基于多源信息融合的水质在线异常检测与分类识别方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61573313
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0303.系统建模理论与仿真技术
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The online detection, classification and identification of water-quality contamination events during sudden water pollution accidents are critical to improve the performance for in-situ water-quality monitoring systems and early-warning systems. This project presents a novel approach for detecting and classifying anomaly water quality events based on multi-source information fusion. Base on the correlation analysis of the measured multi-source water quality indicators and the contaminants, three key scientific problems, including online water-quality anomaly detection based on common water-quality parameters and spectral data, online water-quality anomaly detection in water distribution system, and the classification and identification of water anomalies and contaminants, are researched by introducing spectral data, adjacent node information, and fingerprint features. A series of water-quality anomaly detection models and classification models are studied by optimizing selections. Based on the technical achievements of the project, a set of online early-warning approaches and solutions are developed for the sudden water pollution accidents. The research results of the project would lay a solid theoretical and application foundation for the security of urban water supply in new era.
突发水质污染事件下的水质在线异常检测和分类识别技术是提升现有水质在线监测系统预警能力的关键。本项目拟开展基于多源信息融合的水质在线异常检测和分类识别方法研究。以突发污染事件下多源水质指标与污染物的相关性为基础,充分利用光谱数据、相邻关联站点、污染指纹特征等信息,研究常规水质与光谱数据联用的水质在线异常检测、分布式传感网络下的水质在线异常检测、突发污染事件下的水质异常分类和识别等关键问题。探索在这些问题下的优化异常检测和分类识别模型,形成基于多源信息融合的突发水质污染事件智能在线预警新手段、新方法和新方案。为新时期城镇供水安全保障工作提供有力的理论支撑和应用指导。

结项摘要

近年来,随着我国经济的快速发展,水污染问题日益严重,突发性水污染事件频繁发生,直接影响饮用水安全。由于水环境的复杂性、污染物的多样性和突发事件的随机性,现有大多数水质监测预警系统根据单一水质指标进行超标阈值报警的现状,难以满足进行水质污染事件智能检测和自动检测的需要。本项目以水质在线分析仪器获得的水质指标数据为主要源信息,从拓展指标维度和空间维度、提高异常检测性能角度出发,开展基于多源信息融合的水质在线异常检测和分类识别方法研究。以突发污染事件下多源水质指标与污染物的相关性为基础,充分利用光谱数据、相邻关联站点、污染指纹特征等信息,解决基于常规水质和光谱数据的水质在线异常检测、分布式传感网络下的水质在线异常检测、突发污染事件下的水质异常分类和识别等关键问题,形成面向不同应用场景的水质在线异常检测和分类识别模型,研发完成基于多源信息融合的智能水质预警原型系统,为突发事件水质污染事件提供快速、可靠的在线预警新手段、新方法和新方案,为供水安全保障工作提供有力支撑。项目提出了一系列面向不同应用场景的水质异常预警检测算法,自主开发完成水质异常检测算法库及应用软件,项目执行期间共发表学术论文20篇,其中SCI收录期刊论文13篇,国内核心期刊论文1篇,国内学术会议论文1篇,国际学术会议论文5篇(4篇EI收录),申请国家发明专利8项(已授权1项)。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(6)
专利数量(8)
Application of LSSVM for quantitative evaluation of known contaminant in water distribution system using online water quality parameters
应用LSSVM利用在线水质参数对供水系统中已知污染物进行定量评估
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Sensors
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    王可心;文相;侯迪波;屠德展;朱乃富;黄平捷;张光新;张宏建
  • 通讯作者:
    张宏建
基于SPA和多分类SVM的紫外-可见光光谱饮用水有机污染物判别方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    光谱学与光谱分析
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄平捷;李宇涵;尹航;王柯;俞巧君;侯迪波;张光新
  • 通讯作者:
    张光新
In situ detection of water quality contamination events based on signal complexity analysis using online ultraviolet-visible spectral sensor
基于在线紫外-可见光谱传感器信号复杂度分析的水质污染事件原位检测
  • DOI:
    10.1364/ao.56.006317
  • 发表时间:
    2017-08-01
  • 期刊:
    APPLIED OPTICS
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Huang, Pingjie;Wang, Ke;Zhang, Guangxin
  • 通讯作者:
    Zhang, Guangxin
饮用水有机污染物的三维荧光光谱检测与分析方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    浙江大学学报(农业与生命科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈方;张晓燕;黄平捷;侯迪波;张光新;赵佳佳;何纪平
  • 通讯作者:
    何纪平
Morphological Grayscale Reconstruction and ATLD for Recognition of Organic Pollutants in Drinking Water Based on Fluorescence Spectroscopy
基于荧光光谱的形态灰度重建和ATLD识别饮用水中的有机污染物
  • DOI:
    10.3390/w11091859
  • 发表时间:
    2019-09
  • 期刊:
    Water
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Shi Fei;Mao Tingting;Cao Yitong;Yu Jie;Hou Dibo;Huang Pingjie;Zhang Guangxin
  • 通讯作者:
    Zhang Guangxin

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其他文献

行为规划和浓度梯度法联合的河道污染源追踪定位方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    汤雪萍;鲁天龙;黄平捷;侯迪波;张光新
  • 通讯作者:
    张光新
Bayesian Approach for Joint Estimation of Demand and Roughness in Water Distribution Systems
配水系统需求和粗糙度联合估计的贝叶斯方法
  • DOI:
    10.1061/(asce)wr.1943-5452.0000791
  • 发表时间:
    2017-08
  • 期刊:
    Journal of Water Resources Planning and Management
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    谢翔;张宏建;侯迪波
  • 通讯作者:
    侯迪波
太赫兹技术在无损检测与生物组织诊断方面的研究现状与展望
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国科技论文在线
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马冶浩;侯迪波;黄平捷;蔡晋辉;张光新
  • 通讯作者:
    张光新
管网水质多指标动态关联异常检测方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    浙江大学学报(工学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏媛;冯天恒;黄平捷;侯迪波;张光新
  • 通讯作者:
    张光新
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    浙江大学学报(工学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何慧梅;侯迪波;赵海峰;黄平捷;张光新
  • 通讯作者:
    张光新

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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