一种VOCs来源分析预警方法与流程

本发明涉及数据分析，具体涉及一种vocs来源分析预警方法。

背景技术：

1、在我国，vocs(volatile organic compounds)是指在常温下饱和蒸气压大于70pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下，蒸气压大于或者等于10pa且具有挥发性的全部有机化合物。大多数vocs具有令人不适的特殊气味，并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用，特别是苯、甲苯及甲醛等对人体健康会造成很大的伤害。

2、在封闭或半封闭，不同时段具有多处能产生相同或不同类型的vocs气体的vocs产生来源的特殊场景下，如何快速且精准的实现对特定类型的vocs在某个时间点或时间段的来源的定位成为该特殊场景下需要解决的技术问题，这对于厂区针对每个在相同或不同时段能够产生多类型vocs的厂房的指定vocs来源的精准分析、预警，预防相应类型的vocs浓度超标，确保工人身体健康至关重要。

3、目前，对于厂房内的vocs来源分析、预警主要采用以下两种现有方式：

4、第一种采用在厂房内部的上方空间内布设若干个vocs浓度探测设备，并按照预设的间隔时间采集vocs浓度检测数据，然后判断各类型的vocs的浓度是否超标，若超标则报警。但该方案侧重对厂房内整体空间的vocs是否超标进行检测，无法针对上述特殊场景下，实现在每个时段对所超标的某种vocs的在厂房内的具体来源的精准定位。简而言之，该方式采用的vocs探测方案是“一对多”的探测，即由一个vocs浓度探测设备对多处vocs产生来源进行各类型的vocs的浓度探测。但“一对多”的vocs浓度探测方案还存在如下问题：

5、由于每处vocs产生源可能产生多种类型的vocs气体，在不同处产生的vocs气体即便类型相同，由于各处vocs产生源与探测位点的距离不同，vocs的扩散范围不同，空间间的vocs浓度差不同，扩散到探测位点的速度和扩散时间也不同，在这种情况下，当在某个时间点，“一对多”的探测位点探测到某种类型的vocs浓度超标时，该如何确定最可能引起该类型vocs浓度超标的vocs产生源是哪个，即在“一对多”的探测位点布设条件和相同或不同类型的vocs在相同或不同位点具有不同的扩散速度的场景下，该如何实现对引起vocs浓度超标的vocs产生源的精准定位成为上述第一种现有方案进一步需要解决的第二个技术问题。

6、第二种现有方案采取的方法是：在厂房内容易产生vocs的各处的每一处的上方以“一对一”的方式布设专门的vocs浓度探测设备，当检测到相应类型的vocs的浓度超标时即报警，并根据专门布设的vocs浓度探测设备与vocs产生源的绑定关系，实现对超标的vocs的产生源的快速定位。但该方案同样存在以下技术问题：

7、“一对一”设置vocs浓度探测设备未考虑不同类型的vocs或相同类型的vocs在不同空间浓度差下的不同扩散速度对检测结果准确性的影响，导致预警过于灵敏甚至误报警，给正常作业带来不便。并且，容易产生vocs的厂房在房顶等处通常都设置有通风设备。假设在1分钟内，对人体有害的某类型的vocs能够借助自身的扩散能力和通风设备的辅助通风，将浓度降低到合格范围内，便认为该条件下进行浓度超标报警是非必要的。但不同类型的vocs通常具有不同的扩散速度，这种非必要的浓度超标报警具体该如何避免成为上述的第二种现有方案进一步需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种vocs来源分析预警方法，针对在封闭或半封闭，不同时段具有多处能产生相同或不同类型的vocs气体的vocs产生来源的这一特殊场景下，考虑了不同类型的vocs的扩散速度对vcos来源分析及预警准确性、灵敏性的影响，通过构建周期浓度位点浮动图，设置阶梯高度进行vocs浓度探测，并根据二级高度处的各类型vocs的浓度超标情况，在每个数据采集周期内适应性地调整设置在一级高度处的vocs检测设备的水平位置等技术手段，在确保vocs来源分析准确度和预警灵敏度之间找到了平衡。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、提供一种vocs来源分析预警方法，步骤包括：

4、s1，接收vocs来源分析预警指令；

5、s2，从关联指定时段的周期浓度位点浮动图中提取出数量排名前a的各位点并获取在所述指定时段内的每个k+1周期的t2时刻在各位点处采集到的各vocs气体i的浓度

6、s3，计算各所述vocs气体i在所述指定时段内的平均气体浓度a表示排名前a的数量；

7、s4，判断是否至少一所述vocs气体i的超标，

8、若是，则根据用于计算的且为非“0”值的对应的所述位点的一级高度获取每个所述一级高度关联的各二级高度并转入步骤s5；

9、若否，则返回步骤s1，等待再次接收vocs来源分析预警指令；

10、s5，获取探测设备在所述指定时段的每个所述周期k的t1时刻于步骤s4获取的各所述二级高度处采集的vocs气体类型，并判断是否包括i类型，

11、若是，则将对应的位点加入到拟报警位点列表中；

12、若否，则不将对应的所述位点加入到所述拟报警位点列表中；

13、s6，根据事先构建的位点-vocs气体产生设备-vocs产生设备所在网格g的绑定关系，匹配出所述拟报警位点列表中的每个位点对应绑定的所述vocs产生设备和所匹配到的所述vocs产生设备对应的所述网格g并进行提示报警。

