可移动式防风网二次深度抑尘智能调配系统和方法

本发明涉及港口堆场环境治理领域，特别涉及堆场防风抑尘技术，具体涉及可移动式防风网二次深度抑尘智能调配系统。

背景技术：

大型综合性港口往往存在各类散货堆场，在露天装卸、转运和存储过程中受风的作用大量起扬，并向内陆扩散。虽然大部分港口采取了一定抑尘措施，如遮盖篷布、洒水及建设外围防风网等。但在堆场作业区，由于防风网遮蔽距离的限制及施工作业的扰动，传统措施抑尘效果欠佳，急需形成一种高效精准的抑尘措施。

现有的防风网抑尘效果欠佳的主要原因有两个方面。一是有限高度防风网难以充分庇护较大范围的堆场。二是在堆场内全面增加小范围防风网虽可增大庇护区面积，但会严重影响堆场内正常作业，且成本较高。因此，扬尘治理不应采用“大水漫灌”的方式，而应把握重点，精准抑制作业区域扬尘的产生变为重点。

目前国内外对防风网防风和抑尘机理的研究已经非常深入，现代流体力学手段能够较为可靠地预测防风网的抑尘效果。然而，现有的防风网工业难以满足深度抑尘和精准抑尘的需求，迫切需要将已有防风网与智能防风网技术相结合，构建灵活精准的场内二次抑尘系统。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本发明旨在设计可移动式防风网，开发可移动式抑尘防风网智能调配系统，并引入防风网风场计算机仿真模拟技术，优化防风网调度方案，在原有防风网项目基础之上，通过增加有限投资，实现堆场局部精准抑尘，深度抑尘，使抑尘效益最大化，最终实现深度减排，保护大气环境。同时通过科技手段创新，提高重点环保产品科技含量及环保类高新企业核心竞争力。为此，本发明采取的技术方案是，可移动式防风网二次深度抑尘智能调配方法，以平面交叉轨道为基础，内部根据计算机仿真模拟，内设不同风向最优环境效益的多重防风网排布形式，形成调配数据库；针对非常用煤堆区域提供深度学习算法，根据已有风向及堆场位置推算非常用煤堆区域最优防风网布置；根据堆场实时风向，提供最优防风网配置及调度形式，利于防风网调配指挥，并通过物联网装置实现防风网的自动调度。

可移动式防风网二次深度抑尘智能调配系统，包括以下部分：堆场信息采集模块、风场和扬尘模拟模块、防风网智能调度模块和堆场作业模拟模块，其中，

堆场信息采集模块，通过传感器采集和人工输入相结合的方式获取风速、风向、气温、堆场类型和作业位置工程相关信息；通过摄像头采集堆场实际作业图像并通过堆场作业模拟模块实时显示；

风场和扬尘模拟模块，系统投入使用之前，通过对上述工程相关信息的实际统计，设置典型作业工况并进行数值模拟得到不同工况下最优的防风网位置和抑尘率，作为样本数据保存到数据库中；系统投入使用后，依据实际作业需求变化，不断更新作业工况并进行数值模拟，以实现对数据库数据的更新和完善；

防风网智能调度模块，通过建立深度学习模型，对所述数据库中的数据进行学习，实现预测当前作业工况下具有最优抑尘效果的防风网位置和预测最优抑尘率等数据，并通过网络将各个防风网的位置信息传输到防风网移动装置上，实现自动调度防风网的效果；

堆场作业模拟模块，依据采集到的堆场作业数据显示堆场模拟作业图像，以及依据在智能调度结果在中模拟作业图像标记显示防风网移动路径和过程，便于结合堆场实际作业图像判断堆场信息采集系统和智能调度系统是否正常工作。

本发明的特点及有益效果是：

可移动式防风网具有易移动，造价低，环保，使用方便等优点，可使堆场内部形成局部抑尘区，实现精准抑尘。

可移动式抑尘防风网智能调配系统根据堆场时时风向，提供最优防风网配置及调度形式，并且提供易于技术人员操作的可视化用户友好界面，利于防风网调配指挥。防风网智能调配系统，针对作业区进行局部高效防护，大幅度提高堆场局部区域抑尘率，将扬尘抑制率提升至90％以上，从而降低堆场经济损失并减少空气污染物含量，具有重要环境保护意义。

