基于智慧桿塔的污染源定位研究

摘 要：針對目前城市偷排亂排污染物較為嚴重的問題，利用智慧桿塔分布廣、功能多的特點，在智慧桿塔中裝配相應傳感器，并構建污染源定位模型，包括利用克里金插值得到污染物分布圖。針對城市高層建筑附近的傳感器數據和插值點進行特殊處理，再利用粒子群優化（PSO）算法輔助改進后的高斯煙羽模型對污染物分布圖進行精確定位，實驗結果證明了方法的有效性。

關鍵詞：智慧桿塔；克里金插值；高斯煙羽模型；粒子群優化算法

中圖分類號：X51" " 文獻標志碼：A" " 文章編號：1671-0797（2024）09-0084-05

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.09.020

0" " 引言

隨著城市的快速發展，污染問題日益突出，并引發了廣泛關注，尤其是大氣污染問題。依托于分布在城市及市郊的各類智慧桿塔，利用其覆蓋面積大、分布密度高、安裝位置合理、數據傳輸快等特點，本文提出了一種基于智慧桿塔的城市污染源定位方法，其中涉及克里金插值、改進高斯煙羽模型以及PSO算法。

高斯煙羽模型是當今研究大氣擴散應用最為廣泛的模型[1-3]。改進高斯煙羽模型[4]對模型的兩個重要參數U和ΔH進行了大量的數據驗證和數值修改，相較于傳統高斯模型，其計算出的污染源擴散圖更加接近實際。克里金插值是一種應用于地質學的空間數據插值技術[5]，用于估計未知位置的數值，同時也是地質統計學的核心組成部分[6]。

本文利用智慧桿塔上傳感器所采集的污染物濃度、風向、風速等數據，將高斯煙羽模型和克里金插值相結合，利用克里金插值對污染源的分布進行一個更廣的數據預測，其中插值點的確定要根據城市環境的地理特點進行特殊處理，然后利用PSO算法對克里金插值得到的大量虛擬節點數據進行修正，再基于高斯煙羽模型實現污染源定位。……