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基于Tensorflow的循环神经网络模型在上海市空气质量预测中的应用

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基于Tensorflow的循环神经网络模型在上海市空气质量预测中的应用

作者：刘蕾上海师范大学

学位级别：硕士

近年来,空气污染日益严重。有效地监控空气质量,准确地预测空气污染物浓度对预防大气污染有重要的指导意义。此外,由于空气质量具有时序性,会受多个难以确定的污染源影响,经常用到的回归预测方法效率和精度都比较低,而循环神经网络模型... 详细信息

近年来,空气污染日益严重。有效地监控空气质量,准确地预测空气污染物浓度对预防大气污染有重要的指导意义。此外,由于空气质量具有时序性,会受多个难以确定的污染源影响,经常用到的回归预测方法效率和精度都比较低,而循环神经网络模型却能有效利用时序数据中长距离依赖信息的能力,对此类数据进行相关的预测分析。本文将尝试利用上海市空气质量监测站的小时均值数据,基于Google开源Tensorflow机器学习框架并使用长短期记忆单元(longshort-termmemory,LSTM)的循环神经网络建立动态预测模型,同时采用基于时序的反向传播(BPTT)算法逐步更新网络权值进行网络训练,期望能够建立影响空气质量指标的,,,,,CO这6种污染物的小时均值级别的空气污染物浓度预测模型。本文的主要工作及贡献如下:利用灰色关联分析法与主成分分析法分别对大气污染物浓度预测模型中的输入变量进行筛选,筛选出对预测监测因子浓度影响较大的污染物并建立相关的预测模型。然后基于测试数据,分别对两种预测模型使用MAE、MSE、等评价指标对预测模型进行评价。最终验证了基于Tensorflow训练的循环神经网络能较精准地应用于空气污染物的浓度预测。

关键词：变量筛选循环神经网络 LSTM算法 Tensorflow机器学习框架小时浓度大气污染物预测

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室外细颗粒物(PM2.5)计算参数研究

室外细颗粒物(PM2.5)计算参数研究

作者：仇丽娉哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

空气污染目前被认为是导致全球死亡与疾病负担(Global burden of diseases,GBD)的主要影响因素之一。近十年来,随着不断加重的雾霾污染和人们逐渐提升的健康意识,室外细颗粒物(PM)的研究逐步受到重视。其中,PM室外计算参数取值是确定建... 详细信息

空气污染目前被认为是导致全球死亡与疾病负担(Global burden of diseases,GBD)的主要影响因素之一。近十年来,随着不断加重的雾霾污染和人们逐渐提升的健康意识,室外细颗粒物(PM)的研究逐步受到重视。其中,PM室外计算参数取值是确定建筑室内PM负荷的污染设计计算及空气过滤装置选型的重要依据,直接影响了房间的过滤效果及设备投资,在此背景下,有必要开展PM室外计算参数的确定方法研究。本文从国家城市空气质量实时发布平台获取367个城市6年(2014年-2019年)的原始气象资料,讨论了不同时间维度、空间维度的PM浓度变化特征;对PM室外计算参数的确定方法进行了详细分析,利用小时浓度向下累计曲率曲线及“拐点”进行了全年污染分析评价;最后,以“不保证”的概念为基础,确定了PM室外计算参数的确定方法,具体研究内容如下:首先,通过国家城市空气质量发布平台,得到国家空气质量监测站点分布图及不同阶段布设情况,对比中国空气质量分级指标标准及美国空气质量指标分级标准异同点。其次,统计全国367个城市2014年-2019年室外PM小时浓度,并重点分析北京市室外PM浓度的时空变化特征。最后,以“不保证”概念为基础,分析长期暴露与短期暴露对健康的影响,讨论浓度变化幅度与日均值的相关性关系。从短期暴露与PM污染代表性确定适合作为室外计算参数的浓度类型;通过揭示全年小时浓度变化趋势,分析室外PM小时浓度趋势“拐点”,确定PM室外计算浓度“不保证”时间,结合多座城市的PM小时浓度累计曲线趋势“拐点”,确定PM室外计算浓度的不保证小时数,并得出全国367个城市的PM室外计算浓度。本文对PM室外计算浓度的研究可为确定全国城市建筑室内PM污染控制设计计算的室外计算浓度提供一定的参考。

