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論文中文名稱:懸浮微粒空氣品質無線監測系統之建構暨室內濃度預測模型 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:The Developments of Air Quality Wireless Sensor Network for Particle and Indoor PM10 & PM2.5 Prediction Model [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:環境工程與管理研究所
畢業學年度:101
出版年度:102
中文姓名:楊仲謹
英文姓名:Chung-Chin Yang
研究生學號:100608011
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2013-07-19
論文頁數:166
指導教授中文名:曾昭衡
指導教授英文名:Chao-Heng Tseng
口試委員中文名:林文印;張立德
口試委員英文名:Wen-Yinn Lin;Li-Te Chang
中文關鍵詞:無線空氣品質感測系統室內空氣品質預測模型懸浮微粒大氣擴散模式空氣資源整合健康效應模型
英文關鍵詞:Wireless Sensoring NetworkIndoor Air Quality ModelParticleAERMODAir Resources Co-Benefits Model
論文中文摘要:本研究建立乙套無線空氣品質感測系統(Air Quality Wireless Sensoring Network)監測室內外場所之PM2.5及PM10濃度,並利用監測建立乙套室內空氣品質預測模型(Indoor Air Quality Model, IAQM)藉此預測室內PM2.5及PM10濃度,綜合MAPE驗證及ASTM預測規範判別結果顯示,逐時預測法配合分時參數預測實場案例之PM2.5及PM10濃度準確度最佳,適用於實場室內懸浮微粒濃度之即時預測;逐日預測法配合連續參數及各時平均通風量預測實場案例之PM2.5及PM10濃度結果為最佳,適用於實場室內懸浮微粒濃度之未來預測。
本研究以大氣擴散模式AERMOD模擬研究區域之移動污染源實施減量措施前後PM2.5及PM10濃度變化,其中PM2.5年均濃度削減量達57.8%,PM10年均濃度削減量達54.17%,並配合IAQM推算研究區域室內人員之PM2.5及PM10總暴露量減量分為3.91μg/m3及6.61μg/m3,再經空氣資源整合健康效應模型(Air Resources Co-Benefits Model)推算人員健康影響,其結果顯示該區域人員因PM2.5及PM10總暴露量減量而每人將節省年醫療支出分別為23.87元/人.年及41.03元/人.年,而增加個人終生平均壽命天數則分別為0.78日/人及0.47日/人。
論文英文摘要:This study developed a system for Air Quality Wireless Sensoring Network (AQWSN), which could be monitor the PM2.5 and PM10 concentration from indoor and outdoor. By monitored the real sites for PM2.5 and PM10 concentration, this study develop an Indoor Air Quality Model (IAQM) to predict indoor PM2.5 and PM10 concentration. And to validate the precision for IAQM, this study used Mean absolute percentage error (MAPE) and American society for testing and materials (ASTM).The results showed that used hourly predict method and discrete parameter have a excellent predict value for indoor PM2.5 and PM10 concentration .The method has well efficiency for monitored indoor particle immediately. On the other side, the methed used hourly predict method and continuous parameter and hour average ventilation rate have a excellent predict value for PM2.5 and PM10 concentration in real space.
After the AERMOD simulated the reduction scenario of PM2.5 and PM10 concentration, the annual average of PM2.5 and PM10 concentration reduced to 54.8% and 54.17% respectively.The total exposure reduction of PM2.5 and PM10 is 3.91μg/m3 and 6.61μg/m3 respectively, which can save 23.87 and 41.03 dollars/person-year respectively and extend 0.78 and 0.47 day/person-lifetime respectively.
