專利名稱：地下污染檢測和分析系統(tǒng)、方法和計算機(jī)程序產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及地下區(qū)域污染分析系統(tǒng)，更具體地，涉及一種用在污染區(qū)域評估和清理決策過程中的智能數(shù)據(jù)獲取、處理和分析工具。
背景技術(shù)：
大的、復(fù)雜的環(huán)境破壞或污染場所對于正確的定性和清除表現(xiàn)出困難而潛在昂貴的挑戰(zhàn)。通常，廣泛的評估工作留給財產(chǎn)所有者和工程顧問比答案更多的問題。同樣困難的一個問題是如何確定與污染場所相關(guān)聯(lián)的法律責(zé)任和財務(wù)責(zé)任的水平，這一困難導(dǎo)致恢復(fù)財產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)生存力的延遲。兩個最大的問題是“作為環(huán)境污染的結(jié)果，給財產(chǎn)所有者有哪些責(zé)任？”以及“能否在預(yù)算之內(nèi)現(xiàn)實(shí)地清理此場所？”在今天的技術(shù)環(huán)境下，先進(jìn)傳感器、電信、計算能力和可視化軟件的可用性已經(jīng)極大地改變了收集信息、決策和設(shè)計工程系統(tǒng)的方式。例如，如與智能數(shù)據(jù)庫相連的核磁共振成像(MRI)等診斷工具在有創(chuàng)手術(shù)或治療之前，向放射科醫(yī)師和外科醫(yī)生提供了對人體內(nèi)的情況更為詳細(xì)的了解。此外，將實(shí)時傳感器與高速電信相連使醫(yī)學(xué)教授能夠利用機(jī)器人技術(shù)從另一大陸遠(yuǎn)程地執(zhí)行外科手術(shù)。
上述示例只是今天的技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)改變醫(yī)學(xué)界和科學(xué)界的多個實(shí)例中的幾個。這些示例還顯著地改變了診斷醫(yī)學(xué)條件的商業(yè)狀況，利用少量專家的知識和才能，為世界任何地方都能提供最好的治療。，可以將類似的概念應(yīng)用于環(huán)境污染或財產(chǎn)損害的評估和清理。簡單地說，同時向處理污染財產(chǎn)的評估、風(fēng)險分析、工程設(shè)計和決策過程中所涉及的各方提供更為完整和詳細(xì)的信息能夠以低風(fēng)險和低成本更好地進(jìn)行決策。
傳統(tǒng)上，大多數(shù)環(huán)境污染場所的調(diào)查涉及一個很長的過程，包括由環(huán)境顧問準(zhǔn)備書寫工作計劃、由財產(chǎn)所有者和管理機(jī)構(gòu)同意、現(xiàn)場調(diào)查、實(shí)驗室分析和書寫調(diào)查結(jié)果和建議。此過程極其緩慢(幾個月到幾年)，并且是勞動密集的。其成果經(jīng)常受到多種置疑，導(dǎo)致了該過程的重復(fù)，以獲得額外的信息。財產(chǎn)所有者和所有者的環(huán)境顧問所承擔(dān)的取證現(xiàn)任，加之?dāng)?shù)據(jù)獲取的高成本，導(dǎo)致了不完整的評估，作為不完整的信息的結(jié)果，增加了風(fēng)險，以及不正確的設(shè)計和應(yīng)用清理工具。
由于數(shù)據(jù)獲取的高成本和將數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來的高成本，這個問題變得更為復(fù)雜。通過利用鉆孔機(jī)和直接壓擠技術(shù)對土樣、地下水和來自地下的氣體的侵入采樣，來收集大多數(shù)數(shù)據(jù)。典型地，這些過程每天產(chǎn)生5～30個樣本，用于現(xiàn)場工具或遠(yuǎn)程固定實(shí)驗室的隨后分析?？紤]到動用沉重設(shè)備和人員來收集樣本的高成本，預(yù)算的限制經(jīng)常限制了所獲得的樣本的總數(shù)和總量，從而限制了特定場所的數(shù)據(jù)集合的完整性。
此外，通常依據(jù)環(huán)境顧問對現(xiàn)場地質(zhì)的假定的理解水平來規(guī)定獲得樣本的預(yù)定地點(diǎn)和預(yù)定深度。更為經(jīng)常的是，沒有充分考慮根據(jù)實(shí)際觀察的現(xiàn)場條件來修改采樣計劃。這些因素使得有限的數(shù)據(jù)集合更加難以解決問題，尤其是考慮到在當(dāng)前的預(yù)算或工作計劃中并未包括為了足以描繪出任何已識別的污染所需的對任何額外樣本。
在利用目前的技術(shù)要充分評估或定性具有環(huán)境污染的財產(chǎn)的第三困難因素是，有效獲得表示污染濃度的樣本的困難性。目前的土壤取樣和地下水采樣設(shè)備在各種理想的地質(zhì)區(qū)域中工作得相當(dāng)好，但在復(fù)雜、異質(zhì)土壤條件的區(qū)域中極為無效。典型地，對于含有如沙礫等大尺寸顆粒的飽和土壤區(qū)域和那些高滲液土壤區(qū)域，利用最好的土壤取樣工具也難以取得好的樣本。在含有如粘土和泥漿材料等小尺寸顆粒的飽和土壤區(qū)中，低滲透性使得地下水樣本難以獲得。不飽和土壤條件下的問題在于，難以獲取全樣本，難以防止揮發(fā)性化合物的損耗。而且，當(dāng)來自預(yù)定地點(diǎn)和深度的樣本未得到充分取樣時，數(shù)據(jù)集合會受影響，且不確定性增加。[***]
影響在污染場所評估期間所獲得的信息數(shù)量和質(zhì)量的其他因素包括所人為產(chǎn)生的處理和運(yùn)送方面的誤差、傳送延遲、實(shí)驗室處理誤差和延遲、由實(shí)驗室和多種現(xiàn)場評估工具所創(chuàng)建的多種數(shù)據(jù)格式等。多數(shù)情況下，所獲得的用于解釋地質(zhì)學(xué)和化學(xué)污染遷移和降解之間的相互作用的數(shù)據(jù)是不充分的。
在獲得數(shù)據(jù)以后，它們會經(jīng)常按照不兼容的表格格式或二維圖來顯示。這些難用的數(shù)據(jù)格式導(dǎo)致了報告準(zhǔn)備、審閱和決策過程的延遲。最終結(jié)果是緩慢的處理、難以使用且較高的不確定性。這個緩慢的過程是定價、保險和工程設(shè)計的基礎(chǔ)，導(dǎo)致了受環(huán)境破壞的財產(chǎn)的恢復(fù)變得昂貴、滯后和低效。
因此，根據(jù)以上所述，需要一種智能的數(shù)據(jù)系統(tǒng)、工具、方法和計算機(jī)程序產(chǎn)品，用于源區(qū)污染數(shù)據(jù)獲取、分析和處理，允許每天收集和分析多個樣本，產(chǎn)生詳細(xì)的垂直輪廓，能夠構(gòu)成地下的橫斷面和3D圖像。此外，所需系統(tǒng)、方法和計算機(jī)程序產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)是低成本的、健壯的和精確的，以便在由知識和技術(shù)程度不同的人進(jìn)行操作時，產(chǎn)生可重復(fù)的結(jié)果。所需系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)提供近似實(shí)時的信息，以便用于決策。所需系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)匯集在多個場所獲得的數(shù)據(jù)的綜合價值，以隨著時間，逐漸降低受污染財產(chǎn)的恢復(fù)成本。

發(fā)明內(nèi)容
用于端到端數(shù)據(jù)獲取和傳遞的系統(tǒng)、方法和計算機(jī)程序產(chǎn)品的典型實(shí)施例包括以下步驟a)通過直接讀取傳感器，獲取環(huán)境地下數(shù)據(jù)；b)對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行地理標(biāo)注；c)向數(shù)據(jù)分析應(yīng)用服務(wù)器傳輸所述數(shù)據(jù)；以及d)分析所述的數(shù)據(jù)以獲得關(guān)于所述數(shù)據(jù)的信息。
在典型方法中，步驟(a)的所述數(shù)據(jù)可以包括一個或多個數(shù)據(jù)參數(shù)。
在典型方法中，所述環(huán)境地下數(shù)據(jù)涉及地下的化學(xué)和地質(zhì)學(xué)屬性。
在典型方法中，步驟(a)的所述直接讀取傳感器可以包括直接傳感技術(shù)；光學(xué)傳感器；化學(xué)傳感器；機(jī)電傳感器；膜界面探頭(MIP)傳感器；高級MIP傳感器；激光誘導(dǎo)熒光(LIF)傳感器；紫外誘導(dǎo)熒光(UVF)傳感器；聚合物傳感器；或光暈傳感器。
在典型方法中，所述步驟(b)的所述地理標(biāo)注可以包括在至少兩個維度中進(jìn)行地理標(biāo)注；或針對地球表面上的特定點(diǎn)，對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行地理標(biāo)注。
在典型方法中，所述至少兩個維度可以包括緯度、經(jīng)度、海拔高度和時間。
在典型方法中，所述步驟(b)的所述地理標(biāo)注包括在至少三個維度中進(jìn)行地理標(biāo)注。
在典型方法中，所述至少三個維度可以包括緯度、經(jīng)度、海拔高度和時間。在典型方法中，所述步驟(c)的所述傳輸可以包括通過因特網(wǎng)進(jìn)行傳輸；或通過無線通信鏈路進(jìn)行傳輸。
在典型方法中，步驟(c)的所述應(yīng)用服務(wù)器包括應(yīng)用服務(wù)提供商(ASP)。
在典型方法中，所述步驟(d)可以包括將所述數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中；挖掘所述數(shù)據(jù)；利用算法，計算來自所述數(shù)據(jù)的所述信息；在至少兩個維度中進(jìn)行可視化處理；顯示所述數(shù)據(jù)的圖形可視化；形成所述數(shù)據(jù)的地圖；或以二維和三維格式中的至少一種格式來顯示所述數(shù)據(jù)。
在典型方法中，所述步驟(d)可以包括將原始數(shù)據(jù)精煉為已處理數(shù)據(jù)；針對所述數(shù)據(jù)的獲取中的變化，對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化；對膜界面探頭(MIP)的膜條件進(jìn)行歸一化；對包括化學(xué)濃度和土壤水矩陣中的至少一個的實(shí)際地下條件的變化進(jìn)行歸一化；確定相對質(zhì)量功效數(shù)據(jù)，包括確定以下至少之一壓力、流速、檢測器條件、漂移、校準(zhǔn)、探頭深度、流體靜力學(xué)和分析/電系統(tǒng)的基線噪聲；存儲所述數(shù)據(jù)；將所述數(shù)據(jù)聚集成聚集數(shù)據(jù)；利用所述聚集數(shù)據(jù)，確定預(yù)測建模；利用所述聚集數(shù)據(jù)，評估風(fēng)險的測量；利用所述聚集數(shù)據(jù)，評價風(fēng)險；計算化學(xué)混合物的總質(zhì)量；計算受影響的土壤和地下水的體積；計算化合物標(biāo)識；計算清除成本；執(zhí)行敏感度分析；比較多個場所的數(shù)據(jù)。
在典型方法中，所述執(zhí)行敏感度分析的步驟可以包括利用“儀表盤”型顯示器進(jìn)行顯示；以及向辦公室設(shè)備或現(xiàn)場設(shè)備中的至少一個提供結(jié)果。
在典型方法中，所述方法還可以包括e)將所述信息張貼在網(wǎng)站行，以便由授權(quán)用戶進(jìn)行訪問。
在典型方法中，所述網(wǎng)站可以包括安全因特網(wǎng)網(wǎng)站。
在典型方法中，所述方法還可以包括e)在網(wǎng)絡(luò)上向移動設(shè)備傳輸所述信息。在典型方法中，所述網(wǎng)絡(luò)可以包括無線網(wǎng)絡(luò)。
在典型方法中，所述方法還可以包括e)將所述數(shù)據(jù)聚集成聚集數(shù)據(jù)；f)挖掘所述數(shù)據(jù)；g)利用所述聚集數(shù)據(jù)，確定預(yù)測建模；h)利用所述聚集數(shù)據(jù)，評估風(fēng)險的測量；i)利用所述聚集數(shù)據(jù)，評價風(fēng)險；j)基于以下至少之一向用戶提供多個場所的相對分析地質(zhì)信息和污染條件；以及k)將所述數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中；l)梳理數(shù)據(jù)；m)將數(shù)據(jù)與以下至少之一進(jìn)行比較歷史數(shù)據(jù)和來自其他場所的數(shù)據(jù)；n)執(zhí)行數(shù)據(jù)挖掘；或o)對場所進(jìn)行排序。
在典型方法中，所述方法還可以包括e)傳輸所述信息，包括i.通過因特網(wǎng)將包括已完成的數(shù)據(jù)分析的所述信息傳輸回源地點(diǎn)，用于決策和處理改變；或ii.將所述信息無線地傳輸給移動設(shè)備，以便于通過因特網(wǎng)協(xié)議對根據(jù)所述傳感器輸出分析得到的所述信息的訪問。
在典型方法中，所述方法還可以包括f)針對以下至少之一的變化，對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化所述數(shù)據(jù)的獲取、膜界面探頭(MIP)的膜條件、包括化學(xué)濃度和土壤水矩陣中的至少一個的地下條件；或g)確定相對質(zhì)量功效數(shù)據(jù)，包括確定以下至少之一壓力、流速、檢測器條件、漂移、校準(zhǔn)、探頭深度、流體靜力學(xué)和分析/電系統(tǒng)的基線噪聲。
