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空气质量大数据监测系统--基于BP神经网络算法

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专业

学生姓名

学号

指导教师

职称

是否外聘

是 ž否

合作导师

/

职称

是否外聘

是 ž否

完成形式

毕业论文 ž毕业设计

内容与要求：

论文内容：空气质量的好坏反映了空气污染程度，它是依据空气中污染物浓度的高低来判断的。污染物浓度由于受风向、风速、气温、湿度、污染源排放情况等多种因素的影响，使得空气质量问题具有很大的不确定性和一定的复杂性。神经网络作为一种描述和刻画非线性的强有力工具，具有较强的自学习、自组织、自适应能力等特点，特别适合于对具有多因素性、不确定性、随机性、非线性和随时间变化特性的对象进行研究。

我们使用基于神经网络的BP算法，利用MATLAB神经网络工具箱建立了空气质量模型。文中，采用MATLAB 的rand0函数在各级评价标准内按随机均匀分布方式内插生成训练样本和检验样本，利用 premnmx（）函数对数据进行预处理，调用激活函数对网络权值进行训练。并且神经网络在环境科学与工程中的应用如环境质量评价、环境系统因素预测、环境因素定量关系模拟、构效分析、成因分析和污染防治系统建模已取得了个人瞩目的进展。

主要环节的基本要求：

1.学生应重视毕业论文环节，明确其目的、意义和要求，严格按照学院毕业论文的有关规定，在规定时间内保质保量地完成毕业论文。

2.毕业论文工作期间，要求工作态度端正、虚心接受教师的指导.

3.必须参加毕业论文的各个训练环节，严禁弄虚作假或抄袭他人成果。

中外文献查阅要求：

1.参考文献不少于15篇，需要有近3年的研究文献和至少2篇外文文献；

2.对研究课题相关文献资料和技术进行查新；

3.尽量查阅相关外文文献；

4.对相关文献进行查全。

外文翻译要求：

1.英文翻译须吻合毕业论文写作基本要求；

2.翻译中要求字、词、句基本正确，无语法错误，能准确表达原意，行文流畅，中英文内容吻合。

论文（创作说明）撰写要求：

1.论文结构合理，思路清晰，逻辑严密，表达准确；

2.论文格式规范，符合学院毕业论文规范化要求；

3.应用他人成果要准确进行标明，不得抄袭。

成果形式：

空气质量预报主要是依靠环境空气质量自动监测系统连续不断地实时监测数据，并自动传输到控制室，经数据处理后得出当天的空气污染指数，再向社会公监测系统每4分钟就产生一组监测数据，连续不断地测量，然后计算出小时均值和日均值，一般来说，日均值是采用上一天中午12时到次日12时的数据。将BP神经网络应用到环境空气质量当中，利用 MATLAB的神经网络工具箱训练网络，建立起了环境空气质量检测模型。我们设计的系统主要由数据清洗、数据存取、算法的设计与实现、系统前后端python实现、数据可视化及辅助决策组成。

进度安排：

2019.11.01 - 2019.12.30 阅读文献，明确需求，论文开题；

2020.01.01 - 2020.02.15 基本完成网站的分析、设计与代码编写；

2019.02.16 - 2020.03.10 测试、修改和完善网站，完成网站设计；

2020.03.11 - 2020.03.31 完成论文初稿；

2020.04.01 - 2020.04.15 论文修改与定稿；

2020.04.16 - 2020.04.30 答辩准备、完成答辩、材料整理归档。

参考资料（不少于15篇）：

[1]  林愿仪,林伟俊,尹安琪. 基于PSO-BP神经网络预测广州市日均PM_(10)浓度[A]. 中国统计教育学会.2015年（第四届）全国大学生统计建模大赛论文[C].中国统计教育学会:,2015:28.

[2] 刘炎坤. 上海市大气沉降物及PM_（2.5）中多环芳烃的污染特征及溯源研究[D].华东师范大学,2016.

[3] 郭豪，孙岩. 基于深度学习的空气质量预测方法研究[EB/OL]. 北京：中国科技论文在线 [2019-03-04].

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[5] 高帅;基于机器学习的空气质量评价与预测[D];中北大学;2019年

[6] 周永生;基于LSTM神经网络的PM2.5预测[D];湖南大学;2018年

[7] 王云中;基于神经网络的PM_(2.5)浓度预测研究与实现[D];西安电子科技大学;2018年

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[9] 杨新平;罗兆丹;段国聪;;中小城市空气环境指标的多角度分析研究——以楚雄市为例[J];环境科学与管理;2014年07期

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[12] 普映娟;王琳邦;;环境空气质量综合指数评价方法探讨[J];环境科学导刊;2010年02期

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[15] 王灿星;祁国伟;何曦;卓国祥;;BP神经网络用于大气中颗粒物(TSP)预测的研究[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年

[16] 张静;郭晓燕;袁喆;;基于BP神经网络的沈阳城区PM2.5浓度预测[A];第35届中国气象学会年会 S12 大气成分与天气、气候变化与环境影响暨环境气象预报及影响评估[C];2018年

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发出任务书日期：2019/12/1 0:00:00； 完成毕业设计（论文）日期：2020/4/15 0:00:00

专业审查意见：   c同意指导老师意见，请按此要求进行写作！

审核人签名：                      2020年1月11日