一种干散货码头粉尘浓度时空预测与分级预警方法及系统与流程

本申请涉及大数据，具体而言，涉及一种干散货码头粉尘浓度时空预测与分级预警方法及系统。

背景技术：

1、干散货码头作为大宗散货装卸与转运的核心场所，其堆场区域在装卸作业过程中不可避免地产生大量粉尘，粉尘浓度超限不仅严重危害作业人员健康与周边大气环境质量，还可能引发粉尘爆炸等安全事故，因此必须对堆场粉尘浓度实施精准预测与及时预警。

2、现有的思路通常依赖固定点位的单一浓度传感器进行阈值触发式报警，即当某一监测点位的粉尘浓度超过预设阈值时发出预警信号，这种方式在面对堆场区域大范围、动态变化的粉尘扩散过程时存在显著不足：一方面，现有技术缺乏对堆场区域多空间点位的粉尘浓度响应信号进行时空关联建模以构建粉尘浓度空间分布场的能力，无法刻画粉尘在不同空间位置之间的浓度梯度与扩散势能分布，导致对粉尘扩散趋势的预判能力严重不足；另一方面，现有技术缺乏利用跨时空推演网络对粉尘浓度场未来演变进程进行递推预测的智能化手段，无法生成面向未来时间窗格的粉尘浓度时空预测序列，使得预警决策缺乏前瞻性；此外，现有技术在预警响应层面仅能进行单一阈值级别的简单报警，缺乏根据不同空间位置的预测浓度值与预警阈值比较结果生成分级预警并匹配差异化处置策略的精细化管控能力。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的在于提供一种干散货码头粉尘浓度时空预测与分级预警方法及系统。

2、结合本申请的第一方面，提供一种干散货码头粉尘浓度时空预测与分级预警方法，应用于干散货码头粉尘浓度时空预测与分级预警系统，所述方法包括：

3、通过部署于干散货码头堆场区域的环境感知设备阵列，采集携带时间戳标记与空间位置标记的多维度环境监测数据流，所述多维度环境监测数据流包含在不同时间节点于不同空间测量点位同步获取的堆场粉尘浓度响应信号、堆场风速响应信号、堆场风向响应信号及堆场大气湿度响应信号；

4、依据堆场粉尘浓度响应信号的时间序列波动形态与空间位置标记，构建所述干散货码头堆场区域随时间轴演变的粉尘浓度空间分布场，并基于所述粉尘浓度空间分布场在不同空间测量点位之间的浓度变化梯度，推导所述干散货码头堆场区域的粉尘扩散势能分布；

5、将所述粉尘浓度空间分布场与所述粉尘扩散势能分布输入跨时空扩散状态推演网络，由所述跨时空扩散状态推演网络沿预设的未来时间窗格递推所述干散货码头堆场区域中粉尘浓度场的扩散演变进程，生成由未来各时间节点对应的粉尘浓度预测分布图组成的粉尘浓度时空预测序列；

6、提取所述粉尘浓度时空预测序列中各个未来时间节点的粉尘浓度预测分布图，将所述粉尘浓度预测分布图中各空间位置标记的粉尘浓度数值与粉尘浓度预警阈值进行比较，得到由不同预警级别标记的空间位置集合组成的粉尘浓度分级预警分布图；

7、将所述粉尘浓度分级预警分布图中预警级别标记对应的空间位置集合与预设的预警处置策略进行映射匹配，生成携带空间位置坐标链与对应预警响应方案的粉尘分级预警指令。

8、结合本申请的第二方面，提供一种干散货码头粉尘浓度时空预测与分级预警系统，所述干散货码头粉尘浓度时空预测与分级预警系统包括包括机器可读存储介质及处理器，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述处理器在执行所述机器可执行指令时，该干散货码头粉尘浓度时空预测与分级预警系统实现前述的干散货码头粉尘浓度时空预测与分级预警方法。

9、结合本申请的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被执行时，实现前述的干散货码头粉尘浓度时空预测与分级预警方法。

10、结合上述任一方面，首先，通过部署于堆场区域的环境感知设备阵列同步采集携带时间戳与空间位置标记的包含粉尘浓度、风速、风向及大气湿度的多维度环境监测数据流，进而依据粉尘浓度响应信号的时间序列波动形态与空间位置标记构建随时间轴演变的粉尘浓度空间分布场，并基于不同空间测量点位之间的浓度变化梯度推导粉尘扩散势能分布，在此基础上，将粉尘浓度空间分布场与扩散势能分布共同输入跨时空扩散状态推演网络沿预设未来时间窗格递推生成粉尘浓度时空预测序列，提取预测序列中各时间节点的粉尘浓度预测分布图与预警阈值比较生成由不同预警级别标记的空间位置集合组成的分级预警分布图，并将其与预设预警处置策略进行映射匹配生成携带空间位置坐标链与对应预警响应方案的粉尘分级预警指令，显著提升了干散货码头堆场粉尘浓度预警的时空前瞻性、分级精细度与处置策略的针对性。

1.一种干散货码头粉尘浓度时空预测与分级预警方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的干散货码头粉尘浓度时空预测与分级预警方法，其特征在于，所述依据堆场粉尘浓度响应信号的时间序列波动形态与空间位置标记，构建所述干散货码头堆场区域随时间轴演变的粉尘浓度空间分布场，并基于所述粉尘浓度空间分布场在不同空间测量点位之间的浓度变化梯度，推导所述干散货码头堆场区域的粉尘扩散势能分布，包括：

3.根据权利要求1所述的干散货码头粉尘浓度时空预测与分级预警方法，其特征在于，所述将所述粉尘浓度空间分布场与所述粉尘扩散势能分布输入跨时空扩散状态推演网络，由所述跨时空扩散状态推演网络沿预设的未来时间窗格递推所述干散货码头堆场区域中粉尘浓度场的扩散演变进程，生成由未来各时间节点对应的粉尘浓度预测分布图组成的粉尘浓度时空预测序列，包括：

4.根据权利要求1所述的干散货码头粉尘浓度时空预测与分级预警方法，其特征在于，所述提取所述粉尘浓度时空预测序列中各个未来时间节点的粉尘浓度预测分布图，将所述粉尘浓度预测分布图中各空间位置标记的粉尘浓度数值与粉尘浓度预警阈值进行比较，得到由不同预警级别标记的空间位置集合组成的粉尘浓度分级预警分布图，包括：

5.根据权利要求1所述的干散货码头粉尘浓度时空预测与分级预警方法，其特征在于，所述将所述粉尘浓度分级预警分布图中预警级别标记对应的空间位置集合与预设的预警处置策略进行映射匹配，生成携带空间位置坐标链与对应预警响应方案的粉尘分级预警指令，包括：

6.根据权利要求3所述的干散货码头粉尘浓度时空预测与分级预警方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.根据权利要求1所述的干散货码头粉尘浓度时空预测与分级预警方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.根据权利要求1所述的干散货码头粉尘浓度时空预测与分级预警方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.根据权利要求3所述的干散货码头粉尘浓度时空预测与分级预警方法，其特征在于，所述方法还包括：

10.一种干散货码头粉尘浓度时空预测与分级预警系统，其特征在于，包括处理器以及计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令被计算机执行时实现权利要求1-9中任意一项所述的干散货码头粉尘浓度时空预测与分级预警方法。