(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211209379.8 (22)申请日 2022.09.30 (71)申请人 大连理工大 学 地址 116023 辽宁省大连市甘井 子区凌工 路2号 (72)发明人 张弛　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 刘芳 (51)Int.Cl. G06Q 50/06(2012.01) G06F 16/215(2019.01) G06F 16/23(2019.01) G06N 3/00(2006.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 17/16(2006.01) (54)发明名称 一种面向引调水工程明渠的突发水污染溯 源方法及系统 (57)摘要 本发明涉及一种面向引调水工程明渠的突 发水污染溯源 方法及系统， 方法包括获取水质报 警渠段的数据测量参数和初始的污染源排放属 性三元组， 将获取的上述数据均输入 水质模拟模 型， 得到目标位置的污染物浓度估计时序值； 采 用数据同化方法对污染物浓度估计时序值进行 去噪； 并判断所述去噪后的污染物浓度估计时序 值与测量得到的污染物浓度监测时序值的差值 是否小于设定阈值； 若否， 则利用遗传算法， 以适 应度函数最小为目标对污染源排放属性三元组 的数值进行更新， 并返回利用模 型计算污染物浓 度估计时序值步骤； 若是， 则将最后一次迭代得 到的污染源排放属性三元组确定为污染源排放 属性三元 组的最终结果。 本发明提高了溯源计算 的精确性。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115456811 A 2022.12.09 CN 115456811 A 1.一种面向引调水工程明渠的突发水污染溯源方法， 其特 征在于， 包括： 获取引调水工程明渠中水质报警渠段的数据测量参数和初始的污染源排放属性三元 组； 所述数据测量参数包括污染物扩散性能参数和所述水质报警渠段水流的水力学参数， 所述污染源排放属 性三元组包括污染源位置坐标、 污染物的排放时间和污染物的浓度， 所 述初始的污染源排 放属性三元组为预设值； 将所述数据测量参数以及所述污染源排放属性三元组输入水质模拟模型， 得到目标位 置的污染物浓度估计时序值； 所述水质模拟模型用于表示所述水流的水力学参数、 污染物 扩散性能与污染源排 放属性之间的关系； 获取所述目标位置的污染物浓度监测时序值； 根据所述污染物浓度监测时序值， 采用数据同化方法对所述污染物浓度估计时序值进 行去噪； 判断所述去噪后的污染物浓度估计时序值与所述污染物浓度监测时序值的差值是否 小于设定阈值， 得到判定结果； 若所述判定结果为否， 则利用遗传算法， 以适应度函数最小为目标对所述污染源排放 属性三元组的数值进行更新， 并返回步骤 “根据所述数据测量参数以及所述污染源排放属 性三元组输入水质模拟模型 ”； 若所述判定结果为是， 则将最后一次迭代得到的所述污染源 排放属性三元组确定为所述污染源排放属性三元 组的最终结果； 所述适应度函数用于表示 所述去噪后的污染物浓度估计时序值与所述污染物浓度监测时序值的差异程度。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述污染物扩散性能参数包括： 污染物纵 向扩散系数和污染物一阶衰减系数。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述水流的水力学参数至少包括水流的流 速。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述水质模拟模型包括： 其中， U表示明渠纵向的流速， D表示纵向扩散系数， K ′表示污染物一阶衰减系数， T0表示 污染排放时间， X0表示污染源排放位置， C表示污染事件发生后目标位置的污染物 浓度， M0表 示污染源处单位 面积上的污染排 放强度。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述污染物浓度监测时序值， 采 用数据同化方法对所述污染物浓度估计时序值进行去噪， 具体包括： 根据所述污染物浓度估计时序值和所述污染物浓度监测时序值， 计算系综残差； 根据所述系综残差与所述污染物浓度估计时序值计算 卡尔曼增益矩阵； 利用所述 卡尔曼增益矩阵对所述污染物浓度估计时序值进行去噪。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述遗传算法的适应度函数为： 其中， K表示时间总计数， LSE为最小平方误差， R为相关系数， NSE为纳什效率系数； Ne表权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115456811 A 2示污染源排 放属性三元组； 为系综残差的交叉协方差矩阵。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述初始的污染源排放属性三元组 的获取 方法包括： 根据所述数据测量参数和水质监测的历史数据预测所述初始的污染源排放属性三元 组。 8.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 根据所述污染源排 放属性三元组的最终结果确定 污染物排 放时刻和污染物排 放量； 根据所述污染物排 放时刻和所述污染物排 放量评估污染危害程度； 根据所述污染危害程度进行风险预警。 9.一种面向引调水工程明渠的突发水污染溯源系统， 其特 征在于， 包括： 数据获取模块， 用于获取引调水工程明渠中水质报 警渠段的数据测量参数和初始的污 染源排放属性三元组， 所述数据测量参数包括污染物扩散性能参数和所述水质报警渠段水 流的水力学参数， 所述污染源排放属 性三元组包括污染源位置坐标、 污染物的排放时间和 污染物的浓度， 所述初始的污染源排 放属性三元组为预设值； 计算模块， 用于将所述数据测量参数以及所述污染源排放属性三元组输入水质模拟模 型， 得到目标位置的污染物浓度估计时序值； 所述水质模拟模型用于表示所述水流的水力 学参数、 污染物扩散性能与污染源排 放属性之间的关系； 污染物浓度监测时序值获取模块， 用于获取 所述目标位置的污染物浓度监测时序值； 去噪模块， 用于根据所述污染物浓度监测时序值， 采用数据同化方法对所述污染物浓 度估计时序值进行去噪； 判断及更新模块， 用于判断所述去噪后的污染物浓度估计时序值与 所述污染物浓度监 测时序值的差值是否小于设定阈值， 得到判定结果； 若所述判定结果为否， 则利用遗传算法， 以适应度函数最小为目标对所述污染源排放 属性三元组的数值进行更新， 并返回步骤 “根据所述数据测量参数以及所述污染源排放属 性三元组输入水质模拟模型 ”； 若所述判定结果为是， 则将最后一次迭代得到的所述污染源 排放属性三元组确定为所述污染源排放属性三元 组的最终结果； 所述适应度函数用于表示 所述去噪后的污染物浓度估计时序值与所述污染物浓度监测时序值的差异程度。 10.根据权利要求9所述的系统， 其特 征在于， 所述系统还 包括： 确定模块， 用于根据 所述污染源排放属性三元组 的最终结果确定污染物排放 时刻和污 染物排放量； 评估模块， 用于根据所述污染物排 放时刻和所述污染物排 放量评估污染危害程度； 预警模块， 用于根据所述污染危害程度进行风险预警。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115456811 A 3