室内空气质量预测及应用开题报告

1. 研究目的与意义

我国作为全球最大的发展中国家，快速的工业化也带来了严重的环境污染相关问题。工业的快速发展前提下，我国已经成为全球pm2.5污染最为严重的国家。pm2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物，它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20，虽然pm2.5在大气中含量非常少，但是它对空气质量和能见度等有重要的影响。pm2.5粒径小，含有大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，所以它对人体的健康和大气环境质量的影响更大。pm2.5的主要成分是元素碳、有机碳化合物、硫酸盐、硝酸盐、铵盐。其它常见成分包括各种金属元素，既有钠、镁、钙、铝、铁等地壳中含量丰富的元素，也有铅、锌、砷、镉、铜等主要源自人类污染的重金属元素。2013年以来灰霾已袭击了中国大部分地区，引起灰霾的主要因素是pm2.5，pm,2.5浓度大小与灰霾天气有着密切的关系，已成为影响公众健康和生态环境质量的重要因子。

pm2.5是形成雾霾天气的主要原因，雾霾天气严重影响了出行能见度，能降度下降对地面交通安全和飞机的起飞、降落，都构成巨大威胁。pm2.5对光散射效应是能见度降低的最主要因素，由于部分入射辐射颗粒散光的影响会反射到大气空问，从而使入射的强度减弱。

有学者认为pm2.5对光的吸收效应几乎全部由炭黑和含有炭黑的细颗粒造成，其引起的消光效应在某些地方甚至可以降少一半以上的能见度。在20世纪70年代，人们开始注意到颗粒物污染与健康问题之间的联系，pm2.5会对人体健康产生非常严重的危害。pm2.5对人体健康造成的危害是多方面的，它可以通过引起肺炎症反应以及氧化损伤，引发系统性炎症反应与神经调节改变，从而影响呼吸系统、心血管系统和中枢神经系统等，老人、小孩及心肺疾病患者是受感染的敏感人群。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

（1）研究对缺失数据的处理。通常来说，设备在采集数据的过程中，由于网络的不稳定、断电或者设备出现故障等偶然因素的发生，会导致一些缺失值。为提高信息处理的效率和准确在进行统计分析与模型建立之前，我们将会对搜集到的原始数据进行预处理，其目的在于在清洗数据中的重复值、填补由于异常原因而导致的缺值以及处理数据中的不符合实际情况的异常数据

（2）研究网络中输入的特征因子的选取方法。在进行预测前，需要了解网络需要输入什么、输出什么，故在建立室内pm2.5质量浓度预测模型前，首先要找出室内pm2.5质量浓度变化与空气中其他污染物之间的关系，由于pm2.5的组成成分受多类不同因素的影响，故应对各类能对pm2.5产生影响的因子进行优先级排列，根据排列结果选取相对重要的影响因子，尽可能在不影响预测精度的情况下，减少输入维数，设计合理网络结构。

3. 研究的方法与步骤

1. 研究方法

（1）采用多传感器结合的装置进行室内外温湿度等因素的采集与存储；

（2）使用相关性分析方法对多种室内pm2.5影响因子进行计算排序，选取排列结果相对重要的影响因子，尽可能在不影响预测精度的情况下，减少输入维数，设计合理网络结构；

4. 参考文献

[1] ma zong-wei, huxue-fei, huang lei, et al. estimating ground-level pm2.5 in china using satellite remotesensing[j]. environmental science technology, 2014, 48(13):7436-7441.

[2]huang chen, wangxue-ying, liu wei, et al. household indoor air quality and its associationswith childhood asthma in shanghai, china: on-site inspected methods andpreliminary results[j]. environmental research, 2016, 151:154-167.

[3]李景广, 黄衍, 李旻雯. 建筑室内细颗粒物(pm2.5)防控设计研究[j]. 暖通空调, 2017, 47(1):109-112.

5. 计划与进度安排