污染物健康风险评估方法及系统与流程

本发明涉及医疗保健信息学领域，具体涉及污染物健康风险评估方法及系统。

背景技术：

1、随着工业化进程的加快，气体污染问题日益严重，已成为影响人们健康的重要因素之一。因此，开发一种气体污染物健康风险评估方法及系统，对于科学评估气体污染对人体健康的影响，制定有效的污染防治措施，具有重要的现实意义。

2、申请号为cn201910694617.0的专利公开了一种气体质量监控系统，该系统包括：主控板、气体传感器板、气体质量监控模块、蓄电池电压测量模块、通讯模块、云服务器管理平台，其中，所述气体质量监控模块包括颗粒物测量模块、温湿度大气压力测量模块、风速风向测量模块、噪声测量模块、气体污染物测量模块，该发明实现了一种高密度网格化布局的低成本、多参数集成的紧凑型微型气体质量监测方案，该网格化的监测方案可在区域内全覆盖，实现高时空分辨率的大气污染监测，同时，结合信息化大数据的应用实现污染来源追踪、预警预报等，为环境污染防控提供更为及时有效的决策支持，但仍然存在以下不足之处：无法从多方面对监控区域的大气污染物进行监控，更不能对污染程度高的监控区域的整治效果进行评判，无法做到对监控区域的大气污染情况进行有效监督。

技术实现思路

1、为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供污染物健康风险评估方法及系统：通过区域监控模块获取监控区域中的硫浓值、氮浓值、碳浓值以及颗浓值，通过健康评估平台根据硫浓值、氮浓值、碳浓值以及颗浓值获得污染参数，污染参数包括硫偏值、氮偏值、碳偏值以及颗偏值，通过数据分析模块根据污染参数获得污染值，并根据污染值将监控区域分类为预风险区和安全区，通过风险监控模块获取预风险区的跟踪参数，跟踪参数包括均分值、面分值，通过数据分析模块根据跟踪参数获得跟踪值，并根据跟踪值将预风险区分类为不合格风险区和合格风险区，通过风险报警模块将预风险区、安全区、不合格风险区以及合格风险区进行分类排序展示，解决了现有的气体质量监控系统无法从多方面对监控区域的大气污染物进行监控，更不能对污染程度高的监控区域的整治效果进行评判，无法做到对监控区域的大气污染情况进行有效监督的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、污染物健康风险评估系统，包括：

4、区域监控模块，用于获取监控区域中的硫浓值ln、氮浓值dn、碳浓值tn以及颗浓值kn，并将硫浓值ln、氮浓值dn、碳浓值tn以及颗浓值kn发送至健康评估平台；

5、健康评估平台，用于根据硫浓值ln、氮浓值dn、碳浓值tn以及颗浓值kn获得污染参数，并将污染参数发送至数据分析模块；其中，污染参数包括硫偏值lp、氮偏值dp、碳偏值tp以及颗偏值kp；

6、数据分析模块，用于根据污染参数获得污染值wr，并根据污染值wr将监控区域分类为预风险区和安全区，并将预风险区和安全区发送至风险报警模块；还用于根据跟踪参数获得跟踪值gz，并根据跟踪值gz将预风险区分类为不合格风险区和合格风险区，并将不合格风险区和合格风险区发送至风险报警模块；

7、风险监控模块，用于获取预风险区的跟踪参数，并将跟踪参数发送至数据分析模块；其中，跟踪参数包括均分值jf、面分值mf；

8、风险报警模块，用于将预风险区、安全区、不合格风险区以及合格风险区进行分类排序展示。

9、作为本发明进一步的方案：所述健康评估平台获得污染参数的具体过程如下所示：

10、依次输入大气环境中含硫化合物的标准浓度、含氮化合物的标准浓度、碳氧化物的标准浓度以及颗粒物的标准浓度，并将其依次标记为硫标值lb、氮标值db、碳标值tb以及颗标值kb；

11、将硫浓值ln、硫标值lb代入公式得到硫偏值lp；

12、将氮浓值dn、氮标值db代入公式得到氮偏值dp；

13、将碳浓值tn、碳标值tb代入公式得到碳偏值tp；

14、将颗浓值kn、颗标值kb代入公式得到颗偏值kp；

15、将硫偏值lp、氮偏值dp、碳偏值tp以及颗偏值kp发送至数据分析模块。

16、作为本发明进一步的方案：所述数据分析模块获得污染值wr的具体过程如下所示：

17、将硫偏值lp、氮偏值dp、碳偏值tp以及颗偏值kp代入公式得到污染值wr，其中，δ为预设的误差因子，取δ为1.105，w1、w2、w3以及w4分别为硫偏值lp、氮偏值dp、碳偏值tp以及颗偏值kp的预设权重系数，且w4＞w1＞w2＞w3＞1.358，取w1＝2.04，w2＝1.85，w3＝1.64，w4＝2.35；

