专利名称：一种违规排污口的定位方法
技术领域：
本发明主要涉及到水质监测领域，特指一种用来搜索违规排污口的定位方法。
背景技术：
水质污染直接威胁到人类健康，将会破坏生态环境，制约经济、社会的可持续发展。现今，水质污染问题产生的原因是很广泛的，其中包括了工业废水的排放和生活污水的排放等。尽管政府规范了企业的污水排放行为，但 是有些企业为了节省处理废水的经费对工业废水进行偷排。政府对这些不法行为是防不胜防的，因为这些企业常常使用暗铺的管道进行排放，而这些暗道是难以被人们发现，这种企业一直到被发现进行偷排时，早已偷排了十多年，对生态环境、人类健康已经造成了不可挽回的损失；而且，有不少这些企业往往会在多个地方铺设暗道以规避执法人员的检测。正因如此，所以需要采取必要手段去控制这种污染。在处理水污染事故时，关键是要第一时间识别污染，迅速了解违规排污口的位置及波及范围，做好自动追踪定位。但通过人工监测处理的方式，往往难以达到这个要求。而且，传统的人工采样监测手段具有很大的随意性。例如，地表水自动监测站通常只能监测到水质是否受到污染，而监测船对违规排污口的侦测不但需要较高的费用，且无法实现对水污染的在线自动监测，难以大量应用于水污染实时监测和违规排污口。

发明内容
本发明要解决的技术问题就在于针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、智能化程度高、稳定可靠、定位准确的违规排污口的定位方法。为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案一种违规排污口的定位方法，将带有水质检测传感器的移动监测部件置于河道中进行巡航；在巡航过程中，如果检测到河道水质被污染后，就对河道任一横截面进行检测；若在同一横截面中所检测到的污染物浓度不变，则表明移动监测部件离违规排污口距离较远，就使用一维水质模型估算移动监测部件与违规排污口之间的距离，且令移动监测部件前往估算值所在的河道位置；若在同一横截面中所检测到的污染物浓度有变化，则表明移动监测部件离违规排污口距离较近，则使用基于污染物浓度值变化的Z形路径搜索方法对违规排污口进行准确定位。作为本发明的进一步改进所述移动监测部件中内置有正常水质的最低标准参数、导入河道地理位置信息和移动监测部件距离障碍物的安全距离预设值。所述使用一维水质模型估算移动监测部件与违规排污口之间距离的步骤为①给定移动监测部件检测到的污染物浓度值集合C，污染物浓度值集合C相对应的移动监测部件的位置坐标集X，选择数据总数N ;其中，污染物浓度值集C为共有N个河水污染物浓度值Q、C1, C2......Cn，位置坐标集χ为河水污染物浓度值所对应的位置坐标值Χο、Χιλ X2......Xn，即C。为在位置坐标为Xci中检测到的河水污染物浓度值；②利用下式(I)的一维水质模型对违规排污口位置Xp进行求解
权利要求
1.一种违规排污口的定位方法，其特征在于将带有水质检测传感器的移动监测部件置于河道中进行巡航；在巡航过程中，如果检测到河道水质被污染后，就对河道任一横截面进行检测；若在同一横截面中所检测到的污染物浓度不变，则表明移动监测部件离违规排污口距离较远，就使用一维水质模型估算移动监测部件与违规排污口之间的距离，且令移动监测部件前往估算值所在的河道位置；若在同一横截面中所检测到的污染物浓度有变化，则表明移动监测部件离违规排污口距离较近，则使用基于污染物浓度值变化的Z形路径搜索方法对违规排污口进行准确定位。
2.根据权利要求I所述的违规排污口的定位方法，其特征在于所述移动监测部件中内置有正常水质的最低标准参数、导入河道地理位置信息和移动监测部件距离障碍物的安全距离预设值。
3.根据权利要求I或2所述的违规排污口的定位方法，其特征在于，所述使用一维水质模型估算移动监测部件与违规排污口之间距离的步骤为 ①给定移动监测部件检测到的污染物浓度值集合C，污染物浓度值集合C相对应的移动监测部件的位置坐标集X，选择数据总数N ;其中，污染物浓度值集C为共有N个河水污染物浓度值CtlX1X2......Cn，位置坐标集X为河水污染物浓度值所对应的位置坐标值Χ(ι、Χι、χ2......χΝ，即Ctl为在位置坐标为Xtl中检测到的河水污染物浓度值； ②利用下式(I)的一维水质模型对违规排污口位置Xp进行求解
4.根据权利要求I或2所述的违规排污口的定位方法，其特征在于，所述基于污染物浓度值变化的Z形路径搜索方法的流程为 如果目前污染物浓度值<水质最低标准值，且移动监测部件的直线移动距离 > 设定值，那么就改变移动监测部件的前进方向； 如果目前污染物浓度值<水质最低标准值，且直线移动距离〈设定值，那么移动监测部件移动到污染物浓度最大值的地方，标志已找到排污口 ； 如果检测到目前污染物浓度值非常低或变为O时，就改变移动监测部件的移动方向，向违规排污口所在一侧河道方向转动120度。
5.根据权利要求4所述的违规排污口的定位方法，其特征在于，所述基于污染物浓度值变化的Z形路径搜索方法的流程还包括如果河道中的障碍物与移动监测部件之间的距离〈安全距离，那么移动监测部件就通过移动避开障碍物； 如果移动监测部件的位置接近河道边沿的位置，那么就改变移动监测部件的前进方向。
6.根据权利要求I或2所述的违规排污口的定位方法，其特征在于，所述移动监测部件为可在河道中巡航的鱼形机器人，所述鱼形机器人上安装有用来对河水流速、污染物浓度、河道深度进行测量的传感器，所述鱼形机器人上安装有用来对自身位置进行检测的全球定位装置和深度传感器。
7.根据权利要求6所述的违规排污口的定位方法，其特征在于，所述鱼形机器人上安装有用来对河道中过往船只进行识别并避让的声音识别装置。
全文摘要
一种违规排污口的定位方法，将带有水质检测传感器的移动监测部件置于河道中进行巡航；在巡航过程中，如果检测到河道水质被污染后，就对河道任一横截面进行检测；若在同一横截面中所检测到的污染物浓度不变，则表明移动监测部件离违规排污口距离较远，就使用一维水质模型估算移动监测部件与违规排污口之间的距离，且令移动监测部件前往估算值所在的河道位置；若在同一横截面中所检测到的污染物浓度有变化，则表明移动监测部件离违规排污口距离较近，则使用基于污染物浓度值变化的Z形路径搜索方法对违规排污口进行准确定位。本发明具有原理简单、智能化程度高、稳定可靠、定位准确等优点。
文档编号G01N33/18GK102818884SQ20121029089
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月15日 优先权日2012年8月15日
发明者樊绍胜, 霍兆镜 申请人:长沙理工大学