附图说明：

图1传统防风网示意图。图中：1-来风方向；2-防风网；3-庇护区；4-煤堆。

图2二次抑尘防风抑尘网示意图，图中：1-来风方向；2-防风网；3-庇护区；4-煤堆；5-可移动式防风网。

图3可移动防风网和轨道示意图。图中，2-防风网；4-煤堆；5-可移动式防风网；6-粉尘监测仪；7-电机及无线控制系统；8-侧风感应装置；9-交叉轨道。

图4交叉轨道轨道剖面示意图。图中，10-纵向轨道；11-横向轨道。

具体实施方式

可移动式抑尘防风网智能调配系统以平面交叉轨道为基础，内部根据计算机仿真模拟，内设不同风向最优环境效益的多重防风网排布形式，形成调配数据库；针对非常用煤堆区域提供深度学习算法，根据已有风向及堆场位置推算非常用煤堆区域最优防风网布置。根据堆场实时风向，提供最优防风网配置及调度形式，利于防风网调配指挥，并通过物联网装置实现防风网的自动调度。

智能调度平台主要包括以下部分：①堆场信息采集模块②风场和扬尘模拟模块③防风网智能调度模块④堆场作业模拟模块。本项目设计集成式用户界面环境。此外，平台配置一个堆场信息数据库用于保存当前作业工况并统计典型作业工况；以及配置一个模拟结果数据库用于为防风网智能调度系统的深度学习模型提供学习样本。

①堆场信息采集模块，通过传感器采集和人工输入相结合的方式获取风速、风向、气温、堆场类型和作业位置等工程相关信息；通过摄像头采集堆场实际作业图像并在显示屏中实时显示；

②风场和扬尘模拟模块，平台投入使用之前，通过对上述工程相关信息的实际统计，设置典型作业工况并进行数值模拟得到不同工况下最优的防风网位置和抑尘率，作为样本数据保存到数据库中；平台投入使用后，可依据实际作业需求变化，不断更新作业工况并进行数值模拟，以实现对数据库数据的更新和完善；

③防风网智能调度模块，通过建立深度学习模型，对上述数据库中的数据进行学习，可实现预测当前作业工况下具有最优抑尘效果的防风网位置和预测最优抑尘率等数据，并通过网络将各个防风网的位置信息传输到防风网移动装置上，实现自动调度防风网的效果；

④堆场作业模拟模块，可依据采集到的堆场作业数据显示堆场模拟作业图像，以及依据在智能调度结果在中模拟作业图像标记显示防风网移动路径和过程，便于结合堆场实际作业图像判断堆场信息采集系统和智能调度系统是否正常工作。

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

首先针对企业堆场大小，作业情况进行调研，详细设计防风网智能调度系统针对项目不同阶段的具体研究任务，拟制订以下技术路线：

①通过传感器采集和人工输入相结合的方式获取风速、风向、气温、堆场类型和作业位置等工程相关信息保存到流场信息采集模块里。②通过读取模拟结果数据库里的学习样本，得到最优的防风网位置和抑尘率，可依据实际作业需求变化，不断更新作业工况并进行数值模拟，以实现对数据库数据的更新和完善。③在防风网智能调度系统里输出最优抑尘位置和最优抑尘率，预测实施效果，如果是最优方案，则通过物联网装置在工程中实施，使各个防风网自动调度到最优位置，否则可在防风网智能调度系统里调整参数。④对实施效果进行监测与评价，如果达到预期效果则项目结束，否则将重新进行模拟调度。

智能防风网调度平台开发基于可视化编程技术开发，并与防风网智能调度模块有机结合。其中，智能调度平台分为决策管理层、用户应用层、计算逻辑层、数据访问层和基础数据层多个层次；其中，决策管理层和用户应用层供防风网制造企业使用，用于实际工程中防风网的虚拟建造和优化设计。

在防风网智能调配系统中开展风向输入-计算机仿真模拟扬尘预测-防风网智能布局优化-抑尘效率实时监测全过程的技术验证，在堆场内设置多个粉尘监测仪同步实测扬尘浓度分布情况，至少针对4种代表性风速条件，分别估算试验段及非试验段在典型大风天气的扬尘量，计算扬尘抑制率，评估工程使用防风网智能调度系统带来的改善效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。