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內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　本書致力于科學(xué)治污、精準(zhǔn)治污，深入淺出、圖文并茂地介紹了人工智能與自動(dòng)控制賦能空氣質(zhì)量監(jiān)控的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)，旨在解決空氣污染難以治理的共性問題，為社會(huì)穩(wěn)定、公眾健康以及經(jīng)濟(jì)可持續(xù)增長做出應(yīng)有貢獻(xiàn)，助力實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生。本書的主要內(nèi)容包括空氣質(zhì)量智能感知、智能識(shí)別和智能監(jiān)控三部分，涵蓋了空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，空氣污染成因分析，空氣質(zhì)量影像分析及智能感知系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，空氣質(zhì)量檢測(cè)與智能識(shí)別，以及空氣質(zhì)量智能監(jiān)控理論、方法及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。本書內(nèi)容豐富、案例典型，可供人工智能和優(yōu)化控制科研工作者、環(huán)境保護(hù)與空氣污染防治技術(shù)人員參考，也可供相關(guān)專業(yè)本科及以上師生使用。

作者簡(jiǎn)介

　　喬俊飛，北京工業(yè)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，環(huán)保自動(dòng)化領(lǐng)域?qū)＜?。國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，“長江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授，國家杰出青年基金獲得者，百千萬人才工程入選者，享受國務(wù)院特殊津貼專家。現(xiàn)任智慧環(huán)保北京實(shí)驗(yàn)室主任、智能感知與自主控制工程中心主任，兼任中國人工智能學(xué)會(huì)常務(wù)理事，中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)理事。長期從事計(jì)算智能與智能優(yōu)化控制領(lǐng)域研究工作，在污染防治過程智能特征檢測(cè)、自組織控制和多目標(biāo)動(dòng)態(tài)優(yōu)化方面取得開創(chuàng)性成果，多項(xiàng)成果已廣泛應(yīng)用于環(huán)保企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。顧錁，北京工業(yè)大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，北京市特聘專家，“智能感知與自主控制”工程研究中心副主任。從事大氣污染監(jiān)測(cè)與預(yù)警、機(jī)器感知與學(xué)習(xí)研究。主持北京市杰青項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等。研發(fā)的石化廢氣排放自動(dòng)監(jiān)控成套技術(shù)及系統(tǒng)獲得成功應(yīng)用。連續(xù)入選“科睿唯安”全球高被引科學(xué)家、“愛思唯爾”中國高被引學(xué)者等。