14、作为优选，关联所述指定时段的所述周期浓度位点浮动图通过以下方法步骤浮动构建：

15、l1，在所述指定时段的每个k周期的t1时刻，获取每个所述网格g中的每个所述vocs气体产生设备在具有所述二级高度的对应的所述位点处采集的各所述vocs气体i的浓度

16、l2，在各中，抽取出浓度排名前u的气体浓度，形成气体浓度集合

17、l3，判断中的每个气体浓度是否超过分别对应的浓度阈值，

18、若是，则转入在k+1周期的t1时刻对所述网格g中的具有所述一级高度的位点的设置位置的调整流程，完成位置调整后得到所述位点在k+1周期的一级高度并转入步骤l4，所述位点也更新为位点

19、若否，则在k+1周期内保持所述位点的设置位置与在k周期的设置位置相同；

20、l4，在所述指定时段的每个周期的t2时刻，从完成位置调整的各位点处采集各所述vocs气体i的浓度并形成位点-网格g-周期k+1的t2时刻-采集到的各浓度的绑定关系，然后以这个绑定关系为所述绑定点，并以各周期的t2时刻和网格g分别为绑定点在xy轴坐标系下的横轴坐标和纵轴坐标，将各所述绑定点绘制到xy轴坐标系中形成所述周期浓度位点浮动图。

21、作为优选，步骤l3中，在k+1周期的t1时刻动态调整所述位点的位置的方法包括步骤：

22、l31，获取在所述指定时段的k周期内的t2时刻在所述网格g上的一级高度处探测到的浓度排名前u的各vocs气体的浓度

23、l32，获取在所述指定时段的k+1周期内的t1时刻，在所述网格g上的每个二级高度处探测到的各vocs气体i的浓度并提取出与步骤l31获取的排名前u的vocs气体类型相同的vocs气体浓度的所述网格g中的每个产生vocs气体的位点b具有分别对应的所述二级高度

24、l33，针对在步骤l31-l32均获取到的每类vocs气体u，计算浓度差

25、l34，根据计算每类vocs气体u的扩散因子；

26、l35，根据所计算的每个所述扩散因子在k+1周期内的t1时刻后的预设时长范围内将位点的水平位置调整为位点

27、作为优选，步骤l34中，每类vocs气体u的所述扩散因子通过如下公式(1)计算而得：

28、

29、公式(1)中，表示产生在网格g中的类型为u的vocs气体在k+1周期的t1时刻的所述扩散因子；

30、u表示进行计算的vocs气体类型的数量。

31、作为优选，将位点的水平位置调整为位点的方法为的方法包括步骤：

32、l351，识别出步骤l32中获取且参与步骤l33浓度差计算的各浓度对应的vocs气体的产生位点ou作为位点的水平位置调整的依据；

33、l352，水平移动所述位点并计算移动后的位点os与每个ou的距离

34、l353，计算每个所述距离的距离比例

35、l354，判断每个所述距离比例是否满足与对应的扩散因子的比例关系，

36、若是，则所述位点os作为水平位置调整后的所述位点并终止位置调整流程；

37、若否，则转入步骤l355；

38、l355，判断是否达到预设的位置移动允许时长，

39、若是，则经所述位点os重新移动到位置处；

40、若否，则返回步骤l352，继续水平移动所述位点

41、作为优选，步骤l353中，通过如下公式(2)计算所述距离比例

42、

43、作为优选，步骤l354中所述的所述距离比例满足与对应的扩散因子的比例关系为：

44、判断是否落入对应的因子数值区间，

45、若是，则判定与满足比例关系；

46、若否，则判定与不满足比例关系。

47、本发明针对在封闭或半封闭，不同时段具有多处能产生相同或不同类型的vocs气体的vocs产生来源的这一特殊场景下，考虑了不同类型的vocs的扩散速度对vcos来源分析及预警准确性、灵敏性的影响，通过构建周期浓度位点浮动图，设置阶梯高度进行vocs浓度探测，并根据二级高度处的各类型vocs的浓度超标情况，在每个数据采集周期内适应性地调整设置在一级高度处的vocs检测设备的水平位置等技术手段，在确保vocs来源分析准确度和预警灵敏度之间找到了平衡。