基于紫外-可見(jiàn)吸收光譜的供水管網(wǎng)水質(zhì)在線異常檢測(cè)方法研究.pdf

1、城市供水管網(wǎng)作為提供城市居民日常所需生活用水的重要途徑，其安全狀況格外值得重視。傳統(tǒng)的城市供水管網(wǎng)水質(zhì)檢測(cè)通常需要經(jīng)過(guò)采樣、貯存、分析、異常報(bào)告等步驟，既耗時(shí)還會(huì)在檢測(cè)過(guò)程中產(chǎn)生新的污染物質(zhì)，造成二次污染。紫外-可見(jiàn)光譜分析方法具有操作簡(jiǎn)便、無(wú)需添加化學(xué)試劑、重復(fù)性好和檢測(cè)周期短等優(yōu)點(diǎn)，適合快速在線監(jiān)測(cè)和大規(guī)模布點(diǎn)監(jiān)測(cè)的需要。有鑒于此，本文利用紫外-可見(jiàn)光譜分析方法開(kāi)展在線管網(wǎng)水質(zhì)異常檢測(cè)方法研究。
　　本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)包括

2、:
　　1.針對(duì)已知污染物造成的水質(zhì)異常事件，提出了一種基于特征波長(zhǎng)吸光度的水質(zhì)異常檢測(cè)方法。該方法主要將特征波長(zhǎng)吸收度作為判斷指標(biāo)，并結(jié)合時(shí)間序列分析算法進(jìn)行在線水質(zhì)異常的檢測(cè)?；趯?shí)驗(yàn)平臺(tái)，選取了鄰苯二甲酸氫鉀和鐵氰化鉀兩種代表性污染物進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)在線異常檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)，并將獲得的特征波長(zhǎng)吸光度數(shù)據(jù)代入模型進(jìn)行異常檢測(cè)，取得了良好的在線異常檢測(cè)效果。
　　2.對(duì)于未知污染物造成的水質(zhì)異常檢測(cè)問(wèn)題，本文中提出了一種基于光譜數(shù)據(jù)降

3、維的水質(zhì)異常檢測(cè)方法。該方法采用主成分分析與聚類分析相結(jié)合的方法，首先對(duì)光譜儀在線采集到的全光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)降維和特征提取，然后對(duì)提取得到的特征量進(jìn)行聚類分析，并進(jìn)而對(duì)水質(zhì)的異常情況做出判斷。通過(guò)針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和模型檢測(cè)效果分析，證明了該模型對(duì)于在線的光譜水質(zhì)異常檢測(cè)的適用性。
　　3.針對(duì)基于光譜數(shù)據(jù)降維的水質(zhì)異常檢測(cè)算法在低濃度污染物檢測(cè)方面的局限性，本文引入了概率統(tǒng)計(jì)模型，提出了一種基于光譜統(tǒng)計(jì)特征提取的水質(zhì)異常檢測(cè)方法。

4、該方法采用概率主成分分析的方法進(jìn)行光譜數(shù)據(jù)的降維，并將獲得的主成分變量進(jìn)行多維控制監(jiān)測(cè)圖進(jìn)行在線分析，進(jìn)而判斷水質(zhì)的異常情況。配合實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)以及詳細(xì)的參數(shù)選擇分析，使得模型對(duì)于低濃度污染物造成的水質(zhì)異常具有良好的檢測(cè)效果。
　　總體來(lái)說(shuō)，本文針對(duì)城市管網(wǎng)飲用水水質(zhì)異常檢測(cè)問(wèn)題，利用紫外-可見(jiàn)光譜在線檢測(cè)的手段，從多個(gè)角度對(duì)問(wèn)題進(jìn)行了分析和討論，結(jié)合傳統(tǒng)光譜水質(zhì)檢測(cè)方法，形成并優(yōu)化了基于全波長(zhǎng)光譜在線水質(zhì)異常檢測(cè)的模型。除此之外