基于北斗的城市公交车载移动大气污染物浓度观测系统设计.docx

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基于北斗的城市公交车载移动大气污染物浓度观测系统设计

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姜枫+杨显轲+崔静璇+李徐敏+朱旭

摘要：为了对城市大气污染进行有效的防控与治理，准确、可靠、高时空分辨率的大气污染物浓度监测数据是必需的。文章基于北斗卫星导航系统的实时定位功能，以城市公交系统为载体，结合电子通信技术，设计一个城市大气污染物浓度监测系统，实现北斗导航定位和气象移动观测相结合，实时测量城市近地面大气中CO、NOx、O3和可吸入颗粒物等大气污染物的浓度，获得高时空分辨率的监测数据，建立城市近地面大气污染物浓度观测网。

Key：北斗卫星导航系统；城市公交系统；大气污染物浓度

：X51文献标志码：A：2095-2945（2018）07-0029-04

Abstract：Inordertoeffectivelypreventandcontrolurbanairpollution，accurate，reliableandhighspatialandtemporalresolutionmonitoringdataofairpollutantconcentrationisnecessary.Basedonthereal-timepositioningfunctionofBeidousatellitenavigationsystem，aconcentrationmonitoringsystemofurbanairpollutantsisdesignedbasedonurbanpublictransportsystemandelectroniccommunicationtechnology.TheconcentrationofCO，NOx，O3andrespirableparticulatesintheatmospherenearthegroundismeasuredinrealtimebycombiningBeidounavigationandmeteorologicalmobileobservation.Themonitoringdatawithhighspatialandtemporalresolutionareobtained，andthemonitoringnetworkofatmosphericpollutantconcentrationnearthegroundisestablished.

Keywords：Beidousatellitenavigationsystem；urbanpublictransportsystem；concentrationofatmosphericpollutants

1研究背景与意义

近年来，大氣污染已经成为世界性问题。随着工业化、城市化快速发展及能源的消耗量增长，大气污染已经严重影响到人们的日常生活并且给社会带来了巨大经济损失。对城市内大气污染时空分布进行监控，才能有针对性的进行大气污染防控与治理，因此城市内大气污染物浓度监控有着重要而实际的意义。

目前，很多学者针对区域的大气环境污染物的时空分布特征提出了与GIS相结合的分析方法，对污染物的时空分布特征的监控，为更好地治理和预防大气污染提供理论依据。在2008年Shuenn-ChinChang和Chun-TeLee对台北市台湾环境保护部门公布的五个空气质量监测站1997-2003年的数据进行了分析，用以评价分析大气污染物浓度，但这种用某监测点数据代替其所在整个区域值的做法具有一定的片面性和不合理性。

而从当前国内城市大气污染物浓度监控现状来看，整体处于测站密度过低、难以实时测量的状况。国内近地面大气污染物浓度观测主要以地面气象站观测和应急移动观测为主。对于地面气象站观测来说，由于固定站点可以做到同一时间测量，资料具有时间一致性的优点，但是因为气象观测站建设成本高且受环境限制，分布密度过低，无法适应城市内大气污染物浓度分布实时监控的需求；而对于移动观测来说，由于其具有移动性我们可以获得多点数据，但是由于移动过程导致了时间不同，资料的时间不一致性使得数据没有了研究浓度分布的价值，此外为获得尽可能多的数据，我们需要大量的移动观测车辆，这样观测的成本也将非常高，在业务研究污染物浓度实时分布中也失去了实际意义。

但是对于一个城市而言，公交车辆数量往往巨大而且在运行时间较为均匀的分布在城市各地，是一个潜在的移动观测平台。故我们基于北斗卫星导航系统的实时定位功能，提出以城市公交系统为平台，移动观测大气污染物浓度的方案，从