18、将污染值wr与预设的污染阈值wry进行比较：

19、若污染值wr＞污染阈值wry，则将污染值wr所对应的监控区域标记为预风险区，并将预风险区发送至风险报警模块，同时生成风险监控指令，并将风险监控指令发送至风险监控指令；

20、若污染值wr≤污染阈值wry，则将污染值wr所对应的监控区域标记为安全区，并将安全区发送至风险报警模块。

21、作为本发明进一步的方案：所述风险监控模块获取跟踪参数的具体过程如下所示：

22、将预设的风险跟踪时间按照预设的采集时间段分割成若干个采集时刻；

23、接收到风险监控指令后按照采集时刻获取预风险区的若干个污染值wr，并将其依次标记为分析值i，i＝1、……、n，n为自然数；

24、获取所有的分析值i的平均值，并将其标记为均分值jf；

25、以分析值i为纵坐标、以采集时刻为横坐标建立平面直角坐标系，将所有的坐标点以线段连接，形成分析波动线，将分析波动线的两个端点以垂线连接至x轴，获取分析波动线与x轴之间所形成的图形的面积，并将其标记为面分值mf；

26、将均分值jf、面分值mf发送至数据分析模块。

27、作为本发明进一步的方案：所述数据分析模块获得跟踪值gz的具体过程如下所示：

28、将均分值jf、面分值mf代入公式得到跟踪值gz，其中，e、π为数学常数，f1、f2分别为均分值jf、面分值mf的预设比例系数，且f1+f2＝1，0＜f2＜f1＜1，取f1＝0.57，f2＝0.43；

29、将跟踪值gz与预设的跟踪阈值gzy进行比较：

30、若跟踪值gz＞跟踪阈值gzy，则将跟踪值gz所对应的预风险区标记为不合格风险区，并将不合格风险区发送至风险报警模块；

31、若跟踪值gz≤跟踪阈值gzy，则将跟踪值gz所对应的预风险区标记为合格风险区，并将合格风险区发送至风险报警模块。

32、作为本发明进一步的方案：污染物健康风险评估方法，包括以下步骤：

33、步骤s1：区域监控模块将需要进行污染物健康风险评估的区域划分成若干个监控区域；

34、步骤s2：区域监控模块获取监控区域中的含硫化合物浓度、含氮化合物浓度、碳氧化物浓度以及颗粒物浓度，并将其依次标记为硫浓值ln、氮浓值dn、碳浓值tn以及颗浓值kn，并将硫浓值ln、氮浓值dn、碳浓值tn以及颗浓值kn发送至健康评估平台；其中，含硫化合物包括二氧化硫、三氧化硫、硫化氢；含氮化合物包括一氧化氮、二氧化氮、氨气；碳氧化物包括一氧化碳、二氧化碳；颗粒物包括粉尘、烟、雾；

35、步骤s3：用户在健康评估平台中依次输入大气环境中含硫化合物的标准浓度、含氮化合物的标准浓度、碳氧化物的标准浓度以及颗粒物的标准浓度，并将其依次标记为硫标值lb、氮标值db、碳标值tb以及颗标值kb；

36、步骤s4：健康评估平台将硫浓值ln、硫标值lb代入公式得到硫偏值lp；

37、步骤s5：健康评估平台将氮浓值dn、氮标值db代入公式得到氮偏值dp；

38、步骤s6：健康评估平台将碳浓值tn、碳标值tb代入公式得到碳偏值tp；

39、步骤s7：健康评估平台将颗浓值kn、颗标值kb代入公式得到颗偏值kp；

40、步骤s8：健康评估平台将硫偏值lp、氮偏值dp、碳偏值tp以及颗偏值kp发送至数据分析模块；

41、步骤s9：数据分析模块将硫偏值lp、氮偏值dp、碳偏值tp以及颗偏值kp代入公式得到污染值wr，其中，δ为预设的误差因子，取δ为1.105，w1、w2、w3以及w4分别为硫偏值lp、氮偏值dp、碳偏值tp以及颗偏值kp的预设权重系数，且w4＞w1＞w2＞w3＞1.358，取w1＝2.04，w2＝1.85，w3＝1.64，w4＝2.35；