在另一典型實(shí)施例中，闡述了一種系統(tǒng)、方法和計算機(jī)程序產(chǎn)品，其中利用智能數(shù)據(jù)系統(tǒng)配備和訓(xùn)練被許可運(yùn)營商進(jìn)行遠(yuǎn)程地點(diǎn)的傳感器數(shù)據(jù)獲取的方法可以包括以下步驟a)向被許可運(yùn)營商收取一次性配置費(fèi)用，以獲得提供傳感器數(shù)據(jù)獲取服務(wù)的許可和訓(xùn)練；b)向被許可運(yùn)營商收取日常運(yùn)行訂閱費(fèi)用，以訪問和使用智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)倉儲服務(wù)；或c)向被許可運(yùn)營商收取獨(dú)立項目費(fèi)用，其中獨(dú)立項目費(fèi)用根據(jù)所需的分析、顯示或定制傳遞結(jié)果的量而改變。
在典型方法中，所述方法可以包括步驟(b)的數(shù)據(jù)傳輸，可以包括通過軟件鏈路將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)站。
在典型方法中，所述方法可以包括步驟(b)的智能數(shù)據(jù)分析，可以包括應(yīng)用計算軟件，包括對地理標(biāo)注直接讀取傳感器數(shù)據(jù)的2D可視化或3D可視化。
在典型方法中，所述方法可以包括步驟(b)的智能數(shù)據(jù)分析，包括將數(shù)據(jù)聚集到比較數(shù)據(jù)庫中；根據(jù)地質(zhì)和污染條件，向用戶提供多個場所的相對分析。
在典型方法中，步驟(b)的數(shù)據(jù)倉儲服務(wù)可以包括向網(wǎng)站張貼和傳遞交互式二維可視化、交互式三維可視化和工程設(shè)計數(shù)據(jù)。
在典型方法中，步驟(c)可以包括向被許可運(yùn)營商或被許可訪問的其他客戶端中的至少一個傳遞軟件和針對每個項目的紙張傳遞結(jié)果。
在另一典型實(shí)施例中，包括了一種增強(qiáng)膜界面探頭。在典型實(shí)施例中，一種膜界面探頭設(shè)備可以包括膜界面探頭(MIP)傳感器，具有比傳統(tǒng)MIP傳感器大的直徑。
在典型系統(tǒng)中，增強(qiáng)MIP可以適合于直接與大直徑桿系統(tǒng)相連。
在典型系統(tǒng)中，增強(qiáng)MIP可以允許所述MIP傳感器與大容量擠壓和錘擊系統(tǒng)一起使用。
在典型系統(tǒng)中，增強(qiáng)MIP可以允許在存在驅(qū)動桿柱的低側(cè)壁支撐的情況下使用。
在典型系統(tǒng)中，增強(qiáng)MIP可以適合于包括兩個或多個滲透膜。
在典型系統(tǒng)中，增強(qiáng)MIP可以包括具有兩個或多個滲透膜的膜界面探頭(MIP)傳感器。
在典型系統(tǒng)中，公開了增強(qiáng)MIP，其中所述兩個或多個滲透膜在所述MIP傳感器的外周等距排列。
在典型系統(tǒng)中，公開了增強(qiáng)MIP，其中所述MIP傳感器操作用于改善外周傳感并增加對所述MIP傳感器收集易揮發(fā)有機(jī)物質(zhì)的可能性。
在典型系統(tǒng)中，公開了增強(qiáng)MIP，其中膜界面探頭設(shè)備包括膜界面探頭(MIP)傳感器，適合于通過包括水下電纜電連接和0形環(huán)機(jī)械連接來提高水密封完整性。
在典型系統(tǒng)中，公開了增強(qiáng)MIP，其中MIP是一種模塊化膜界面探頭(MIP)設(shè)備，包括模塊化膜界面探頭(MIP)傳感器，由多個模塊化組件構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)了所述多個模塊化組件中任何故障組件的現(xiàn)場可服務(wù)更換。
在典型系統(tǒng)中，公開了模塊化MIP設(shè)備，包括外圓筒，具有空腔；或(或貫穿裝置和/或，即邏輯或操作)內(nèi)芯圓筒組件，可現(xiàn)場插入到所述空腔中，并具有加熱器腔，其中所述加熱器腔適合于容納可現(xiàn)場插入的可拆除筒形加熱元件。
在典型系統(tǒng)中，公開了增強(qiáng)MIP，其中所述模塊化MIP設(shè)備可以包括可拆除導(dǎo)電前端組件。
在典型系統(tǒng)中，公開了增強(qiáng)MIP，其中所述模塊化MIP設(shè)備可以包括可現(xiàn)場插入的可拆除筒形加熱元件。
在典型系統(tǒng)中，公開了增強(qiáng)MIP，其中所述模塊化MIP設(shè)備可以包括防水電連接器和/或O形環(huán)密封件。
在典型系統(tǒng)中，公開了增強(qiáng)MIP，其中膜界面探頭設(shè)備可以包括膜界面探頭(MIP)傳感器，包括直接位于探頭內(nèi)的可拆除收集器，用于易揮發(fā)有機(jī)化合物的收集和集中。
在典型系統(tǒng)中，公開了增強(qiáng)MIP，其中所述可拆除收集器實(shí)現(xiàn)了所述易揮發(fā)有機(jī)化合物濃度的低水平檢測和通過后續(xù)運(yùn)行的色譜方法對化合物的特定識別。
在典型系統(tǒng)中，公開了增強(qiáng)MIP，其中MIP還可以包括利用色譜方法提供對所述MIP傳感器的校準(zhǔn)。
在典型系統(tǒng)中，公開了增強(qiáng)MIP，其中MIP還可以包括用于在MIP采樣和記錄日志事件期間同時收集和集中易揮發(fā)有機(jī)化合物的裝置。
在典型系統(tǒng)中，公開了增強(qiáng)MIP，其中膜界面探頭設(shè)備可以包括膜界面探頭(MIP)傳感器，包括從所述MIP傳感器體到表面檢測器套的加熱傳送線，以最小化易揮發(fā)有機(jī)化合物在冷傳送線中的損耗。
在典型系統(tǒng)中，公開了增強(qiáng)MIP，其中膜界面探頭設(shè)備可以包括膜界面探頭(MIP)傳感器，包括增強(qiáng)掃描解決方案模塊和樣本導(dǎo)入系統(tǒng)，適合于減小整體設(shè)備占地面積和成本，用于導(dǎo)入校準(zhǔn)氣體，并允許同時采樣易揮發(fā)有機(jī)氣體流，以便立即進(jìn)行色譜分析。
在典型系統(tǒng)中，公開了增強(qiáng)MIP，其中膜界面探頭設(shè)備可以包括膜界面探頭(MIP)傳感器，包括與數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)集成的全球衛(wèi)星定位(GPS)接收器，適合于允許利用樣本數(shù)據(jù)同時進(jìn)行采樣點(diǎn)的地理標(biāo)注。
在典型系統(tǒng)中，公開了增強(qiáng)MIP，其中膜界面探頭系統(tǒng)可以包括膜界面探頭(MIP)傳感器，包括與數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)進(jìn)行無線通信的移動設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)從所述MIP傳感器到基站的近似實(shí)時的傳送。
在典型系統(tǒng)中，公開了增強(qiáng)MIP，其中所述移動設(shè)備可以包括圖形顯示和控制模塊，適合于對所述數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)的操作進(jìn)行操作。
在典型系統(tǒng)中，公開了增強(qiáng)MIP，其中所述移動設(shè)備是便攜式的。
在典型系統(tǒng)中，公開了一種增強(qiáng)掃描解決方案模塊，包括流控制子系統(tǒng)；與所述流控制子系統(tǒng)相連的檢測器子系統(tǒng)；與所述流控制子系統(tǒng)相連的干燥器/潮氣分離器子系統(tǒng)；與所述流控制子系統(tǒng)相連的采樣子系統(tǒng)；與所述流控制子系統(tǒng)、所述檢測器子系統(tǒng)、所述干燥器/潮氣分離器子系統(tǒng)和所述采樣子系統(tǒng)中的至少一個相連的軟件控制子系統(tǒng)。
在典型系統(tǒng)中，公開了增強(qiáng)掃描解決方案模塊，其中所述采樣子系統(tǒng)可以包括樣本環(huán)路；吸收收集器；以及氣體色譜注入端口。
在典型系統(tǒng)中，公開了增強(qiáng)掃描解決方案模塊，其中所述模塊還包括排氣器；氣動源；電源；旁路模塊；反饋信號；或壓力控制子系統(tǒng)。
在典型系統(tǒng)中，公開了增強(qiáng)掃描解決方案模塊，其中增強(qiáng)掃描解決方案模塊可以包括檢測器子系統(tǒng)；采樣子系統(tǒng)；與所述檢測器子系統(tǒng)和所述采樣子系統(tǒng)相連的軟件控制子系統(tǒng)。
在典型系統(tǒng)中，增強(qiáng)掃描解決方案模塊還包括與所述軟件控制子系統(tǒng)相連的干燥器/潮氣分離器子系統(tǒng)。
在典型系統(tǒng)中，增強(qiáng)掃描解決方案模塊可以包括樣本環(huán)路；吸收收集器；氣體色譜注入端口。
在典型系統(tǒng)中，增強(qiáng)掃描解決方案模塊還包括排氣器；氣動源；電源；旁路模塊；反饋信號；或壓力控制子系統(tǒng)。
在典型系統(tǒng)中，增強(qiáng)掃描解決方案模塊可以包括現(xiàn)場可重構(gòu)性，并且還可以包括多個運(yùn)營商可選模式。
在典型系統(tǒng)中，增強(qiáng)掃描解決方案模塊還可以包括多個預(yù)先可編程的操作模式，根據(jù)特定的條件，交互式地重新配置，以執(zhí)行多種功能中的任意功能。
在典型系統(tǒng)中，增強(qiáng)掃描解決方案模塊還可以包括所述檢測器子系統(tǒng)與氣體處理子系統(tǒng)之間的接口，允許插入樣本、另一檢測器、流動通道、流動通道速率、干燥器、排氣器、反饋或收集器。
在典型系統(tǒng)中，增強(qiáng)掃描解決方案模塊，所述軟件控制子系統(tǒng)可以包括數(shù)據(jù)記錄器；序列發(fā)生器；閥控制系統(tǒng)；監(jiān)視器；顯示器；或記錄功能。
以下將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)以及本發(fā)明多個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和操作。


根據(jù)以下對如附圖所示的本發(fā)明典型實(shí)施例的更為詳盡的描述，本發(fā)明的多個典型特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見，在附圖中，相似的參考數(shù)字通常表示相同、功能類似和/或結(jié)構(gòu)類似的元件。相應(yīng)參考數(shù)字中最左側(cè)的數(shù)字表示該元素第一次出現(xiàn)的附圖。
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的環(huán)境數(shù)據(jù)獲取和傳遞處理的方框圖的典型實(shí)施例；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的商業(yè)處理的方框圖的典型實(shí)施例；圖3是示出了由本發(fā)明的圖形用戶接口(GUI)產(chǎn)生的典型窗口或屏幕截影的典型實(shí)施例，示出了場所的補(bǔ)救印記；
圖4A是示出了根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例進(jìn)行了顯著再設(shè)計的膜界面探頭(MIP)的高度示意圖的典型實(shí)施例；圖4B是示出了根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例進(jìn)行了顯著再設(shè)計的膜界面探頭(MIP)的詳細(xì)示意圖的典型實(shí)施例，具有典型模塊化MIP的截面圖，包括兩個橫截面和扇形截面；圖4C是示出了根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例進(jìn)行了顯著再設(shè)計的膜界面探頭(MIP)的詳細(xì)示意圖的典型實(shí)施例，示出了具有O形環(huán)槽的內(nèi)芯圓筒組件；圖4D是示出了根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例進(jìn)行了顯著再設(shè)計的增強(qiáng)膜界面探頭(MIP)的典型外圓筒組件的詳細(xì)示意圖的典型實(shí)施例；圖5示出了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的典型計算機(jī)系統(tǒng)的方框圖的典型實(shí)施例；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的工作流進(jìn)程的典型實(shí)施例；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的整體智能數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)程的典型實(shí)施例；圖8A示出了根據(jù)本發(fā)明的、包括MIP探頭、控制器、檢測器和數(shù)據(jù)獲取模塊的MIP系統(tǒng)的典型實(shí)施例；圖8B示出了根據(jù)本發(fā)明的、包括MIP探頭、控制器、增強(qiáng)掃描解決方案模塊檢測器系統(tǒng)、數(shù)據(jù)獲取模塊和增強(qiáng)智能數(shù)據(jù)系統(tǒng)的MIP系統(tǒng)的典型實(shí)施例；圖9A是示出了根據(jù)本發(fā)明的傳統(tǒng)檢測系統(tǒng)的典型實(shí)施例的示意圖；圖9B是示出了根據(jù)本發(fā)明的增強(qiáng)掃描解決方案模塊的典型實(shí)施例的高度示意圖；圖9C示出了根據(jù)本發(fā)明的典型增強(qiáng)掃描解決方案功能性的典型實(shí)施例的更為詳細(xì)的版本；圖10A示出了提供根據(jù)本發(fā)明的典型增強(qiáng)智能數(shù)據(jù)分析客戶端-服務(wù)器系統(tǒng)的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的典型實(shí)施例；圖10B示出了包括根據(jù)本發(fā)明的、包括典型子系統(tǒng)模塊的增強(qiáng)智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的典實(shí)施例的應(yīng)用服務(wù)提供商(ASP)實(shí)施例的典型實(shí)施例
