(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210776022.1 (22)申请日 2022.07.02 (66)本国优先权数据 202210444246.2 202 2.04.25 CN (71)申请人 辽宁工业大学 地址 121000 辽宁省锦州市古塔区士英街 169号 (72)发明人 于常武　张震斌　周贞羽　李佳楹　 于淼　鞠贵鹏　马竞轩　 (74)专利代理 机构 温州市品创专利商标代理事 务所(普通 合伙) 33247 专利代理师 朱召云 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/26(2012.01)G06F 30/20(2020.01) G01N 33/00(2006.01) F16M 11/28(2006.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种大气环境臭氧协同监测与管控系统 (57)摘要 本发明公开了一种大气环境臭氧协同监测 与管控系统， 涉及大气环境监测管控技术领域； 为了更好的对 大气环境进行监测预测； 该系统包 括： 物理模型建模模块、 数值模拟预测模块、 结果 分析判别模块、 决策支持模块； 其中， 所述物理模 型建模模块， 用于建立基于研究区域的下垫面特 征和大气污染源空间分布的大气污染物转化和 输送流场； 该方法包括如下步骤： 物理模型建模 模块建立基于研究区域的下垫面特征和大气污 染源空间分布的大气污染物转化和输送流场。 本 发明实现了对大气污染源进行分区、 分时段、 分 类型和分排放量的精准化管控； 可以实现特定区 域大气环境空间内O3与PM2.5浓度的预测。 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 CN 115099649 A 2022.09.23 CN 115099649 A 1.一种大气环境臭 氧协同监测与管控系统， 其特 征在于， 包括： 物理模型建模 模块、 数值模拟预测模块、 结果分析判别模块、 决策支持模块； 其中， 所述物理模型建模模块， 用于建立基于研究区域的下垫面特征和大气污染源空 间分布的大气污染物转 化和输送流场； 所述数值模拟预测模块， 用于模拟O3与PM2.5及其前体物NOx、 SOx、 NH3、 VOCs在大气污染 物在流场内的转 化和输送； 所述结果分析判别模块， 基于数值模拟预测结果， 在一张图上显示O3与PM2.5浓度的时 空分布特征， 专家依据环境空气质量标准进行分析判断， 并提出大气污染物排放源精准管 控建议； 所述决策支持模块， 用于存储大气污染物排放源精准管控建议， 主管部门依据建议下 达大气污染物排 放源的停排或减排指令 。 2.根据权利要求1所述的一种大气环境臭氧协同监测与 管控系统， 其特征在于， 所述数 值模拟预测模块包括： 网格划分子模块， 基于有限单元法划分将大气污染物输送流场划分成许多有限大小的 子区域的集 合体； 流场方程子模块， 用于模拟大气与颗粒物两相流在大气污染物转化和输送流场内的输 送； 物质转化子模块， 用于模拟O3与PM2.5及其前体物的凝 结、 吸收、 吸附及光化学反应的协 同转化机制， 所述协同转化机制具体包括NOx在太阳辐射下发生光解反应产生O3； VOCs在 O3、·OH、·HO2自由基的氧化作用下转化为低挥发态或半挥发态 有机物氧化产物； VOCs及其 氧化产物、 NOx、 SOx、 NH3溶解于雾滴中形成二次气溶胶PM2.5； VOCs及其氧化产物被液滴吸收 或吸附于 颗粒物表面形成二次气溶胶PM2.5； VOCs的氧化产物凝结 形成二次气溶胶PM2.5； 边界条件子模块， 用于加载未来时段的气象条件、 加载NOx、 SOx、 NH3、 VOCs、 PM2.5区域外 输入数据和污染源排 放数据， 流场内设置NOx、 SOx、 NH3、 VOCs、 PM2.5区域背景 数据； 求解控制子模块， 用于求解控制O3与PM2.5及其前体物NOx、 SOx、 NH3、 VOCs在流场内的转 化和输送计算。 