論文目次:摘 要 I
ABSTRACT II
致 謝 IV
目 錄 VI
表目錄 X
圖目錄 XIII
第一章 緒論 1
1.1 研究緣起 1
1.2 研究目的 3
1.3 研究限制 5
1.4 研究流程 6
第二章 文獻回顧 7
2.1 室內空氣品質管理法 7
2.1.1 我國室內空氣品質標準 7
2.1.2 各國室內空氣品質標準 9
2.2 室內空氣品質檢驗測定辦法 15
2.3 室內空氣污染源 18
2.3.1 室內懸浮微粒來源 20
2.3.2 懸浮微粒之健康危害 24
2.4 懸浮微粒感測器 27
2.4.1 空氣污染物感測器 27
2.4.2 懸浮微粒感測器原理 30
2.5 無線感測網路(WIRELESS SENSOR NETWORK, WSN) 32
2.5.1 無線傳輸技術分析 33
2.5.2 無線感測系統應用於空氣品質監測 36
2.6 室內空氣品質預測模式 39
2.7 大氣擴散模式AERMOD 43
2.7.1 AERMOD與其他大氣擴散模式比較 45
2.7.2 AERMOD應用於市區空氣污染 49
2.8 空氣污染物減量效益評估方法 53
第三章 研究方法 56
3.1 研究區域背景分析 56
3.2 懸浮微粒空氣品質量測方法 59
3.2.1 懸浮微粒量測儀器 59
3.3 懸浮微粒無線感測系統 61
3.3.1 懸浮微粒無線感測系統設計架構原理 61
3.3.2 無線模組處理單元 61
3.3.3 懸浮微粒感測器篩選方法 62
3.3.4 懸浮微粒感測器標準測試方法 64
3.3.5 儀器偵測極限標準測定方法 65
3.4 室內空氣品質預測模式 67
3.4.1 室內懸浮微粒濃度預測模式 67
3.4.2 預測驗證方法 74
3.5 大氣擴散模式AERMOD擴散模擬 75
3.5.1 大氣擴散模式輸入參數資料 75
3.5.2 模擬驗證方法 80
3.6 空氣資源整合健康效應模型(ARCOB MODEL) 81
3.6.1 空氣資源整合健康效應模型之定義 82
3.6.2 空氣污染物濃度與壽命醫療之關係 82
3.6.3 相對風險(RR)與死亡歸因分率換算 83
3.6.4 台灣國民簡易生命表 86
3.6.5 台灣衛生署健保局醫療支出統計 91
第四章 結果與討論 93
4.1 無線懸浮微粒感測器篩選及標準測試 93
4.1.1 無線懸浮微粒感測器篩選 93
4.1.2 懸浮微粒感測器標準測試 95
4.2 懸浮微粒感測器標準佈建作業程序(SOP) 99
4.2.1 佈建前校正作業 99
4.2.2 佈建現場作業 102
4.2.3 佈建後查核作業 103
4.3 室內懸浮微粒預測模型驗證 105
4.3.1 室內懸浮微粒預測方法之參數條件建立 105
4.3.2 室內懸浮微粒濃度預測之驗證 106
4.3.3 室內懸浮微粒(PM2.5及PM10)模型預測結果 120
4.4 研究區域之移動污染源減量前後模擬 123
4.4.1 研究區域之移動污染源現況車流量模擬 123
4.4.2 研究區域之移動污染源車輛排放量與排放率推估 126
4.4.3 減量情境之移動污染源車流量推估 133
4.4.4 減量情境之移動污染源車輛排放量與排放率推估 137
4.5 AERMOD模擬研究區域之懸浮微粒擴散 144
4.5.1 空氣品質模式AERMOD模擬值與實場測值驗證 145
4.5.2 研究區域減量前後懸浮微粒擴散情形 147
4.6 懸浮微粒濃度減量後影響之健康效應 153
4.6.1 室外懸浮微粒濃度與滲入改善以推算總暴露 153
4.6.2 總暴露改善增加個人終生壽命與節省年醫療支出 155
4.7 懸浮微粒預測模型之應用 157
第五章 結論與建議 159
5.1 結論 159
5.2 建議 160
參考文獻 162
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論文全文使用權限:同意授權於2018-08-26起公開