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的典型自持便攜式傳感器系統(tǒng)的典型實(shí)施例；圖12A是示出了根據(jù)本發(fā)明的智能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的典型實(shí)施例的示意圖；圖12B是示出了根據(jù)本發(fā)明的智能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的輸出的典型實(shí)施例的示意圖；圖12C是示出了提供對根據(jù)本發(fā)明的智能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的訪問的演示公司的網(wǎng)絡(luò)登錄窗口的典型實(shí)施例的瀏覽器的圖形用戶接口；圖12D是示出了提供對根據(jù)本發(fā)明的智能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的訪問的演示公司的制造設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)窗口示出典型結(jié)果文件的典型實(shí)施例的瀏覽器的圖形用戶接口；以及圖12E是示出了根據(jù)本發(fā)明的瀏覽器窗口示出典型可選結(jié)果文件的典型實(shí)施例的瀏覽器的圖形用戶接口。
具體實(shí)施例方式
下面，詳細(xì)討論本發(fā)明的優(yōu)選典型實(shí)施例。盡管對特定的典型實(shí)施例進(jìn)行討論，但應(yīng)當(dāng)理解的是這只是為了示例的目的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將意識到也可以使用其他的組件和結(jié)構(gòu)，而并不偏離本發(fā)明的精神和范圍。本發(fā)明通過提供一種用于源區(qū)污染數(shù)據(jù)獲取、分析和處理的系統(tǒng)、方法和計算機(jī)程序產(chǎn)品來滿足上述需要。
本發(fā)明的方法和計算機(jī)程序產(chǎn)品允許客戶端獲得更為快速和可靠的傳感器技術(shù)、快速計算分析和無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖钚逻M(jìn)步的有益效果，在比傳統(tǒng)方式可能更短的時間內(nèi)，創(chuàng)建場所下方的水文地質(zhì)學(xué)和污染的診斷圖像；評估財產(chǎn)的事務(wù)處理和健康風(fēng)險；避免下游成本；并完成事務(wù)處理，或結(jié)案。智能數(shù)據(jù)處理能夠每天收集比傳統(tǒng)方法多得多的數(shù)據(jù)，以近似實(shí)時的方式提供數(shù)據(jù)以便及時進(jìn)行決策，并按照容易使用的格式提供數(shù)據(jù)。
在典型實(shí)施例中，利用智能數(shù)據(jù)系統(tǒng)來迅速處理對地下的可靠定性。可以更為有效地實(shí)現(xiàn)場所評估，因為本發(fā)明所產(chǎn)生的智能數(shù)據(jù)具有更高的分辨率，所以將做出更少的解譯錯誤，并立即可用，并能夠以每日為基礎(chǔ)來進(jìn)行處理和繪制數(shù)據(jù)地圖。因此，可以將結(jié)果用于直到下一天的活動。根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的智能數(shù)據(jù)系統(tǒng)還能極大地降低補(bǔ)救成本，因為本系統(tǒng)提供了與場所水文地質(zhì)學(xué)有關(guān)的化學(xué)事件的更為集中的圖像。
在典型實(shí)施例中，智能數(shù)據(jù)系統(tǒng)包括用于存儲從多個場所收集到的聚集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。在典型實(shí)施例中，智能數(shù)據(jù)系統(tǒng)獲取原始數(shù)據(jù)，聚集來自MIP系統(tǒng)、來自氣體色譜分析、來自地理位置、來自其他傳感器的數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)集合。智能數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以處理原始數(shù)據(jù)以精煉所述數(shù)據(jù)，能夠?qū)Λ@取過程中的變化進(jìn)行歸一化，并能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量保證分析。
例如，對變化的歸一化處理可以補(bǔ)償膜性能或條件的漂移、補(bǔ)償實(shí)際地下條件的變化，如化學(xué)濃度和土壤水矩陣等。處理可以包括分析數(shù)據(jù)的相對質(zhì)量和功效。處理系統(tǒng)可以分析并說明壓力、流速、檢測器條件(可以說明漂移，并可以利用示蹤氣體等進(jìn)行校準(zhǔn))、探頭深度(流體靜力學(xué))和由于分析/電學(xué)系統(tǒng)所引起的基線噪聲的變化。
可以挖掘和處理數(shù)據(jù)，例如包括利用3D可視化技術(shù)，并可以近似實(shí)時地傳遞到現(xiàn)場，以便由現(xiàn)場人員通過應(yīng)用服務(wù)提供商(ASP)、基于網(wǎng)絡(luò)的接口和無線設(shè)備接入等進(jìn)行訪問。可以將視頻用于表示隨時間的變化。
可以從多個場所聚集數(shù)據(jù)，并將其用作風(fēng)險和性能的預(yù)測手段。
I.概述本發(fā)明提供了一種用于源區(qū)污染數(shù)據(jù)獲取、分析和處理的系統(tǒng)、方法和計算機(jī)程序。
包括財產(chǎn)所有者、貸款機(jī)構(gòu)、承保人和顧問工程師的組織看重更低的成本、更短的項目周期和管理及金融承保人批準(zhǔn)的迅速。
如上所述，傳統(tǒng)的環(huán)境調(diào)查和清理經(jīng)濟(jì)由數(shù)據(jù)獲取的高成本和延遲所左右。這導(dǎo)致了設(shè)計較差且昂貴的工程解決方案和無效的清理。本發(fā)明的智能數(shù)據(jù)工具以部分時間和成本提供了幾十到一百倍的數(shù)據(jù)。更為準(zhǔn)確地說，智能數(shù)據(jù)分析、顯示和報告服務(wù)將此數(shù)據(jù)變?yōu)楦咝实?、面向決策的信息，對于財產(chǎn)所有者具有降低30～50％成本的凈收益和更好質(zhì)量和更快速的產(chǎn)出。
本發(fā)明提供了多級數(shù)值產(chǎn)生·財產(chǎn)所有者-調(diào)查和清理的低成本、更快的循環(huán)時間和更低的保險成本；·顧問工程師-多10到100倍的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致了低成本的更為有效的清理；·承保人-更為詳細(xì)的信息，導(dǎo)致了較少的不確定性和風(fēng)險；·服務(wù)伙伴-銷售上顯著的增長，更高的利潤空間；以及·策略出資人-能夠以邊緣技術(shù)(cutting-edge technology)使用大量高質(zhì)量的服務(wù)提供商。
此外，本發(fā)明的方案實(shí)質(zhì)上降低了與財產(chǎn)的環(huán)境特性相關(guān)聯(lián)的不確定性。這反過來加速了財產(chǎn)事務(wù)處理，并降低了環(huán)境保險的保險費(fèi)。對此市場的研究表明環(huán)境保險保險費(fèi)和擔(dān)保需求的40到60％來源于環(huán)境評估的不確定性。智能數(shù)據(jù)提供了全面量化和環(huán)境條件的易于理解的3D顯示(參見圖3)，其實(shí)質(zhì)上提高了潛在問題的清晰度和可視性，改進(jìn)了決策，并降低了風(fēng)險。
現(xiàn)在，將根據(jù)上述示例，對本發(fā)明進(jìn)行更為詳細(xì)的描述。這只是為了方便起見，而并非限制本發(fā)明的應(yīng)用。實(shí)際上，在閱讀了以下描述之后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚如何在替代實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)以下發(fā)明。例如，通過與原地傳感器、地理標(biāo)注定位、向基站無線傳送數(shù)據(jù)、通過因特網(wǎng)傳送數(shù)據(jù)、計算軟件以及交互式網(wǎng)站上的顯示相結(jié)合，本發(fā)明可以用于對易揮發(fā)有機(jī)化合物的補(bǔ)救的現(xiàn)場性能監(jiān)視。
本發(fā)明還可以用于獲取與內(nèi)陸水體的化學(xué)和物理參數(shù)有關(guān)的大量地理標(biāo)注數(shù)據(jù)。反過來，此數(shù)據(jù)可用于監(jiān)視生態(tài)系統(tǒng)、環(huán)境污染和船只和車輛的排放是否符合要求。
II.系統(tǒng)操作A.過程本發(fā)明的方法和計算機(jī)程序產(chǎn)品采用環(huán)境數(shù)據(jù)獲取和傳遞的惟一端到端處理，如圖1所示。圖1示出了典型實(shí)施例中，可以執(zhí)行以下一個或多個步驟的典型過程1、利用原地直接讀取傳感器來獲取數(shù)據(jù)參數(shù)；2、對地球表面指定點(diǎn)的每個數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行地理標(biāo)注，從而產(chǎn)生地理參考傳感器陣列，如步驟102中所示；3、通過如步驟104所示的無線通信鏈路等一個或多個通信網(wǎng)絡(luò)鏈路傳輸數(shù)據(jù)參數(shù)，以及通過如步驟106所示的因特網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)傳輸至位于如應(yīng)用服務(wù)提供商(ASP)處的數(shù)據(jù)庫，以便進(jìn)行分析和顯示，利用通信鏈路，并通過如步驟108所示的數(shù)據(jù)庫接口，將稍后的訪問和查詢存儲在數(shù)據(jù)庫中；數(shù)據(jù)分析和處理的執(zhí)行包括計算、圖形格式的可視化、形成地圖和以二維和三維格式進(jìn)行顯示，利用步驟110所示的分析/計算軟件，并創(chuàng)建交互式2D、3D和nD(如時延視頻)可視輸出，如步驟112所示。額外的計算可以包括如化學(xué)混合物的總質(zhì)量、受影響的土壤和地下水的體積、化合物識別、移動成本、和/或利用“儀表盤”型顯示器的敏感度分析。在典型實(shí)施例中，智能數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以包括用于存儲原始數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)和從多個場所收集到的聚集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。讀者可以參考圖1、8B、10B和12A，給出了與根據(jù)本發(fā)明的智能數(shù)據(jù)系統(tǒng)有關(guān)的更為詳細(xì)的討論。在典型實(shí)施例中，智能數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以獲取原始數(shù)據(jù)，如聚集來自MIP系統(tǒng)、來自氣體色譜分析、來自地理位置、來自其他傳感器和來自其他數(shù)據(jù)集合的數(shù)據(jù)。智能數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以處理原始數(shù)據(jù)以精煉數(shù)據(jù)，可以對獲取中的變化進(jìn)行歸一化，并可以對數(shù)據(jù)執(zhí)行質(zhì)量確保分析。例如，對變化進(jìn)行歸一化的處理可以補(bǔ)償膜性能或條件的漂移，以及補(bǔ)償實(shí)際地下條件的變化，如化學(xué)濃度和土壤水矩陣。處理可以包括分析數(shù)據(jù)的相對質(zhì)量和功效。處理系統(tǒng)可以分析并統(tǒng)計壓力、流速、檢測器條件(可以說明漂移，并可以利用示蹤氣體等進(jìn)行校準(zhǔn))、探頭深度(流體靜力學(xué))和由于分析/電學(xué)系統(tǒng)所引起的基線噪聲的變化?？梢酝诰蚝吞幚頂?shù)據(jù)，例如包括利用3D可視化技術(shù)(步驟112)，并可以近似實(shí)時地傳遞到現(xiàn)場，以便由現(xiàn)場人員通過應(yīng)用服務(wù)提供商(ASP)、基于網(wǎng)絡(luò)的接口和無線設(shè)備接入等進(jìn)行訪問(步驟114、116、118)?？梢詫⒁曨l用于表示隨時間的變化。
