】:
期刊論文
[1]MAVLink鏈路通信協(xié)議安全分析[J]. 吳穎,劉照亮,康令州,劉歡,朱江. 通信技術. 2019(04)
[2]無人船在海洋調(diào)查領域的應用分析[J]. 常繼強,蒲進菁,莊振業(yè),曹立華,張永華. 船舶工程. 2019(01)
[3]水與人體健康[J]. 楊植. 中國產(chǎn)經(jīng). 2018(11)
[4]基于Mavlink協(xié)議的植保無人機地面監(jiān)測終端設計[J]. 呼云龍,胡金山,丁瀟,林萌萌. 安徽農(nóng)業(yè)科學. 2018(27)
[5]基于貝葉斯-微分進化算法的污染源識別反問題[J]. 張雙圣,強靜,劉喜坤,劉漢湖,朱雪強. 山東大學學報(工學版). 2018(01)
[6]基于PSO-DE算法的突發(fā)水域污染溯源研究[J]. 曹宏桂,贠衛(wèi)國. 中國環(huán)境科學. 2017(10)
[7]融合局部搜索的和聲搜索算法[J]. 朱凡,劉建生,謝亮亮. 計算機工程與設計. 2017(06)
[8]基于4G物聯(lián)網(wǎng)技術的無人船云控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 徐海恩,項慧慧,邵星,孟海濤. 軟件導刊. 2017(06)
[9]微分進化自適應模糊C均值分割算法[J]. 張志禹,王彩虹,張一帆. 計算機工程與應用. 2017(23)
[10]巡航式水產(chǎn)養(yǎng)殖水域水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)設計[J]. 高翔,李淼,陳友安,李華龍,楊選將. 儀表技術. 2016(07)
碩士論文
[1]基于高斯過程代理模型的粒子群算法研究[D]. 張磊.浙江科技學院 2019
[2]含電動汽車的交直流混合微網(wǎng)分布式電壓調(diào)節(jié)[D]. 劉裕峰.合肥工業(yè)大學 2019
[3]流域水環(huán)境監(jiān)測預警系統(tǒng)的研發(fā)[D]. 李雷.杭州電子科技大學 2019
[4]基于無人船的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)設計及路徑規(guī)劃方法研究[D]. 呂揚民.浙江農(nóng)林大學 2019
[5]一種四旋翼無人機控制系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)[D]. 朱明明.華中師范大學 2018
[6]四旋翼無人機編隊自動飛行的避障算法研究[D]. 干陽琳.成都理工大學 2017
[7]空中加油對接系統(tǒng)視覺處理與飛行驗證[D]. 單堯.南京航空航天大學 2017
[8]面向三維重建的航拍路徑規(guī)劃及相機位姿控制技術研究[D]. 韓青巖.南京航空航天大學 2017
[9]河道污染事件污染物追蹤定位方法及其在小型移動監(jiān)測平臺上的應用研究[D]. 湯雪萍.浙江大學 2017
[10]點源污染的移動式檢測定位及應用[D]. 沈鳳文.湖南大學 2016
本文編號:3422293
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