圖書目錄

第1章　空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 001
1.1　典型空氣污染物 002
1.2　我國空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定 005
1.3　空氣質(zhì)量參數(shù)及分級(jí) 008
參考文獻(xiàn) 009
第2章　空氣污染影響因素 013
2.1　空氣細(xì)顆粒物研究背景 014
2.1.1　細(xì)顆粒物定義 014
2.1.2　細(xì)顆粒物的來源 016
2.1.3　細(xì)顆粒物的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 020
2.2　空氣污染成因 022
2.2.1　生活生產(chǎn)因素 023
2.2.2　工業(yè)因素 026
2.2.3　自然因素 028
2.3　空氣污染擴(kuò)散的原因 029
2.3.1　氣象因素 029
2.3.2　其他因素 031
參考文獻(xiàn) 033
第3章　空氣質(zhì)量監(jiān)控現(xiàn)狀 037
3.1　空氣質(zhì)量監(jiān)控的發(fā)展 038
3.1.1　世界空氣質(zhì)量監(jiān)控的發(fā)展 038
3.1.2　中國空氣質(zhì)量監(jiān)控的發(fā)展 039
3.1.3　國內(nèi)外空氣質(zhì)量監(jiān)控的不足之處 041
3.2　空氣質(zhì)量監(jiān)控途徑 042
3.3　空氣污染防治措施 043
參考文獻(xiàn) 050
第4章　空氣質(zhì)量影像分析相關(guān)技術(shù) 053
4.1　空氣質(zhì)量智能感知概述 054
4.1.1 　空氣質(zhì)量智能感知意義 054
4.1.2　空氣質(zhì)量智能感知技術(shù) 054
4.2　影像獲取裝置分析 056
4.2.1　影像獲取裝置概述 056
4.2.2　影像獲取裝置工作原理 058
4.3　影像質(zhì)量評(píng)價(jià) 059
4.3.1　影像質(zhì)量評(píng)價(jià)內(nèi)容 059
4.3.2　影像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法 060
4.4　影像存儲(chǔ)與傳輸 066
4.4.1　影像存儲(chǔ)方式 066
4.4.2　影像傳輸方式 067
參考文獻(xiàn) 069
第5章　空氣質(zhì)量智能感知系統(tǒng)設(shè)計(jì)及技術(shù)實(shí)現(xiàn) 073
5.1　空氣污染預(yù)警和溯源 074
5.1.1　空氣污染影響因素 074
5.1.2　空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)預(yù)警建模 074
5.1.3　預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)來源 075
5.2　煙霧氣體的感知 076
5.2.1　煙霧影像的特征分析 076
5.2.2　煙霧影像的特征提取與檢測(cè)框架搭建 079
5.2.3　煙霧檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié) 083
5.2.4　實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與性能對(duì)比 086
5.3　汽車尾氣智能感知 089
5.4　水泥熟料燒成系統(tǒng)NOx 濃度感知 090
5.4.1　水泥熟料燒成系統(tǒng)研究 090
5.4.2　工藝流程 093
5.4.3　窯爐中NOx 濃度的感知 093
5.5　放空火炬煙氣感知 094
5.5.1　放空火炬概述 094
5.5.2　放空火炬燃燒狀態(tài)感知研究 103
參考文獻(xiàn) 105
第6章　空氣質(zhì)量智能識(shí)別方法 109
6.1　空氣質(zhì)量智能識(shí)別概述 110
6.1.1　空氣質(zhì)量智能識(shí)別意義 110
6.1.2　空氣質(zhì)量智能識(shí)別技術(shù) 110
6.2　影像數(shù)據(jù)處理 111
6.2.1　影像基本特征 111
6.2.2　影像處理的一般方式 115
6.2.3　影像處理的發(fā)展及其趨勢(shì) 118
6.3　影像質(zhì)量增強(qiáng) 119
6.3.1　圖像恢復(fù)與增強(qiáng) 119
6.3.2　圖像恢復(fù)與增強(qiáng)研究方向 123
6.3.3　圖像恢復(fù)與增強(qiáng)研究現(xiàn)狀 131
6.4　影像模式識(shí)別 134
6.4.1 　模式識(shí)別原理及現(xiàn)狀 134
6.4.2　模式識(shí)別問題分類 136
參考文獻(xiàn) 140
第7章　空氣細(xì)顆粒物及汽車尾氣識(shí)別方法 147
7.1　空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)預(yù)警中的智能識(shí)別 148
7.1.1 　預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)特性分析與潛勢(shì)研究 148
7.1.2　空氣污染預(yù)測(cè)建模 158
7.1.3　預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比與分析 172
7.2　空氣細(xì)顆粒物監(jiān)測(cè) 183
7.2.1　細(xì)顆粒物的特征提取 184
7.2.2　細(xì)顆粒物的回歸估計(jì) 195
7.2.3　實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與性能估計(jì) 199
7.3　汽車尾氣智能檢測(cè) 205
7.3.1　傳統(tǒng)的汽車尾氣檢測(cè)技術(shù) 205
7.3.2　汽車尾氣智能檢測(cè)技術(shù) 205
7.3.3　基于深度學(xué)習(xí)的智能檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 207
7.3.4　汽車尾氣智能檢測(cè)模型實(shí)驗(yàn)分析 214
參考文獻(xiàn) 221
第8章　空氣質(zhì)量智能建模與監(jiān)測(cè)方法 227
8.1　煙霧濃度的識(shí)別 228
8.1.1　煙霧濃度識(shí)別方法的發(fā)展 228
8.1.2　煙霧濃度識(shí)別算法框架搭建 229
8.1.3　煙霧濃度識(shí)別網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié) 235
8.1.4　實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與性能對(duì)比 236
8.1.5　典型應(yīng)用 239
8.2　NOx 濃度智能監(jiān)測(cè)原理分析 242
8.2.1　機(jī)理模型 242
8.2.2　數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型 245
8.2.3　混合模型 247
8.3　放空火炬煙氣智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 248
8.3.1　火炬煙氣檢測(cè)模型設(shè)計(jì)分析 248
8.3.2　建立火炬煙氣監(jiān)測(cè)模型 251
8.3.3　火炬煙氣監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 257
8.3.4　基于影像的火炬煙氣監(jiān)測(cè)模型小結(jié) 261
參考文獻(xiàn) 262
第9章　空氣質(zhì)量智能監(jiān)控方法與系統(tǒng)設(shè)計(jì) 269
9.1　空氣質(zhì)量智能監(jiān)控方法 270
9.1.1　傳統(tǒng)控制技術(shù) 270
9.1.2　智能控制技術(shù) 270
9.2　系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 271
9.2.1　系統(tǒng)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性 271
9.2.2　系統(tǒng)設(shè)計(jì)的快速性 272
9.2.3　系統(tǒng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性 272
9.2.4　系統(tǒng)設(shè)計(jì)的魯棒性 273
9.3　基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的水泥窯NOx 預(yù)測(cè)模型 274
9.3.1　模型設(shè)計(jì)分析 274
9.3.2　模型構(gòu)建及算法設(shè)計(jì) 276
9.3.3　模型驗(yàn)證 279
9.4　火炬煙氣智能控制系統(tǒng)分析 285
9.4.1　工況分析 286
9.4.2　環(huán)境分析 287
9.4.3　控制系統(tǒng)分析 288
9.5　火炬煙氣智能控制方案設(shè)計(jì) 292
9.5.1　系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用目的 292
9.5.2　火炬煙氣智能檢測(cè)方案設(shè)計(jì) 293
9.5.3　放空火炬智能控制算法設(shè)計(jì) 297
9.5.4　放空火炬試驗(yàn)場(chǎng)地控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 304
9.5.5　放空火炬試驗(yàn)場(chǎng)地操作系統(tǒng)設(shè)計(jì) 306
參考文獻(xiàn) 311