4、將數(shù)據(jù)聚集到比較數(shù)據(jù)庫中，利用如步驟118所示的數(shù)據(jù)庫接口，并基于地質(zhì)和污染條件向用戶提供對多個場所的相對分析，包括如步驟114所示的交互式顯示?？梢詮亩鄠€場所聚集數(shù)據(jù)，并可以用作風(fēng)險和性能的預(yù)測手段。
5、通過如安全因特網(wǎng)網(wǎng)站來張貼完整的數(shù)據(jù)分析，用于交互式訪問，并用于由獲準(zhǔn)的個人進(jìn)行查看，可以如步驟114所示。
6、通過如因特網(wǎng)等將完成的數(shù)據(jù)分析傳輸回源區(qū)，以便進(jìn)行決策和處理變化，可以如步驟116所示。
7、利用無線通信設(shè)備有利于傳感器輸出與因特網(wǎng)的連接，可以在典型實(shí)施例中提供，如步驟104、118所示。當(dāng)然，也可以使用有線通信鏈路，在該鏈路可用的范圍內(nèi)。
B.商業(yè)過程在典型實(shí)施例中，實(shí)體可以利用商業(yè)過程來實(shí)現(xiàn)和提供利用本發(fā)明的智能數(shù)據(jù)系統(tǒng)、方法和計算機(jī)程序產(chǎn)品的銷售服務(wù)。此商業(yè)過程的典型實(shí)施例如圖2所示，包括執(zhí)行以下一個或多個步驟1、配備和訓(xùn)練被許可運(yùn)營商(“用戶”)202，利用智能數(shù)據(jù)系統(tǒng)來執(zhí)行遠(yuǎn)程地點(diǎn)的傳感器數(shù)據(jù)獲取。在典型實(shí)施例中，這些運(yùn)營商可以通過支付一次性配置費(fèi)用來獲得許可和訓(xùn)練；通過支付日常運(yùn)行訂閱費(fèi)來訪問本發(fā)明的分析軟件和數(shù)據(jù)倉儲服務(wù)；和/或通過支付單獨(dú)項目費(fèi)用，該費(fèi)用可能根據(jù)分析、顯示和顧客所需的輸送能力的數(shù)量而變化。被許可運(yùn)營商202可以按收費(fèi)方式或收入分成方式來提供數(shù)據(jù)獲取和傳輸服務(wù)。
2、可以提供通過軟件鏈路向由該實(shí)體運(yùn)行的網(wǎng)站傳輸數(shù)據(jù)，如典型實(shí)施例所示，利用私有軟件鏈路208。
3、如圖所示，許可人204可以允許實(shí)體利用根據(jù)本發(fā)明的方法的計算軟了來進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。在典型實(shí)施例中，可以采用應(yīng)用服務(wù)提供商(ASP)模型，如參照圖10B所示，以下將進(jìn)一步討論。在典型實(shí)施例中，可以通過購買ASP的服務(wù)來頂替應(yīng)當(dāng)支付給ASP的費(fèi)用。這種費(fèi)用可以是一次性費(fèi)用、周期性費(fèi)用、捆綁費(fèi)用和/或訂閱費(fèi)用。
4、許可人204可以執(zhí)行將數(shù)據(jù)聚集到比較數(shù)據(jù)庫中，如可以從美國馬里蘭州黑爾索普(Halethorpe)的哥倫比亞技術(shù)公司得到的哥倫比亞技術(shù)環(huán)境比較知識庫(ECK)，向用戶提供了基于地質(zhì)和污染條件對多個場所的相對分析。
5、向交互式網(wǎng)站206張貼和傳遞交互式二維和三維可視化(如圖3所示，可視化300具有以x軸308表示的x方向上的一個維度、以y軸314表示的y方向上的另一維度、以z軸306表示的z方向上的另一維度)和關(guān)鍵工程設(shè)計數(shù)據(jù)，可以由實(shí)體來運(yùn)行，并可以由許可人204來操作。可以利用如因特網(wǎng)瀏覽器等瀏覽器和/或超文本標(biāo)識語言(HTML)鏈路來訪問可視化和數(shù)據(jù)。例如，如圖3所示，可視化可以包括表示從何處獲得MIP探頭樣本的3D空間地圖上的地理標(biāo)注地點(diǎn)?？梢圆捎貌噬幋a，如顏色帶指示符310所示。可以采用地理信息系統(tǒng)作為顯示數(shù)據(jù)的方法，再現(xiàn)、截面轉(zhuǎn)換、360度電影、體積計算、形成3D表面區(qū)域輪廓地圖、污染羽狀空間對地下水(ground water，GW)井的3D視頻、連續(xù)傳感器輪廓的GW樣本的圖形比較。
6、向許可客戶端206和/或被許可訪問的其他客戶端傳遞每個項目的軟件、可視顯示、工程數(shù)據(jù)和紙件結(jié)果報告。
C.增強(qiáng)膜界面探頭(MIP)在本發(fā)明的典型實(shí)施例中，可以利用從美國堪薩斯州薩萊納(Salina)的GEOPROBE SYSTEMS，INC.得到的、且如美國專利No.5,639,956(‘956專利)所述的膜界面探頭(MIP)，作為智能數(shù)據(jù)系統(tǒng)的一部分，以便將易揮發(fā)的有機(jī)化合物從地下傳送到表面，利用化學(xué)傳感器進(jìn)行測量。這里將‘956專利的全部一并作為參考。下面，參照圖4A～4D對改進(jìn)MIP 402的典型實(shí)施例進(jìn)行描述。‘956專利中所描述的MIP可以包括雙極導(dǎo)電性傳感器410，用于現(xiàn)場測量導(dǎo)電性，作為土壤顆粒尺寸的指示。可以利用水壓或氣壓反作用重力或錘子，將探頭擊打或錘擊到地下。
圖4A示出了在本發(fā)明的典型實(shí)施例中、對其進(jìn)行增強(qiáng)以包括多個有用特征的MIP 400。當(dāng)然，在本發(fā)明的替代典型實(shí)施例中，可以修改MIP 400以包括下述多個有用特征的任意組合。例如，在本發(fā)明的典型實(shí)施例中，可以重新設(shè)計和增強(qiáng)MIP 400，以包含以下一個或多個有利特征，如圖4A所示。
1、在典型實(shí)施例中，增強(qiáng)MIP 400可以包括外圓筒組件402，其可以包括比傳統(tǒng)可用探頭更大直徑的探頭(2.125英寸)，如圖4的示意圖400所示，以便直接與較大直徑的桿403相連。大直徑桿403可以顯著增加驅(qū)動桿柱的屈服強(qiáng)度，從而允許桿與更腔的擠壓/錘擊系統(tǒng)一起使用，以及用在驅(qū)動桿柱具有較低側(cè)壁支撐的情況下。
2、在典型實(shí)施例中，可以按照可拆卸、多子系統(tǒng)、現(xiàn)場可更換的模塊化方式重新設(shè)計增強(qiáng)MIP探頭400，如圖4A～4D所示。如圖所示，MIP 400包括外圓筒組件402，如圖4D詳細(xì)所示，包括其中能夠與內(nèi)芯圓筒組件404緊密相連的空腔，內(nèi)芯圓筒組件404如圖4C詳細(xì)所示?？梢孕纬蓛?nèi)芯圓筒組件404以容納現(xiàn)場可更換筒形加熱器元件406。加熱器406用于加熱膜408周圍的區(qū)域，以下將詳細(xì)描述。還增強(qiáng)MIP 400以包括多個外部水密連接412。水密連接412包括多個得自于水下電纜應(yīng)用的組件。水密連接412包括隔板電連接器410、線內(nèi)電連接器414和接頭416。隔板電連接器410可以是SEA CONLSG-6-BC-HP，以及線內(nèi)電連接器414可以是SEA CON RMG-6-FS線內(nèi)連接器，可以從美國加利福尼亞州圣地亞哥的SEA CON Brantner &Associates公司得到。還示出了外部氣體連接，包括氣體子組件422以及入口和出口氣體套圈連接424。增強(qiáng)MIP 400以包括可拆卸導(dǎo)電性探頭前端組件418，具有雙極426和線428以及帽螺釘430，在與外圓筒組件402相連時，將前端組件418保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。圖4D的示意圖460包括示出了典型的三滲透膜實(shí)施例的增強(qiáng)MIP 400的典型外圓筒組件的縱向截面(上部)、側(cè)向截面A-A(中間偏左)、典型滲透膜處的O形環(huán)部分的扇形截面(細(xì)節(jié)A)和典型滲透膜的外視圖(底部中間)和細(xì)節(jié)B。
3、在典型實(shí)施例中，與如‘956專利中所示的單一滲透膜408等傳統(tǒng)MIP探頭相比，增強(qiáng)MIP 400可以包括增加數(shù)量(兩個或更多)的滲透膜408。如圖4A的典型實(shí)施例所示，兩個或更多滲透膜408，如三個(圖4A和4B所示的408a、408b、408c)用于提供更多的周圍傳感和在每個給定的時間段內(nèi)，由探頭402收集兩倍、三倍或更多倍易揮發(fā)有機(jī)物質(zhì)的可能性。在如圖4B所示的典型實(shí)施例中，滲透膜408a、408b和408c可以提供比MIP探頭400的傳統(tǒng)版本改進(jìn)的周圍環(huán)境覆蓋率。圖4B所示的示意圖440示出了包括增強(qiáng)MIP探頭400的典型制造容差和橫截面的典型實(shí)施例。在典型實(shí)施例中，示意圖400包括兩個橫截面，示出了本發(fā)明的典型氣體連接端口(左側(cè)中間)和典型的三滲透膜實(shí)施例(細(xì)節(jié)A、右側(cè)中間)、和示出了典型O形環(huán)端口(細(xì)節(jié)A)和單一滲透膜的扇形橫截面。與先前的探頭相比，質(zhì)量流的增加可以極大地提高探頭400的檢測能力。例如，利用三個氣體滲透膜而不是1個可以產(chǎn)生三倍的物質(zhì)傳送到探頭中。O形環(huán)端口402可以容納O形環(huán)，如從美國肯塔基州萊克星頓(Lexington)的PARKERHANNIFIN CORPORATION、O形環(huán)分部得到的MS16142 O形環(huán)。使如圖4C所示的內(nèi)芯圓筒組件404容納加熱器元件406，允許其膨脹。圖4C示出了示意圖450，在典型實(shí)施例中，分別包括側(cè)視圖(底部)和兩個截面A-A(中間)和B-B(頂部)，示出了具有用作氣體通道的O形環(huán)槽的內(nèi)芯圓筒組件404，其中O形環(huán)用于密封氣體通道。
4、在典型實(shí)施例中，通過對探頭體和機(jī)械連接424和電連接410、411、416的主要重新設(shè)計，增強(qiáng)MIP 400可以包括一體化水密集成件，因為進(jìn)水已經(jīng)成為早期探頭故障的主要因素。
5、在典型實(shí)施例中，增強(qiáng)MIP 400可以包括更簡單的設(shè)計以允許單個組件(如加熱器系統(tǒng)416等)的現(xiàn)場維修和更換。目前，傳統(tǒng)探頭的任何組件的故障都需要整體更換探頭，增加了操作的成本和延時。如上所述，增強(qiáng)探頭400的多個模塊和子系統(tǒng)允許對故障組件的現(xiàn)場更換。
6、在典型實(shí)施例中，增強(qiáng)MIP 400可以包括將小型可拆卸收集器直接集成到探頭中，用于易揮發(fā)有機(jī)化合物的收集和集中?？刹鹦妒占魈卣骺梢栽试S對化合物的更低(更優(yōu))檢測水平以及通過后運(yùn)行色譜分析對化合物的特定識別。
7、在典型實(shí)施例中，增強(qiáng)MIP 400可以包括一體化加熱傳送線，從探頭體到表面檢測器套，以最小化易揮發(fā)有機(jī)化合物在冷傳送線中的流動損耗。如圖所示，探頭可以具有定制加熱器元件406，具有中空導(dǎo)管和接地導(dǎo)管。可以提供加熱器筒形插孔406。
8、在典型實(shí)施例中，增強(qiáng)MIP 400可以包括檢測器套和專門配置用于MIP應(yīng)用的樣本導(dǎo)入系統(tǒng)。此特征可以減小整體設(shè)備面積和成本；實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)/示蹤氣體的導(dǎo)入；以及實(shí)現(xiàn)易揮發(fā)有機(jī)氣體流的同時采樣，以進(jìn)行即時的色譜分析。參見圖9A和9B，以及參照這些附圖而給出的對增強(qiáng)掃描解決方案模塊的討論。
9、在典型實(shí)施例中，增強(qiáng)MIP 400可以包括集成全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器和數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，以與易揮發(fā)有機(jī)化合物的樣本數(shù)據(jù)同時實(shí)現(xiàn)采樣點(diǎn)的定位。智能集成GPS探頭可以更容易地實(shí)現(xiàn)對所捕獲的樣本數(shù)據(jù)的緊密集成地理標(biāo)注。
10、在另一典型實(shí)施例中，增強(qiáng)MIP 400可以包括將無線數(shù)據(jù)傳送通信設(shè)備與數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)進(jìn)行集成，以實(shí)現(xiàn)向基站的近似實(shí)時的數(shù)據(jù)傳送，以便隨后的分析和顯示。在典型實(shí)施例中，無線數(shù)據(jù)傳送通信設(shè)備可以包括用于無線傳輸?shù)氖瞻l(fā)器硬件。通信協(xié)議軟件應(yīng)用程序組可以與收發(fā)器硬件特征一起提供多種功能。在典型實(shí)施例中，無線通信設(shè)備可以兼容IEEE 802.11無線局域網(wǎng)。在另一典型實(shí)施例中，可以使用其他無線硬件和軟件協(xié)議，如超寬帶(UWB)、蜂窩、全球移動電話系統(tǒng)(GSM)、碼分多址(CDMA)、正交頻分多址(FDMA)、蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)(CDPD)、或其他無線協(xié)議和技術(shù)。