关键词： PM2.5 室外计算参数小时浓度不保证小时数空气质量监测

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高温高湿地区烟塔合一技术大气环境影响研究

南方能源建设 2016年第B12期3卷 43-50页

作者：李飞郭永斌神华国华清远发电有限责任公司英德513000

烟塔合一的排放技术是利用冷却塔巨大的热焓抬升烟气排入大气,通常情况下其效果比传统的烟囱排放要好。通过研究华南高温高湿地区大气环境、地形地貌等因素对采用烟塔合一技术后烟气排放对周边环境的影响,采用冷却塔排放评估的启准条件(... 详细信息

烟塔合一的排放技术是利用冷却塔巨大的热焓抬升烟气排入大气,通常情况下其效果比传统的烟囱排放要好。通过研究华南高温高湿地区大气环境、地形地貌等因素对采用烟塔合一技术后烟气排放对周边环境的影响,采用冷却塔排放评估的启准条件(Froude数)判定方法,对工程各负荷逐月设计参数的Froude数进行了计算,采用数模试验法计算研究工程各负荷下烟气排放对大气环境的影响。

关键词：烟塔合一 Froude数小时浓度日均浓度年均浓度混合气体热焓 SO2 NO2

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臭氧的前世今生

世界环境 2020年第5期 32-35页

作者：王姣不详

不知道大家有没有留意,近年来的天气预报时常会见到臭氧污染的字眼。2019年,中国以臭氧为首要空气污染物的城市环境空气质量超标天数占总超标天数的41.8%,仅次于PM2.5占比(45%)。有研究发现,京津冀、长三角和珠三角等区域,臭氧超标天数... 详细信息

不知道大家有没有留意,近年来的天气预报时常会见到臭氧污染的字眼。2019年,中国以臭氧为首要空气污染物的城市环境空气质量超标天数占总超标天数的41.8%,仅次于PM2.5占比(45%)。有研究发现,京津冀、长三角和珠三角等区域,臭氧超标天数已经超过PM2.5。以北京为例,2020年5月1日发生了近地面臭氧重度污染事件,下午短时内臭氧小时浓度一度突破每立方米300微克。而在香港,在过去的20年间,虽然其他污染物的浓度都在下降,但是臭氧污染的浓度几乎翻了一倍,在1998年,臭氧浓度是每立方米30微克,而在2019年,这个浓度达到每立方米54微克。

关键词：空气污染物超标天数臭氧浓度重度污染近地面臭氧臭氧污染小时浓度城市环境空气质量

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碧水青山映初心,蓝天净土写忠诚

环境教育 2022年第10期 16-16页

作者：本刊编辑部不详

“大气工作每时每刻都不能放松,‘污染指数要一刻一刻地降,优良天数要一天一天地增’,空气质量改善是挣出来的,不是等出来的。”陈世清坚定地说。“今天臭氧数据怎么样?五分钟数据是多少?小时浓度增加多少?”这是湖北省黄冈市生态环境... 详细信息

“大气工作每时每刻都不能放松,‘污染指数要一刻一刻地降,优良天数要一天一天地增’,空气质量改善是挣出来的,不是等出来的。”陈世清坚定地说。“今天臭氧数据怎么样?五分钟数据是多少?小时浓度增加多少?”这是湖北省黄冈市生态环境局副局长涂佑章每天早上上班都要问的问题。今年以来,空气质量改善形势不容乐观。此时,已经褪去了稚气青涩,成为大气污染防治“老兵”的向晨辉义无反顾地参与到工作中来。

关键词：大气污染防治污染指数生态环境空气质量改善小时浓度副局长湖北省黄冈市陈世清