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专利号: 202410382571X
申请人: 潍坊宏图环保设备有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-07
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于大数据的生态环境监测系统,其特征在于,包括,

信息采集模块,用以采集废气数据、废水数据、空气数据、环境噪声与地下水数据;

环境分析模块,用以根据采集的废气数据和废水数据对废气数据与废水数据的异常性进行分析;

异常预警模块,用以根据监测周期内废气数据与废水数据异常性的分析结果向用户进行环境异常预警;

环境监测模块,用以根据管理周期内采集的空气中二氧化硫浓度和二氧化氮浓度与地下水数据对管理周期内生态环境的异常性进行分析;

环境管理模块,用以根据管理周期内的环境异常预警结果与生态环境异常性的分析结果对下一管理周期工业园区的绿化面积与可渗透地面比例进行管理,还用以根据管理周期内的平均二氧化碳浓度对工业园区绿化面积的管理过程进行一次调整,还用以根据管理周期内的平均环境噪声对工业园区绿化面积的管理过程进行二次调整;

管理更新模块,用以根据管理周期内的环境异常预警数量对工业园区的绿化面积与可渗透地面比例的管理过程进行更新;

所述环境管理模块设有第一管理单元,所述第一管理单元用以根据管理周期内环境异常预警结果与生态环境异常性的分析结果对下一管理周期工业园区的绿化面积进行管理,其中:当生态环境正常时,若i1/i0≤u1,所述第一管理单元将下一管理周期工业园区的绿化面积设为R1,设定R1=R0,若i1/i0>u1,所述第一管理单元将下一管理周期工业园区的绿化面积设为R2,设定R2=R0+r0×[1+sin(π/2)×(i1/i0‑u1)/(u1+i1/i0)];

当生态环境异常时,若i1/i0≤u2,所述第一管理单元将下一管理周期工业园区的绿化面积设为R3,设定R3=R0,若i1/i0>u2,所述第一管理单元将下一管理周期工业园区的绿化面积设为R4,设定R4=R0+r0×[1+sin(π/2)×(i1/i0‑u2)/(u2+i1/i0)];

其中,当工业园区的绿化面积Rr≥0.4×S园区时,Rr=0.4×S园区,S园区为工业园区的占地面积,r=1,2,3,4;i1为管理周期内环境异常预警的数量,i0为管理周期内监测周期的数量,R0为当前管理周期工业园区的绿化面积,r0为预设调整面积,u1为第一预设异常比例,u2为第二预设异常比例,且u1>u2;

所述环境管理模块还设有第二管理单元,所述第二管理单元用以根据管理周期内生态环境异常性的分析结果与下一管理周期工业园区绿化面积的分析结果对下一管理周期工业园区的可渗透地面比例进行管理,其中:当生态环境正常时,若Rr≤r1,所述第二管理单元将下一管理周期工业园区的可渗透地面比例设为G1,设定G1=G0+g0×{1+(π/2)×arctan[sin(r1‑Rr)/(r1+Rr)]},若Rr>r1,所述第二管理单元将下一管理周期工业园区的可渗透地面比例设为G2,设定G2=G0;

当生态环境异常时,若Rr≤r1,所述第二管理单元将下一管理周期工业园区的可渗透地面比例设为G3,设定G3=G0+g1×{1+(π/2)×arctan[sin(r1‑Rr)/(r1+Rr)]},若Rr>r1,所述第二管理单元将下一管理周期工业园区的可渗透地面比例设为G4,设定G4=G0+g1×{1+(π/2)×arctan[sin(r1‑Rr)/(r1+Rr)]‑β×(Rr‑r1)/(Rr+r1)};

其中,当工业园区的可渗透地面比例Gg≥α×S园区时,Gg=α×S园区,g=1,2,3,4;g0为第一预设调整比例,g1为第二预设调整比例,α为预设比例系数,r1为预设面积,G0为当前管理周期工业园区的可渗透地面比例。

2.根据权利要求1所述的基于大数据的生态环境监测系统,其特征在于,所述环境分析模块设有废气分析单元,所述废气分析单元用以将采集的二氧化硫浓度a1与预设二氧化硫浓度a2进行比对,并根据比对结果对废气中二氧化硫浓度的异常性进行分析,以对当前采集废气中二氧化硫浓度的异常性进行判断;

所述废气分析单元还将采集的氮氧化物浓度b1与预设氮氧化物浓度b2进行比对,并根据比对结果对废气中氮氧化物浓度的异常性进行分析,以对当前采集废气中氮氧化物浓度的异常性进行判断;

所述环境分析模块还设有废水分析单元,所述废水分析单元将废水酸碱度c1与各预设废水酸碱度进行比对,并根据比对结果对废水酸碱度的异常性进行分析,以对当前采集的废水酸碱度的异常性进行判断;

所述废水分析单元将废水汞浓度d1与预设汞浓度d2进行比对,并根据比对结果对废水汞浓度的异常性进行分析,以对当前采集的废水汞浓度的异常性进行判断。

3.根据权利要求2所述的基于大数据的生态环境监测系统,其特征在于,所述异常预警模块根据监测周期内废气二氧化硫浓度异常性、氮氧化物浓度异常性、废水酸碱度异常性与废水汞浓度异常性的分析结果进行环境异常预警,其中:当x1×A1/A0+x2×A2/A0+x3×A3/A0+x4×A4/A0≤B0时,所述异常预警模块判定当前监测周期工业环境正常,不进行预警;