11、在典型實(shí)施例中，增強(qiáng)MIP 400可以包括提供移動計算/通信設(shè)備，在典型實(shí)施例中，其可以是手持的，以及可以包括圖形顯示和控制模塊，用于系統(tǒng)操作和數(shù)據(jù)獲取。移動計算/通信設(shè)備特征增強(qiáng)了運(yùn)營商在現(xiàn)場采樣事件期間的移動性。在一個典型實(shí)施例中，移動設(shè)備可以是便攜式設(shè)備，例如，如圖11所示的自持便攜式傳感器系統(tǒng)。
12、在典型實(shí)施例中，增強(qiáng)MIP 400可以包括提供在MIP采樣和登記事件期間同時收集和集中易揮發(fā)有機(jī)化合物。同時收集和集中易揮發(fā)化合物能夠?qū)崿F(xiàn)對所檢測到的易揮發(fā)有機(jī)化合物的近似實(shí)時的特定識別。
13、在典型實(shí)施例中，增強(qiáng)MIP 400可以包括提供對探頭系統(tǒng)的校準(zhǔn)，利用如內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)等色譜方法。
D.項目管理能力·網(wǎng)絡(luò)接口·基于用戶的訪問等級·維護(hù)多個項目·維護(hù)項目歷史·創(chuàng)建新的項目·上載文件·與現(xiàn)場計算機(jī)實(shí)時通信對上述問題的解決方案是智能項目維護(hù)、數(shù)據(jù)獲取和分析處理。可以通過按照新穎的方式組合多種技術(shù)和進(jìn)程來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的處理。完整的解決方案從項目維護(hù)延伸到最終結(jié)果顯示。在本發(fā)明之前，并不存在這種解決方案。
項目維護(hù)可以通過網(wǎng)絡(luò)接口得到。此接口允許項目管理者創(chuàng)建新的任務(wù)并上載項目信息以便分配給現(xiàn)場計算機(jī)，利用如無線通信鏈路等技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)接口也可以服務(wù)于項目管理者的集中項目計劃(“項目中心”)。在網(wǎng)絡(luò)接口處，項目管理者能夠最多以分鐘為單位地跟蹤工作的進(jìn)度，允許項目管理者在實(shí)時的環(huán)境下對項目計劃進(jìn)行重大改變和調(diào)整。通過通信鏈路，可以將對項目計劃的改變理解傳往現(xiàn)場，傳送到如無線現(xiàn)場計算機(jī)等移動設(shè)備。項目管理者可以通過網(wǎng)絡(luò)接口同時維護(hù)無限數(shù)量的項目。
網(wǎng)絡(luò)接口的主要特征可以包括狀態(tài)“儀表盤”，可以向項目管理者精確顯示項目的進(jìn)展情況。所述系統(tǒng)還可以包括由項目改變觸發(fā)的電子郵件通知，其中可以實(shí)施電子郵件通知，向項目管理者警告改變?，F(xiàn)場人員也可以通過網(wǎng)絡(luò)接口對問題和請求更換部件進(jìn)行通信，使網(wǎng)絡(luò)接口成為遠(yuǎn)程項目維護(hù)的完整解決方案。
E.傳感器及其與現(xiàn)場計算機(jī)的鏈接能力·網(wǎng)絡(luò)接口為了滿足對采樣點(diǎn)更為完整的信息的需要，可以在現(xiàn)場，在如無線手持計算機(jī)等移動設(shè)備上對項目信息進(jìn)行訪問。在操作按鈕，移動設(shè)備的運(yùn)營商可以得到如現(xiàn)場地圖等信息。項目管理者也可以利用網(wǎng)絡(luò)接口對此信息進(jìn)行遠(yuǎn)程更新?，F(xiàn)場運(yùn)營商也可以根據(jù)需要對項目進(jìn)行臨時的特別修改。這些修改將被傳輸回項目管理地點(diǎn)，可以向項目管理者發(fā)出警告。進(jìn)行現(xiàn)場決策而又不失去項目計劃緊湊性的能力是完整解決方案的重要組件。
在數(shù)據(jù)收集處理期間，可以通過用作專家系統(tǒng)的現(xiàn)場計算機(jī)來指導(dǎo)運(yùn)營商，向任何運(yùn)營商傳遞“最佳實(shí)現(xiàn)”，而與經(jīng)驗無關(guān)。運(yùn)營商能夠完全地使用包括所建議的采樣點(diǎn)的地點(diǎn)在內(nèi)的所有場所信息。先進(jìn)的傳感器設(shè)備能夠在收集處理期間，與現(xiàn)場計算機(jī)進(jìn)行接口，提供可視反饋和數(shù)據(jù)存儲/檢索。
F.到全球衛(wèi)星定位(GPS)接收器的鏈路能力·米級以下的精度·海拔高度·通過標(biāo)準(zhǔn)個人計算機(jī)(PC)通信端口(COM(RS-232串口))、LPT(并口)、USB(通用串行總線)進(jìn)行通信·形成地點(diǎn)數(shù)據(jù)流在數(shù)據(jù)收集階段期間，現(xiàn)場計算機(jī)也可以與全球衛(wèi)星定位(GPS)天線相連。GPS可以允許現(xiàn)場運(yùn)營商精確地定位任何作為預(yù)先加載的場所計劃的一部分的預(yù)定地點(diǎn)。當(dāng)前，也可以使用替代的地點(diǎn)定位系統(tǒng)，應(yīng)用傳統(tǒng)的解決方案，如三角測量和衛(wèi)星發(fā)射器地點(diǎn)系統(tǒng)。GPS還可以提供由于意料之外的障礙而調(diào)整地點(diǎn)的能力，而不會丟失最終輸出的地點(diǎn)精確性。GPS能力還可以消除對由第三方測量場所的需要，從而實(shí)現(xiàn)了對整體處理的時間和成本的縮減，在沒有本發(fā)明時，由第三方對場所進(jìn)行測量通常是規(guī)范的作法。GPS數(shù)據(jù)可以與所有收集到的數(shù)據(jù)作為完整的分組一起傳輸。然后，將分組信息并入網(wǎng)絡(luò)接口上的“儀表盤”，以顯示進(jìn)度。
通過與地理二維(2D)坐標(biāo)一起提供海拔高度信息，可以將顯示樣式添加為三維(3D)圖像，得到了場所及其地下行為的更為“真實(shí)”的畫面。根據(jù)本發(fā)明圖3所示的本發(fā)明的典型實(shí)施例，提供了典型的3D可視化再現(xiàn)。
G.數(shù)據(jù)傳輸處理能力·超文本傳送協(xié)議(HTTP)POST·HTTP GET·傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)協(xié)議(TCP/IP)·簡單郵件傳送協(xié)議(SMTP)·文件傳送協(xié)議(FTP)可以通過如圖10A所示的通信網(wǎng)絡(luò)1004來傳輸數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^可用的無線通信鏈路來傳輸數(shù)據(jù)。如果無線接入不可用，系統(tǒng)可以等同地通過包括撥號連接等的任何傳統(tǒng)方法或通過與協(xié)議通信軟件應(yīng)用程序組一起的其他直接網(wǎng)絡(luò)連接與主系統(tǒng)相連。由于多種無線通信技術(shù)可用，并不需要一成不變的解決方案。本發(fā)明典型實(shí)施例中的解決方案包括綜合開放軟件國際(OSI)層4、傳送層TCP，構(gòu)建在基于標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議組上，利用無線設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)所使用的內(nèi)在能力。因此，大體上可以忽略O(shè)SI層2、鏈路層、如以太網(wǎng)等或其他媒體接入控制(MAC)協(xié)議，從而可以使本發(fā)明的方法最大程度地不受技術(shù)改變的影響。傳送協(xié)議層基于標(biāo)準(zhǔn)因特網(wǎng)協(xié)議、傳輸控制程序(TCP)。由于這種能力并不存在于所有數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，可以采用現(xiàn)場計算機(jī)的輪詢(polling)，作為從主系統(tǒng)獲取更新信息的手段。
H.數(shù)據(jù)庫能力·關(guān)系數(shù)據(jù)庫·支持標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)查詢語言(SQL)查詢工具·支持開放式數(shù)據(jù)庫互連性(ODBC)兼容數(shù)據(jù)庫·可擴(kuò)展性當(dāng)新數(shù)據(jù)被傳輸?shù)街飨到y(tǒng)時，可以將數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中，位于其父項目之下?？梢园凑崭?子關(guān)系來組織所有數(shù)據(jù)(顧客→項目→數(shù)據(jù))。
I.分析能力·模塊化·去除基線漂移·在樣本間對數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化·輸出到數(shù)據(jù)庫·用于“平滑”結(jié)果的多次分析·模式識別·與外部數(shù)據(jù)的交叉分析·場所、地質(zhì)和化學(xué)比較·風(fēng)險估價和評估在已經(jīng)收集到足夠數(shù)據(jù)量時，進(jìn)行對數(shù)據(jù)的分析。此處理可以由項目中的用戶定義設(shè)置來管理，并可以存儲在數(shù)據(jù)庫中?，F(xiàn)場運(yùn)營商也可以請求立即進(jìn)行渡輪(seatrain)型分析，以指導(dǎo)決策處理。根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)的類型，可以執(zhí)行多個數(shù)據(jù)“歸一化”處理。可以將歸一化處理設(shè)計為校正這些異常數(shù)據(jù)，如“漂移的基線”、“溫度變化”、“基線高度峰值”、“導(dǎo)電性”和“大氣壓力”等。歸一化處理可以產(chǎn)生更為精確的結(jié)果，并且是處理中的重要步驟。未歸一化的結(jié)果可能會導(dǎo)致可信度的變化，從而可能會創(chuàng)建引起誤導(dǎo)的最終結(jié)果的環(huán)境。
歸一化處理可以使用歷史數(shù)據(jù)作為參考，因而對于大量的樣本而言變得更為精確。
3D分析可以包括如“克里格法”(kriging)和形成表面區(qū)域輪廓的地圖等體積可能性計算。將所有分析過的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中，位于父項目以下，并可以由項目管理者將其添加到“儀表盤”中，以進(jìn)行比較分析。當(dāng)完成對數(shù)據(jù)的分析時，項目管理者可以通過網(wǎng)絡(luò)接口得到一組新的可用工具。利用這些工具，則可以回答“必須去除多少過重的負(fù)擔(dān)才能到達(dá)源區(qū)？”的問題。
分析處理考慮了項目中所提供的所有相關(guān)信息。為了獲得對結(jié)果的進(jìn)一步精煉，項目管理者可以上載這些信息，作為地下水表格和地質(zhì)數(shù)據(jù)。項目管理者可以在任何時間“強(qiáng)制執(zhí)行”新分析，以包括新上載的信息。
J.3維可視化、顯示能力·以“羽狀空間”的形式顯示體積數(shù)據(jù)·對象的透明度·覆蓋計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)制圖和其他地理信息系統(tǒng)(GIS)文件格式·計算體積和質(zhì)量·下鉆(drill-down)信息彈出·凸包網(wǎng)格·北方向箭頭·概況窗口(鳥瞰圖)·客戶可選顏色·基于一致性的著色·基于對象的編輯·如BMP、JPG、TIF等擴(kuò)展圖像格式的圖像輸出項目管理者可以通過網(wǎng)絡(luò)接口選擇多個“預(yù)定義的”3D可視化、圖形、輸出?？梢栽谕瓿煞治鎏幚頃r，由3D建模軟件自動產(chǎn)生這些標(biāo)準(zhǔn)的“視圖”。然后，可以通過網(wǎng)絡(luò)接口，使項目管理者能夠使用這些視圖。項目管理者可用的另一選項可以是使專家根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)產(chǎn)生定制“視圖”。專家可以使用專門設(shè)計的圖形用戶接口(GUI)，根據(jù)通過分析處理所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生3D對象。GUI可以提供其中轉(zhuǎn)接能夠?qū)⒖梢曉戏诺健帮@示屏幕”上來完成任務(wù)的簡易而快速的環(huán)境。在添加到顯示屏幕上之后，專家可以通過這些能力來操縱輸出。
接口允許專家在任何時刻創(chuàng)建顯示屏幕的“屏幕截影”?？梢詫⑦@些屏幕截影保存為圖像(如位圖)和能夠3D操作的“顯示對象”?？梢岳萌【捌餍D(zhuǎn)和縮放這些3D對象，但只能由專家進(jìn)行改變。這可以提供分發(fā)3D圖像的有力工具，允許最終用戶對視圖進(jìn)行微調(diào)，并確保重要信息的可視性。
3D建模系統(tǒng)也可以產(chǎn)生各種主要格式(如MPEG、AVI、MOV等)的高質(zhì)量影像?？梢愿鶕?jù)用戶的偏好，在網(wǎng)絡(luò)上、或在CD只讀存儲器(CD-ROM)或數(shù)字通用盤(DVD)上電子地提供輸出。
