基于強(qiáng)化深度學(xué)習(xí)的城市環(huán)境空氣污染監(jiān)測與預(yù)警方法研究

馬吉偉 王靖宇 謝勇 李田 姚志平

摘要：城市環(huán)境空氣污染監(jiān)測與預(yù)警性能過差會加快有毒有害物質(zhì)擴(kuò)散速度，為了在環(huán)境空氣進(jìn)一步惡化前及時采取嚴(yán)格的防治措施，提出基于強(qiáng)化深度學(xué)習(xí)的城市環(huán)境空氣污染監(jiān)測與預(yù)警方法。分析氣候因素和氣象因素，利用氣體傳感器采集條件感知空氣中污染源類型和污染物含量，宴現(xiàn)空氣污染數(shù)據(jù)的采集。通過補(bǔ)充缺失數(shù)據(jù)、清洗失真數(shù)據(jù)優(yōu)化原始空氣污染數(shù)據(jù)，并從時間變化和空間變化兩種角度提取空氣污染數(shù)據(jù)特征，輸入強(qiáng)化深度學(xué)習(xí)模型，實(shí)現(xiàn)城市環(huán)境空氣污染監(jiān)測與預(yù)警。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所提方法監(jiān)測與預(yù)警效果好。

關(guān)鍵詞：城市環(huán)境空氣污染；氣體傳感器；特征提??；深度學(xué)習(xí)；強(qiáng)化學(xué)習(xí)

中圖分類號：X831 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

前言

隨著社會的快速發(fā)展，由汽車尾氣及工業(yè)排放所導(dǎo)致的城市環(huán)境空氣污染問題在日漸嚴(yán)重?？諝馕廴绢愋桶ㄓ煽晌腩w粒物引發(fā)的粉塵污染、由室內(nèi)污染源甲醛、氟利昂引發(fā)的放射性污染、由二氧化硫或碳氧化合物引發(fā)的霧霾污染等。無論哪種類型的空氣污染，都會對人類產(chǎn)生不同程度的危害。為了推動中國生態(tài)文明建設(shè)，及時治理污染源頭，相關(guān)人員展開對城市環(huán)境空氣污染監(jiān)測和預(yù)警方法的研究。呂鑫等人通過分析空氣質(zhì)量逐年下降的三個時期，即緩和期、上升期和下降期，實(shí)現(xiàn)城市環(huán)境空氣污染監(jiān)測與預(yù)警。尚偉等人通過采集國控站空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，并將其輸人大氣網(wǎng)格化監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)城市環(huán)境空氣污染監(jiān)測與預(yù)警。周須文等人通過分析污染氣象因子在三種大氣環(huán)流類型中的閾值，實(shí)現(xiàn)城市環(huán)境空氣污染監(jiān)測與預(yù)警，上述三種方法存在監(jiān)測與預(yù)警效果差的問題。為了解決上述方法中存在的問題，提出基于強(qiáng)化深度學(xué)習(xí)的城市環(huán)境空氣污染監(jiān)測與預(yù)警方法。