当x1×A1/A0+x2×A2/A0+x3×A3/A0+x4×A4/A0>B0时,所述异常预警模块判定当前监测周期工业环境异常,并向用户进行环境异常预警;

其中,A1为监测周期内废气二氧化硫浓度异常的时长,A2为监测周期内废气氮氧化物浓度异常的时长,A3为监测周期内废水酸碱度异常的时长,A4为监测周期内废水汞浓度异常的时长,A0为监测周期的时长,x1为二氧化硫权重,x2为氮氧化物权重,X3为酸碱度权重,x4为重金属权重,x1+x2+x3+x4=1,x1>x2>x4>x3,B0为预设异常系数。

4.根据权利要求3所述的基于大数据的生态环境监测系统,其特征在于,所述环境监测模块设有空气监测单元,所述空气监测单元用以将采集的空气中二氧化硫浓度s1与预设空气二氧化硫浓度s2进行比对,并根据比对结果对空气中二氧化硫浓度的异常性进行分析,以对当前采集的空气中二氧化硫浓度的异常性进行判断;

所述空气监测单元将管理周期内采集的空气中二氧化氮浓度N1与预设空气二氧化氮浓度N2进行比对,并根据比对结果对空气中二氧化硫浓度的异常性进行分析,以对当前采集的空气中二氧化氮浓度的异常性进行判断;

所述环境监测模块还设有地下水监测单元,所述地下水监测单元用以将采集的地下水酸碱度S0与各预设地下水酸碱度进行比对,并根据比对结果对地下水酸碱度的异常性进行分析,以对当前采集的地下水酸碱度的异常性进行判断;

所述地下水监测单元还将采集的地下水汞浓度J0与预设地下水汞浓度J1进行比对,并根据比对结果对地下水汞浓度的异常性进行分析,以对当前采集的地下水汞浓度的异常性进行判断。

5.根据权利要求4所述的基于大数据的生态环境监测系统,其特征在于,所述环境监测模块设有异常分析单元,所述异常分析单元用以根据管理周期内空气中二氧化硫浓度异常性、二氧化氮浓度异常性、地下水酸碱度异常性与汞浓度异常性的分析结果对生态环境的异常性进行分析,其中:当z1×C1/C0+z2×C2/C0+z3×C3/C0+z4×C4/C0≤D时,所述异常分析单元判定当前管理周期生态环境正常;

当z1×C1/C0+z2×C2/C0+z3×C3/C0+z4×C4/C0>D时,所述异常分析单元判定当前管理周期生态环境异常;

其中,C1为管理周期内空气中二氧化硫浓度异常的时长,C2为管理周期内二氧化氮浓度异常的时长,C3为管理周期内地下水酸碱度异常的时长,C4为管理周期内地下水汞浓度含量异常的时长,C0为管理周期的时长,z1为预设第一权重,z2为预设第二权重,z3为预设第三权重,z4为预设第四权重,z1+z2+z3+z4=1。

6.根据权利要求1所述的基于大数据的生态环境监测系统,其特征在于,所述环境管理模块设有第一调整单元,所述第一调整单元用以将管理周期内的平均二氧化碳浓度j0与预设二氧化碳浓度j1进行比对,并根据比对结果对工业园区绿化面积的管理过程进行一次调整,其中:当j0≤j1时,所述第一调整单元判定当前管理周期二氧化碳浓度正常,不进行调整;

当j0>j1时,所述第一调整单元判定当前管理周期二氧化碳浓度异常,并对工业园区绿化面积的管理过程进行一次调整,将调整后的预设调整面积设为r0’,设定r0’=r0×{1+{exp{sin(j0‑j1)×(π/2)/(j0+j1)}‑1}/2}。

7.根据权利要求6所述的基于大数据的生态环境监测系统,其特征在于,所述环境管理模块设有第二调整单元,所述第二调整单元用以将管理周期内的平均环境噪声p0与预设噪声p1进行比对,并根据比对结果对工业园区绿化面积的管理过程进行二次调整,其中:当p0≤p1时,所述第二调整单元判定当前管理周期环境噪声正常,不进行调整;

当p0>p1时,所述第二调整单元判定当前管理周期环境噪声异常,并对工业园区绿化面积的管理进行二次调整,将调整后的预设二氧化碳浓度设为j1’,设定j1’=j1×[1+γ×(p0‑p1)/(p0+p1)];

其中,γ为预设调整系数。

8.根据权利要求3所述的基于大数据的生态环境监测系统,其特征在于,所述管理更新模块根据管理周期内的环境异常预警数量对工业园区的绿化面积与可渗透地面比例的管理过程进行更新,其中:当i1/i0≤η,所述管理更新模块判定当前管理周期环境异常预警数量正常,不进行更新;

当i1/i0>η,所述管理更新模块判定当前管理周期环境异常预警数量异常,并对工业园区的绿化面积与可渗透地面比例的管理过程进行更新,将更新后的监测周期的时长设为

0.5

A0’,设定A0’=A0×cos{(π/2)×[(i1/i0‑η)/(i1/i0+η)] },其中,η为预设预警异常占比。