3.根据权利要求2所述的一种大气环境臭氧协同监测与 管控系统， 其特征在于， 所述大 气环境臭氧协同监测与管控系统还包括： 结果分析判别模块， 所述结果分析判别模块基于 数值模拟预测结果， 在一张图上显示NOx、 SOx、 NH3、 VOCs前体物发生转化和输送后O3与PM2.5 浓度的时空分布特征， 专家依据环境空气质量标准进行分析判断， 确定哪些排放源是O3与 PM2.5的主 要污染源， 并改变 个排放源的排 放量， 进行验证 计算。 4.根据权利要求3所述的一种大气环境臭氧协同监测与 管控系统， 其特征在于， 该系统 还包括系统信号接收装置(8)和多个大气环境监测装置； 所述大气环境监测装置包括中心 架(1)， 中心架(1)底部安装有底座(25)， 中心架(1)一侧外壁安装有监测器(11)； 中心架(1) 的圆周外壁上设置有固定 机构； 所述固定 机构包括： 第一安装架(14)， 第一 安装架(14)固定 于中心架(1)的圆周外壁； 转动架(9)， 转动架(9)一端铰接于第一安装架(14)的一端， 多个转动架(9)关于中心架 (1)呈等距圆周分布设置；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115099649 A 2第一固定杆(2)， 第一固定杆(2)固定于转动架(9)远离第一安装架(14)的一端， 第一固 定杆(2)下段呈弧形结构， 且第一固定杆(2)弧形部 分的圆心与转动架(9)铰接点重合， 第一 固定杆(2)弧形 结构的底端呈锥形 结构； 导向架(6)， 导向架(6)固定于第一安装架(14)上， 转动架(9)上开设有与导向架(6)适 配的导向孔(21)， 转动架(9)通过导向孔(21)滑动连接于导向架(6)外壁， 导向架(6)的圆心 与转动架(9)的铰接点重合； 固定旋钮(17)， 固定旋钮(17)通过螺纹连接于转动架(9)一侧内壁， 用于将转动架(9) 固定于导向架(6)上。 5.根据权利要求4所述的一种大气环境臭氧协同监测与 管控系统， 其特征在于， 所述大 气环境监测 装置配合使用有基座(7)， 基座(7)上设置有定位柱(16)， 底座(25)上开设有安 装孔(15)， 底座(25)通过安装孔(15)安装于基座(7)的定位柱(16)上， 监测器(11)与基座 (7)信号连接， 基座(7)通过有 线或无线的方式与系统信号接收装置(8)形成信号传输 。 6.根据权利要求5所述的一种大气环境臭氧协同监测与 管控系统， 其特征在于， 所述大 气环境监测装置还 包括有保护机构， 所述保护机构包括： 升降电机(27)， 升降电机(27)通过电机座 安装于中心 架(1)底部内壁； 升降螺杆(20)， 升降螺杆(20)底端通过联轴器固定于升降电机(27)的输出端， 升降螺 杆(20)顶端转动于中心 架(1)顶部内壁； 升降螺杆(31)， 升降螺杆(31)滑动连接于中心架(1)内壁， 升降螺杆(31)的内壁通过螺 纹连接于升降螺杆(20)外壁； 导向管(24)， 导向管(24)呈向下弯曲状结构， 导向管(24)设置于中心架(1)顶部外壁， 多个导向管(24)关于中心 架(1)呈圆周分布设置； 弹性支撑杆(29)， 弹性支撑杆(29)滑动连接于导向管(24)内壁， 弹性支撑杆(29)底端 固定于升降螺杆(31)顶部 外壁； 遮挡膜(5)， 遮挡膜(5)的外檐通过第一弹力条(32)固定于相邻弹性支撑杆(29)的侧 壁， 遮挡膜(5)的内檐通过第二弹力条(3 3)固定于相邻导向管(24)的侧壁。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115099649 A 3