K.交互式顯示能力·TCP/IP上的服務(wù)器/客戶端通信·實(shí)時遠(yuǎn)程控制·將數(shù)據(jù)保存在服務(wù)器和客戶端上·基于允許的客戶端控制·通過ODBC讀取數(shù)據(jù)庫·ActiveX·支持56kps連接速度·基于可用數(shù)據(jù)的對象庫·多個客戶端與一個服務(wù)器相連·在服務(wù)器上示出多個客戶端屏幕分辨率·服務(wù)器上的客戶端連接儀表盤3D建模處理的重要部分是最終用戶的交互。通過最終用戶的“客戶端軟件”與專家的“服務(wù)器軟件”的現(xiàn)場交互，最終用戶可以在創(chuàng)建最終產(chǎn)品中發(fā)揮積極作用。兩個系統(tǒng)之間的鏈路可以運(yùn)行在TCP/IP連接上。最終用戶可以看到與專家所觀看的相同屏幕輸出，并可以具有控制屏幕上的對象以確保協(xié)作結(jié)果的能力。專家負(fù)責(zé)如網(wǎng)格線和污染羽狀空間等新屏幕元素的導(dǎo)入?？梢詫⒚總€得到的“屏幕截影”保存在顧客的收件箱中，并可以立即在用戶的系統(tǒng)上得到?，F(xiàn)在，此數(shù)據(jù)可以用于由最終用戶進(jìn)行觀看和再次分發(fā)?？梢詫⑴c所產(chǎn)生的屏幕截影有關(guān)的信息保存在數(shù)據(jù)庫中，并成為收費(fèi)的基礎(chǔ)。
L.移動設(shè)備—手持移動計算機(jī)移動設(shè)備，也稱為現(xiàn)場計算機(jī)，用于多種目的。最重要的，它是所收集的數(shù)據(jù)與主系統(tǒng)之間的鏈路，而且還是由現(xiàn)場運(yùn)營商使用的工具。其包括對現(xiàn)場運(yùn)營商的指南和“最佳實(shí)現(xiàn)”解決方案。通過3D反饋機(jī)制，運(yùn)營商將在現(xiàn)場看到來自分析和3D建模的結(jié)果。分析數(shù)據(jù)將被及時地返回，足以用于下一采樣地點(diǎn)的選擇，從而向運(yùn)營商提供了只尋址確信對結(jié)果重要的地點(diǎn)。
返回到現(xiàn)場計算機(jī)的分析包括“下一地點(diǎn)”建議和通過歸一化處理產(chǎn)生的校準(zhǔn)信息。實(shí)時地進(jìn)行現(xiàn)場決策的能力極大地節(jié)省了時間和成本。
現(xiàn)場計算機(jī)的示例可以包括任何移動設(shè)備，如臺式、筆記本、膝上型、小筆記本、寫字板式或手持式個人計算機(jī)(PC)或個人數(shù)字助理(PDA)。典型實(shí)施例中的現(xiàn)場計算機(jī)500a可以與基站計算機(jī)500b(統(tǒng)稱為計算機(jī)500)進(jìn)行無線通信。在典型實(shí)施例中，移動設(shè)備500a可以與基站計算機(jī)設(shè)備500b進(jìn)行通信，可以利用任意已知的無線通信軟件協(xié)議、收發(fā)器硬件、網(wǎng)絡(luò)和通信鏈路技術(shù)，如紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(IrDA)兼容無線技術(shù)、或短距離射頻(RF)技術(shù)，如藍(lán)牙兼容無線技術(shù)、IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.11兼容無線局域網(wǎng)，如IEEE 802.11a、b或g無線LAN、共享無線接入?yún)f(xié)議(SWAP)兼容無線技術(shù)、無線保真(Wi-Fi)兼容無線技術(shù)或超寬帶(UWB)無線技術(shù)網(wǎng)絡(luò)等。盡管將移動設(shè)備500a和基站計算機(jī)設(shè)備500b描述為彼此相連，設(shè)備500a、b不需要彼此直接相連，而可以代替地通過多種傳統(tǒng)物理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的任何技術(shù)相連，如路由器、網(wǎng)橋、網(wǎng)關(guān)、收發(fā)器、天線和電纜等。
III.典型實(shí)現(xiàn)方式可以利用硬件、軟件或其組合來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明(或其任何部分或功能)，并可以在一個或多個計算機(jī)系統(tǒng)或其他處理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。事實(shí)上，在一個典型實(shí)施例中，本發(fā)明涉及能夠執(zhí)行這里所述功能的一個或多個計算機(jī)系統(tǒng)。計算機(jī)系統(tǒng)500的示例如圖5所示。圖5示出了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的典型計算機(jī)系統(tǒng)的方框圖的典型實(shí)施例。具體地，圖5示出了優(yōu)選實(shí)施例中的示例計算機(jī)500，是運(yùn)行有如視窗98/2000/XP、Linux、Solaris、OS/2、Mac/OS或UNIX等操作系統(tǒng)的個人計算機(jī)(PC)系統(tǒng)。但是，本發(fā)明并不局限于這些平臺。代替地，可以在運(yùn)行適當(dāng)操作系統(tǒng)的任何適當(dāng)計算機(jī)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，如Solaris、Irix、Linux、HPUX、OSF、視窗98、視窗NT、OS/2、Mac/OS和能夠支持因特網(wǎng)訪問的其他操作系統(tǒng)。在一個典型實(shí)施例中，在如這里所討論的進(jìn)行操作的計算機(jī)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。典型的計算機(jī)系統(tǒng)，計算機(jī)500如圖5所示。移動設(shè)備500a可以是通信設(shè)備或計算設(shè)備，如寫字板式個人計算機(jī)(PC)、手持PC、運(yùn)行針對便攜PC(Pocket PC)的WINDOWSMOBILE操作系統(tǒng)的手持設(shè)備、小筆記本PC、筆記本PC、膝上型PC、個人數(shù)字助理(PDA)、或如桌面PC或工作站等其他設(shè)備。盡管將典型實(shí)施例中的移動設(shè)備500描述為移動的，但該設(shè)備不必是移動的，實(shí)際上可以是固定的?；驹O(shè)備500b可以是另一移動設(shè)備、桌面計算機(jī)或能夠與移動設(shè)備500a上的數(shù)據(jù)同步的一些其他數(shù)據(jù)源。
可以利用如圖5所示的計算機(jī)來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的其他組件，如計算設(shè)備、通信設(shè)備、電話機(jī)、個人數(shù)字助理(PDA)、便攜個人計算機(jī)(PC)、手持式個人計算機(jī)(PC)、客戶端工作站、薄客戶端、厚客戶端、代理服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)器、遠(yuǎn)程接入設(shè)備、客戶端計算機(jī)、服務(wù)器計算機(jī)、路由器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、數(shù)據(jù)、媒體、音頻、視頻、電話或成流技術(shù)服務(wù)器(streaming technology server)等。
計算機(jī)系統(tǒng)500包括一個或多個處理器，如處理器504。處理器504與通信基礎(chǔ)設(shè)施506相連(如通信總線、交叉線(cross-over bar)或網(wǎng)絡(luò))。在此典型計算機(jī)系統(tǒng)方面，描述了多種軟件實(shí)施例。在閱讀此說明書之后，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將清楚如何利用其他計算機(jī)系統(tǒng)和/或體系結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
計算機(jī)系統(tǒng)500可以包括轉(zhuǎn)發(fā)來自通信基礎(chǔ)設(shè)施506(或來自未示出的幀緩沖器)的圖形、文本和其他數(shù)據(jù)以便在顯示單元530上進(jìn)行顯示的顯示接口502。
計算機(jī)系統(tǒng)500還包括主存儲器508(優(yōu)選地為隨機(jī)存取存儲器(RAM))和輔助存儲器510。例如，輔助存儲器510可以包括硬盤驅(qū)動器512和/或移動存儲驅(qū)動器514，表示軟盤驅(qū)動器、磁帶驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器、CD(compact disc)驅(qū)動器CD-ROM等。移動存儲驅(qū)動器514按照公知的方式從和/或向移動存儲單元518中進(jìn)行讀取和/或?qū)懭?。移動存儲單?18，也稱為程序存儲設(shè)備或計算機(jī)程序產(chǎn)品，表示軟盤、磁帶、光盤、CD盤等，由移動存儲驅(qū)動器514進(jìn)行讀寫。正如所清楚的那樣，移動存儲單元518包括其中已經(jīng)存儲了計算機(jī)軟件和/或數(shù)據(jù)的計算機(jī)可用存儲介質(zhì)。
在替代典型實(shí)施例中，輔助存儲器510可以包括其他類似的設(shè)備，允許將計算機(jī)程序或其他指令加載到計算機(jī)系統(tǒng)500中。例如，這種設(shè)備可以包括移動存儲單元522和接口520。其示例可以包括程序盒和盒式接口(如在視頻游戲設(shè)備中能夠找到的那些)、移動存儲芯片(如可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)或可編程只讀存儲器(PROM)和關(guān)聯(lián)插槽、以及其他移動存儲單元522和接口520，允許將軟件和數(shù)據(jù)從移動存儲單元522傳送到計算機(jī)系統(tǒng)500。
計算機(jī)500還可以包括輸入設(shè)備，如但并不局限于鼠標(biāo)或其他指取設(shè)備(pointing device)，如數(shù)字轉(zhuǎn)換器，鍵盤和其他數(shù)據(jù)輸入設(shè)備(未對其進(jìn)行標(biāo)記)。
計算機(jī)500還可以包括輸出設(shè)備，如顯示器530和顯示接口502。計算機(jī)500可以可以包括輸入/輸出(I/O)設(shè)備，如通信接口524、電纜528和通信路徑526。例如，可以包括網(wǎng)絡(luò)接口卡和調(diào)制解調(diào)器(未對其進(jìn)行標(biāo)記)。通信接口524允許在計算機(jī)系統(tǒng)500和外部設(shè)備之間傳送軟件和數(shù)據(jù)。通信接口524的示例可以包括調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡(luò)接口(如以太網(wǎng)卡)、通信端口、個人計算機(jī)存儲器卡國際聯(lián)盟(PCMCIA)或PCCard兼容插槽和卡等。通過通信接口524傳送的軟件和數(shù)據(jù)是可以是電子的、電磁的、光的信號或能夠由通信接口524接收的其他信號的形式的。通過通信路徑(如信道等)526將這些信號528提供給通信接口524。此信道526承載信號528，并可以利用電線或電纜、光纖、電話線、蜂窩鏈路、射頻(RF)鏈路和其他通信信號來實(shí)現(xiàn)。
在本文件中，術(shù)語“計算機(jī)程序介質(zhì)”和“計算機(jī)可用介質(zhì)”用于統(tǒng)稱如移動存儲驅(qū)動器514、安裝在硬盤驅(qū)動器512中的硬盤和信號528等介質(zhì)。這些計算機(jī)程序產(chǎn)品向計算機(jī)系統(tǒng)500提供軟件。本發(fā)明涉及這種計算機(jī)程序產(chǎn)品。
將包括面向?qū)ο蟮挠嬎銠C(jī)程序的計算機(jī)程序(也稱為計算機(jī)控制邏輯)存儲在主存儲器508和/或輔助存儲器510和/或移動存儲單元514中，也稱為計算機(jī)程序產(chǎn)品。這種計算機(jī)程序，在執(zhí)行時，使計算機(jī)系統(tǒng)500能夠執(zhí)行這里所述的本發(fā)明的特征。實(shí)際上，計算機(jī)程序，在執(zhí)行時，使處理器504能夠執(zhí)行本發(fā)明的特征。因此，這種計算機(jī)程序代表了計算機(jī)系統(tǒng)500的控制器。
在另一典型實(shí)施例中，本發(fā)明涉及包括其中存儲有控制邏輯(計算機(jī)軟件)的計算機(jī)可讀介質(zhì)的計算機(jī)程序產(chǎn)品。當(dāng)由處理器504執(zhí)行時，控制邏輯使處理器504執(zhí)行這里所述的本發(fā)明的功能。在利用軟件實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一典型實(shí)施例中，可以將軟件存儲在計算機(jī)程序產(chǎn)品中，并利用移動存儲驅(qū)動器514、硬盤驅(qū)動器512或通信接口524將其加載到計算機(jī)系統(tǒng)500中。當(dāng)由處理器504執(zhí)行時，控制邏輯(軟件)使處理器504執(zhí)行這里所述的本發(fā)明的功能。
在另一實(shí)施例中，主要以硬件實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，例如，利用如特定用途集成電路(ASIC)或一個或多個狀態(tài)機(jī)等硬件組件。實(shí)現(xiàn)硬件狀態(tài)機(jī)以執(zhí)行這里所描述的功能對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。
