基于物聯網技術的高速公路地表徑流污染監測方法研究

摘要：在高速公路地表徑流污染觀察過程中，針對的監測要素較為單一，使得最終監測結果平均相對誤差（MRE）加大。因此，針對提出高速公路地表徑流污染，提出運用物聯網技術的新型監測方法。依托于系統節點部署方法在目標區域合理設置多個傳感器，與匯聚節點、上位機相連接組成環境監測物聯網，全方面感知地表徑流污染情況。計算每個網絡數據源IP地址的熵值，擇優采集高質量污染數據，得到高速公路地表徑流污染監測值。實驗結果表明：該方法污染監測結果的MRE值保持在0.1以下，可以較為真實地反映地表徑流污染情況。

關鍵詞：物聯網；傳感器節點；高速公路；地表徑流；自組織神經網絡

中圖分類號：X830.2 文獻標志碼：B

前言

隨著社會經濟的發展和城市化進程的加速，高速公路成為了現代交通的重要載體。然而，在高速公路的運營過程中，地表徑流污染問題日益凸顯，對周邊環境產生了嚴重影響。高速公路地表徑流污染主要是指車輛行駛過程中產生的廢氣、廢水、廢渣等污染物，在雨水或雪水沖刷下，流入高速公路沿線的河流、湖泊等水體中，對水質產生污染。為了及時掌握高速公路沿線的水質狀況，并指導生成一系列科學的污染控制措施，急需開展高速公路地表徑流污染監測工作顯得尤為重要。

文獻運用三維熒光光譜技術采集水體全波段數據，應用支持向量機技術構建水質監測模型，得到污染監測結果。但該方法穩定性較差。文獻考慮污染物遷移規律，提出一種適用范圍較廣的污染監測方法。但該方法污染監測耗時較長。文獻從土地使用種類入手，將目標污染監測區域劃分為多個單元，針對每個單元分別賦予土壤特征因子數值，求解出污染物負荷總量。但該方法應用局限性較大。而此研究將采用物聯網技術，通過在高速公路沿線設置多個傳感器節點，獲取實時地表徑流污染數據，對監測數據進行深度挖掘和分析，實現對地表徑流水質的實時監測，為環境管理和決策提供科學依據。