42、步骤s10：数据分析模块将污染值wr与预设的污染阈值wry进行比较：

43、若污染值wr＞污染阈值wry，则将污染值wr所对应的监控区域标记为预风险区，并将预风险区发送至风险报警模块，同时生成风险监控指令，并将风险监控指令发送至风险监控指令；

44、若污染值wr≤污染阈值wry，则将污染值wr所对应的监控区域标记为安全区，并将安全区发送至风险报警模块；

45、步骤s11：风险监控模块将预设的风险跟踪时间按照预设的采集时间段分割成若干个采集时刻；

46、步骤s12：风险监控模块接收到风险监控指令后按照采集时刻获取预风险区的若干个污染值wr，并将其依次标记为分析值i，i＝1、……、n，n为自然数；

47、步骤s13：风险监控模块获取所有的分析值i的平均值，并将其标记为均分值jf；

48、步骤s14：风险监控模块以分析值i为纵坐标、以采集时刻为横坐标建立平面直角坐标系，将所有的坐标点以线段连接，形成分析波动线，将分析波动线的两个端点以垂线连接至x轴，获取分析波动线与x轴之间所形成的图形的面积，并将其标记为面分值mf；

49、步骤s15：风险监控模块将均分值jf、面分值mf发送至数据分析模块；

50、步骤s16：数据分析模块将均分值jf、面分值mf代入公式得到跟踪值gz，其中，e、π为数学常数，f1、f2分别为均分值jf、面分值mf的预设比例系数，且f1+f2＝1，0＜f2＜f1＜1，取f1＝0.57，f2＝0.43；

51、步骤s17：数据分析模块将跟踪值gz与预设的跟踪阈值gzy进行比较：

52、若跟踪值gz＞跟踪阈值gzy，则将跟踪值gz所对应的预风险区标记为不合格风险区，并将不合格风险区发送至风险报警模块；

53、若跟踪值gz≤跟踪阈值gzy，则将跟踪值gz所对应的预风险区标记为合格风险区，并将合格风险区发送至风险报警模块；

54、步骤s18：风险报警模块接收到预风险区、安全区后按照污染值wr从大到小的顺序将预风险区进行排序，按照污染值wr从小到大的顺序将安全区进行排序；

55、步骤s19：风险报警模块接收到不合格风险区、合格风险区后按照跟踪值gz从大到小的顺序将不合格风险区进行排序，按照跟踪值gz从小到大的顺序将合格风险区进行排序。

56、本发明的有益效果：

57、本发明的污染物健康风险评估方法及系统，通过区域监控模块获取监控区域中的硫浓值、氮浓值、碳浓值以及颗浓值，通过健康评估平台根据硫浓值、氮浓值、碳浓值以及颗浓值获得污染参数，污染参数包括硫偏值、氮偏值、碳偏值以及颗偏值，通过数据分析模块根据污染参数获得污染值，并根据污染值将监控区域分类为预风险区和安全区，通过风险监控模块获取预风险区的跟踪参数，跟踪参数包括均分值、面分值，通过数据分析模块根据跟踪参数获得跟踪值，并根据跟踪值将预风险区分类为不合格风险区和合格风险区，通过风险报警模块将预风险区、安全区、不合格风险区以及合格风险区进行分类排序展示；该污染物健康风险评估方法首先对各个监控区域的大气污染物进行监控，之后获得污染参数，并利用污染参数获得的污染值是衡量多种大气污染物的综合污染情况，且污染值越大表示大气污染物的污染程度越高，越容易对监控区域中的人们健康造成不利影响，因此，筛选出预风险区并对其进行持续监控，并对预风险区中的大气污染物进行整治处理，之后通过监控预风险区的跟踪值，跟踪值用于衡量预风险区的整治效果情况，且跟踪值越大表示预风险区的整治效果越差，且表示预风险区长期处于污染状态，长时间对人体健康影响易于导致人们身体健康程度急剧下降；该污染物健康风险评估方法不仅能够对监控区域进行实时监控，还能对污染程度高的监控区域的整治效果进行评判，使其数据化展示，能够对监控区域的大气污染情况进行有效监督，进行能够根据污染物情况对人们的身体健康进行风险评估，保证了人们生活的环境质量优良，保证人们身体健康。