在另一典型實(shí)施例中，利用硬件和軟件的組合來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的典型工作流處理的示意圖600的典型實(shí)施例。示意圖600的工作流處理包括現(xiàn)場運(yùn)營商602、智能數(shù)據(jù)工作流管理員604、3D實(shí)驗室606、網(wǎng)站608和定制用戶610之間的工作流。示意圖600的工作流處理從現(xiàn)場運(yùn)營商602開始，從其向網(wǎng)站608上載MIP數(shù)據(jù)，如步驟612所示。由智能數(shù)據(jù)工作流管理員604從網(wǎng)站608中檢索數(shù)據(jù)，如步驟614所示。由智能數(shù)據(jù)工作流管理員604產(chǎn)生圖形MIP日志，并上載到網(wǎng)站608的客戶端登錄部分，如步驟616所示。同時，將MIP數(shù)據(jù)添加到數(shù)據(jù)庫中，以便進(jìn)行統(tǒng)計分析，如步驟618和步驟620所示，向3D實(shí)驗室606請求開始分析。3D實(shí)驗室606在步驟622中執(zhí)行統(tǒng)計分析。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員清楚的是，可以執(zhí)行多種統(tǒng)計分析。例如，處理可以包括計算平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、克里格法(Kriging)、相關(guān)分析、差值、外推等。然后，3D實(shí)驗室606可以產(chǎn)生3D模型，如步驟624所示。然后，3D實(shí)驗室606可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)廣播，客戶端定制用戶610對3D模型進(jìn)行微調(diào)，如步驟626所示。然后，可以由3D實(shí)驗室606創(chuàng)建最終傳輸結(jié)果，如步驟628所示。然后，3D實(shí)驗室606可以將傳輸結(jié)果上載到網(wǎng)站608的客戶端登錄部分，如步驟630所示。然后，3D實(shí)驗室606可以向智能數(shù)據(jù)工作流管理員604提供完成通知，如步驟632所示。然后，智能數(shù)據(jù)工作流管理員604可以向定制用戶610提供關(guān)于完成和數(shù)據(jù)可以在網(wǎng)站的客戶端登錄部分上得到的通知，如步驟634所示。最后，智能數(shù)據(jù)工作流管理員604可以向定制客戶610提供硬拷貝的傳遞(如果可用的話)，如步驟636所示。
圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的整體智能數(shù)據(jù)解決方案體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)處理的示意圖700的典型實(shí)施例。智能解決方案工作區(qū)702包括數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序712、數(shù)學(xué)應(yīng)用程序714、3D應(yīng)用程序716和可比較表718。智能解決方案工作區(qū)702還包括網(wǎng)絡(luò)接口710，用于通過無線接口710與服務(wù)對方工作區(qū)704進(jìn)行信息通信。服務(wù)對方工作區(qū)704包括智能數(shù)據(jù)軟件720、策略負(fù)責(zé)人設(shè)備722和商業(yè)設(shè)備724。客戶工作區(qū)706也可以與智能解決方案工作區(qū)702進(jìn)行交互，如示意圖700中的雙向箭頭所示。客戶工作區(qū)706包括風(fēng)險評估726、后續(xù)項目設(shè)計728和管理評閱730。
圖8A示出了根據(jù)本發(fā)明的典型、傳統(tǒng)MIP數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)的示意圖800的典型實(shí)施例。示意圖800的典型MIP系統(tǒng)包括MIP探頭810(如‘956專利中所公開的MIP)、MIP控制器802、檢測器系統(tǒng)804和與MIP控制器802和檢測器系統(tǒng)804相連的數(shù)據(jù)獲取模塊806。MIP探頭810通過中繼線和連接808與MIP控制器802和檢測器系統(tǒng)804相連。數(shù)據(jù)獲取模塊806以數(shù)據(jù)流的形式獲取其輸入和輸出數(shù)據(jù)。
圖8B示出了根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的改進(jìn)MIP環(huán)境數(shù)據(jù)獲取和分析系統(tǒng)的示意圖810的典型實(shí)施例。示意圖810的改進(jìn)MIP系統(tǒng)包括通過中繼線和連接808與MIP控制器802和檢測器系統(tǒng)814相連的增強(qiáng)MIP探頭400。增強(qiáng)檢測器系統(tǒng)814以包括以下參照圖9A和9B進(jìn)一步描述的增強(qiáng)掃描解決方案模塊檢測器系統(tǒng)816。檢測器系統(tǒng)814和MIP控制器802再次與數(shù)據(jù)獲取模塊806相連。數(shù)據(jù)獲取模塊806的輸出與如示意圖810所示的增強(qiáng)智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)702相連。增強(qiáng)智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)702可以接收另一輸入傳感器818，其可以來自或不來自集成在MIP探頭812中的傳感器。例如，其他傳感器818的示例包括激光誘導(dǎo)熒光(LIF)、紫外誘導(dǎo)熒光(UVF)、聚合物和光暈探頭(haloprobe)。增強(qiáng)智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)702還可以接收其他輸入數(shù)據(jù)集合，如能量(爆炸)數(shù)據(jù)、計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)制圖數(shù)據(jù)、地下水(GW)數(shù)據(jù)(參見圖12B)和地理信息系統(tǒng)(GIS)數(shù)據(jù)。
圖9A是示出了傳統(tǒng)檢測系統(tǒng)的功能性的示意圖900的典型實(shí)施例。示意圖900的檢測系統(tǒng)以中繼線808將MIP(未示出)與干燥器914相連為開始。干燥器914傳統(tǒng)上與檢測器804相連。檢測器依次與排氣器916相連。不幸地，與以下參照圖9B和9C進(jìn)一步描述的本發(fā)明相比，傳統(tǒng)系統(tǒng)在其處理上是受到限制的、不靈活的和按順序的。
圖9B是示出了根據(jù)本發(fā)明的增強(qiáng)掃描解決方案模塊816的高度示意圖901的典型實(shí)施例。增強(qiáng)掃描解決方案模塊816提供了以下特征使檢測器處理自動化，包括軟件控制、電子、流程控制和氣動系統(tǒng)。在典型實(shí)施例中，增強(qiáng)掃描解決方案模塊816可以提供運(yùn)營商選擇、樣本分析以導(dǎo)致化學(xué)物種形成、降低檢測器電平和傳統(tǒng)上不能提供的針對化合物的性能。在典型實(shí)施例中，增強(qiáng)掃描解決方案模塊816可以在輸入中繼線808時，從如圖8B所示的MIP 400接收運(yùn)載氣體。在典型實(shí)施例中，增強(qiáng)掃描解決方案模塊816可以包括幾個子系統(tǒng)，例如包括以下子系統(tǒng)中的一個或多個干燥器輸入/輸出子系統(tǒng)902、環(huán)路輸入/輸出子系統(tǒng)904、收集器輸入/輸出子系統(tǒng)906、流速率控制子系統(tǒng)908、壓力控制子系統(tǒng)910和檢測器選擇子系統(tǒng)912。
圖9C是示出了根據(jù)本發(fā)明的增強(qiáng)掃描解決方案模塊816的詳細(xì)示意圖913的典型實(shí)施例。增強(qiáng)掃描解決方案模塊816可以在流速率控制系統(tǒng)908處，從MIP 400接收中繼線808上的運(yùn)載氣體。流速率控制系統(tǒng)908可以包括以下功能中的一個或多個信號處理、電動/氣動閥控制、開關(guān)閥、手動模式開關(guān)和軟件控制。流速率控制系統(tǒng)908可以通過選入或選出特定的檢測子系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)定制工作流。例如，典型的子系統(tǒng)可以包括檢測器子系統(tǒng)912、旁路模塊911、干燥器/潮氣分離器子系統(tǒng)902、采樣子系統(tǒng)918、壓力控制子系統(tǒng)910和壓力源909、氣動源子系統(tǒng)908、排氣器916、軟件控制子系統(tǒng)905和電源915。
典型實(shí)施例中的采樣子系統(tǒng)918可以包括以下任意部件樣本環(huán)路920、吸收收集器922和氣體色譜注入端口921。在典型實(shí)施例中，可以對采樣子系統(tǒng)進(jìn)行軟件控制。
為了校準(zhǔn)系統(tǒng)，在典型實(shí)施例中，可以使入示蹤氣體等可選校準(zhǔn)材料筒系統(tǒng)，并測量和分析結(jié)果，并用于校準(zhǔn)和歸一化進(jìn)程。
在典型實(shí)施例中，檢測器子系統(tǒng)912可以包括多種檢測器中的任意檢測器，如氣體色譜、紅外(IR)、傅立葉變換紅外(FTIR)光譜和化學(xué)檢測器。檢測器子系統(tǒng)可以與排氣器916、壓力控制子系統(tǒng)918、軟件控制系統(tǒng)905和流控制系統(tǒng)908相連。從檢測器812的輸出，向排氣器916提供輸入。從采樣模塊918提供輸出，作為樣本環(huán)路920和集中收集器922的輸入。
例如，旁路模塊911可以進(jìn)行旁路檢測。
干燥器/潮氣分離器子系統(tǒng)902可以用于通過可控軟件將其送入干燥器或從中取出，并可以在用戶進(jìn)行選擇時，臨時包括在處理中。
壓力控制子系統(tǒng)910和壓力源909可以向系統(tǒng)提供反壓?？梢詫毫μ砑拥揭韵氯我馓幚碇袡z測器子系統(tǒng)912、旁路模塊911、干燥器/潮氣分離器子系統(tǒng)902和采樣子系統(tǒng)918。
例如，氣動源子系統(tǒng)908可以包括純化He或Ni，并可以用在閥控制中。可以對氣動源子系統(tǒng)908進(jìn)行軟件控制。軟件控制系統(tǒng)905可以監(jiān)視壓力，并能夠控制出口選項。
軟件控制子系統(tǒng)905可以提供多種功能，例如，包括以下的任意功能定時、序列產(chǎn)生、閥控制、監(jiān)視、顯示數(shù)據(jù)、記錄數(shù)據(jù)日志以及記錄數(shù)據(jù)。
電源915可以為電組件供電。在典型實(shí)施例中，可以使用12V DC電池電源。
利用增強(qiáng)掃描解決方案模塊816，用戶可以指定用戶定向檢測處理。例如，可以將集中收集器的輸出發(fā)送給檢測器，或第二系統(tǒng)上的檢測器，例如化學(xué)分析檢測器等。作為另一示例，利用本發(fā)明，對干燥器的使用是可選的。因此，如這些示例所述，用戶可以臨時定向定制檢測處理，允許對檢測處理的交互式改變。
圖10A是示出了根據(jù)本發(fā)明的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的典型示意圖100的典型實(shí)施例。示意圖100包括位于移動設(shè)備1002a處的用戶206a，在網(wǎng)絡(luò)1004上，通過提供典型增強(qiáng)智能數(shù)據(jù)分析客戶端-服務(wù)器系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器1006a、1006b與增強(qiáng)智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器1010a、1010b進(jìn)行通信，以便在數(shù)據(jù)庫1008上對數(shù)據(jù)進(jìn)行存取。如果被許可，則用戶206a可以通過軟件鏈路208和瀏覽器鏈路210實(shí)現(xiàn)訪問。其他用戶檔案存儲器206b、取景器206c和收集器202。
圖10B示出了根據(jù)本發(fā)明的增強(qiáng)智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)702的典型實(shí)施例。增強(qiáng)智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)702包括應(yīng)用服務(wù)提供商(ASP)1010，多個用戶206a可以通過其付費(fèi)地共享ASP的應(yīng)用服務(wù)器1010a、1010b的使用。增強(qiáng)智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)702的典型實(shí)施例可以包括多個子系統(tǒng)模塊，例如，包括數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1008和存儲/檢索/搜索查詢子系統(tǒng)1012、處理子系統(tǒng)1014、算法模塊1016、格式化模塊1018、3D/2D可視化1020、和通信協(xié)議1022、網(wǎng)絡(luò)傳遞1024、網(wǎng)絡(luò)廣播1026、現(xiàn)場無線傳遞1028和無線接收器1030。
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的典型自持便攜式傳感器系統(tǒng)1100的典型實(shí)施例。如圖所示，典型自持便攜式傳感器系統(tǒng)1100可以包括輪子1104、電源1102、通信接口1108、收發(fā)器1106、MIP控制器802、檢測器系統(tǒng)812和增強(qiáng)掃描解決方案模塊816。典型自持便攜式傳感器系統(tǒng)1100可以是模塊化的，包括冗余和容錯特征，如用于支持電源1102的備用電池或發(fā)電機(jī)，是便攜式的以便易于在現(xiàn)場使用，并且是自持式的以允許容易的組裝和拆卸，這是由于需要最小的組裝/重新組裝。
圖12A是示出了根據(jù)本發(fā)明的智能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的典型實(shí)施例的示意圖。如圖所示，可以對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，以創(chuàng)建輸出，如所示示例性圖形再現(xiàn)。數(shù)據(jù)庫可以向瀏覽器和/或無線移動設(shè)備張貼可訪問的多種報告和傳遞結(jié)果。
圖12B是示出了來自根據(jù)本發(fā)明的智能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的輸出的典型實(shí)施例的示意圖。左上圖示出了環(huán)境污染場所對地下水井?dāng)?shù)據(jù)集合的典型3D視頻，示出了外部數(shù)據(jù)與已處理數(shù)據(jù)分析可視化再現(xiàn)的組合。右下圖示出了地下水樣本與連續(xù)傳感器輪廓數(shù)據(jù)的比較，示出了外部數(shù)據(jù)與已處理數(shù)據(jù)分析可視化再現(xiàn)的另一組合。
圖12C是示出了提供對根據(jù)本發(fā)明的智能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的訪問的演示公司的網(wǎng)絡(luò)登錄窗口的典型實(shí)施例的瀏覽器的圖形用戶接口。
圖12D是示出了提供對根據(jù)本發(fā)明的智能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的訪問的演示公司的制造設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)窗口示出典型結(jié)果文件的典型實(shí)施例的瀏覽器的圖形用戶接口。
圖12E是示出了根據(jù)本發(fā)明的瀏覽器窗口示出典型可選結(jié)果文件的典型實(shí)施例的瀏覽器的圖形用戶接口。
本發(fā)明的典型實(shí)施例參照無線網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在，將對能夠用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的典型實(shí)施例的多種典型無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行簡要的討論。典型的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)類型包括IrDA無線技術(shù)、城域和廣域無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(如MMDS、衛(wèi)星等)以及多種無線短距離射頻(RF)技術(shù)(如藍(lán)牙、SWAP、“無線保真”(Wi-Fi)、IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.11b、IEEE 802.11a和802.11g以及超寬帶(UWB))。當(dāng)然，也可以使用多種其他無線技術(shù)中的任意技術(shù)，應(yīng)當(dāng)理解以上所列出的示例并非窮舉。
IrDA是由此標(biāo)準(zhǔn)由其而得名的紅外數(shù)據(jù)協(xié)會所公布的用于使設(shè)備利用紅外光脈沖來進(jìn)行通信的方法。IrDA通常是電視遙控操作的手段。由于所有遙控都利用此標(biāo)準(zhǔn)，來自一個制造商的遙控器可以控制來自另一制造商的設(shè)備。由于IrDA設(shè)備使用紅外光，其依賴于彼此間能夠直視。盡管目前基于IrDA的系統(tǒng)能夠以4兆比特每秒(Mbps)的速度傳輸數(shù)據(jù)，需要直視意味著在用戶想要同步的每間辦公室中需要接入點(diǎn)，限制IrDA網(wǎng)絡(luò)在一些環(huán)境中的用途。藍(lán)牙是短距離無線射頻(RF)新興無線技術(shù)的示例，確信能夠統(tǒng)一幾種無線技術(shù)在低功率射頻(RF)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。藍(lán)牙并不預(yù)計能夠代替對計算機(jī)之間的高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的需要。藍(lán)牙在2.45吉赫茲的頻率上進(jìn)行通信，該頻率已經(jīng)被工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)設(shè)備(ISM)的國際協(xié)議所預(yù)留。
其他短距離無線RF技術(shù)的示例包括SWAP和Wi-Fi。SWAP和Wi-Fi規(guī)范基于原始電氣和電子工程師學(xué)會(IEEE)無線局域網(wǎng)(LAN)規(guī)范，已知為IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.11。家庭射頻(RF)(HomeRF)發(fā)展了共享無線接入?yún)f(xié)議(SWAP)無線標(biāo)準(zhǔn)。無線以太網(wǎng)兼容性聯(lián)盟(WECA)提倡所謂的“無線保真”(Wi-Fi)，其是IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.11b的派生物。原始的IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.11指定了無線LAN設(shè)備之間的兩種通信方式，并允許最高2Mbps的速度。IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.11通信方法、直接序列擴(kuò)譜(DSSS)和跳頻擴(kuò)譜(FHSS)都應(yīng)用了頻移鍵控(FSK)技術(shù)。而且，DSSS和FHSS基于2.4吉赫茲(GHz)頻率范圍內(nèi)的擴(kuò)譜無線電波。家庭RF的SWAP組合了用于支持同步數(shù)據(jù)傳遞和帶有沖突規(guī)避的載波偵聽多路存取(CSMA/CA)服務(wù)(得自于IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.11)的DECT、時分多址(TDMA)語音服務(wù)。WECA的Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)提供了IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.11b標(biāo)準(zhǔn)無線LAN兼容無線通信技術(shù)。
UWB是另一種短距離RF無線通信系統(tǒng)，利用時域上的小能量脈沖，其在頻域上擴(kuò)展為非常寬的帶寬，并以噪聲幅度量級的非常低的功率電平來進(jìn)行傳輸。可以對脈沖進(jìn)行編碼以攜帶信息，例如通過在時域上區(qū)分脈沖的到達(dá)定時。
IV.結(jié)論盡管上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的多種實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解的是只作為示例來呈現(xiàn)這些實(shí)施例，并非對本發(fā)明的限制。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚的是，可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的多種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。事實(shí)上，在閱讀這里的描述之后，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將清楚如何以替代的實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種端到端環(huán)境數(shù)據(jù)獲取和傳遞方法，包括以下步驟a)通過直接讀取傳感器，獲取環(huán)境地下數(shù)據(jù)；b)對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行地理標(biāo)注；c)向數(shù)據(jù)分析應(yīng)用服務(wù)器傳輸所述數(shù)據(jù)；以及d)分析所述數(shù)據(jù)以獲得關(guān)于所述數(shù)據(jù)的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(a)的所述數(shù)據(jù)可以包括一個或多個數(shù)據(jù)參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述環(huán)境地下數(shù)據(jù)涉及地下的化學(xué)和地質(zhì)學(xué)屬性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(a)的所述直接讀取傳感器包括以下至少之一直接傳感技術(shù)；光學(xué)傳感器；化學(xué)傳感器；機(jī)電傳感器；膜界面探頭(MIP)傳感器；高級MIP傳感器；激光誘導(dǎo)熒光(LIF)傳感器；紫外誘導(dǎo)熒光(UVF)傳感器；聚合物傳感器；和光暈傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(b)的所述地理標(biāo)注包括以下至少之一在至少兩個維度中進(jìn)行地理標(biāo)注；以及針對地球表面上的特定點(diǎn)，對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行地理標(biāo)注。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少兩個維度包括以下至少之一緯度、經(jīng)度、海拔高度和時間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(b)的所述地理標(biāo)注包括在至少三個維度中進(jìn)行地理標(biāo)注。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述至少三個維度包括以下至少之一緯度、經(jīng)度、海拔高度和時間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(c)的所述傳輸包括以下至少之一通過因特網(wǎng)進(jìn)行傳輸；以及通過無線通信鏈路進(jìn)行傳輸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(c)的所述應(yīng)用服務(wù)器包括應(yīng)用服務(wù)提供商(ASP)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(d)包括以下至少之一將所述數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中；挖掘所述數(shù)據(jù)；利用算法，計算來自所述數(shù)據(jù)的所述信息；在至少兩個維度中進(jìn)行可視化處理；顯示所述數(shù)據(jù)的圖形可視化；形成所述數(shù)據(jù)的地圖；以及以二維和三維格式中的至少一種格式來顯示所述數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(d)包括以下至少之一將原始數(shù)據(jù)精煉為已處理數(shù)據(jù)；針對所述數(shù)據(jù)的獲取中的變化，對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化；對膜界面探頭(MIP)的膜條件進(jìn)行歸一化；對包括化學(xué)濃度和土壤水矩陣中的至少一個的實(shí)際地下條件的變化進(jìn)行歸一化；確定相對質(zhì)量功效數(shù)據(jù)，包括確定以下至少之一壓力、流速、檢測器條件、漂移、校準(zhǔn)、探頭深度、流體靜力學(xué)和分析/電系統(tǒng)的基線噪聲；存儲所述數(shù)據(jù)；將所述數(shù)據(jù)聚集成聚集數(shù)據(jù)；利用所述聚集數(shù)據(jù)，確定預(yù)測建模；利用所述聚集數(shù)據(jù)，評估風(fēng)險的測量；利用所述聚集數(shù)據(jù)，評價風(fēng)險；計算化學(xué)混合物的總質(zhì)量；計算受影響的土壤和地下水的體積；計算化合物標(biāo)識；計算清除成本；執(zhí)行敏感度分析；以及比較多個場所的數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述執(zhí)行敏感度分析的步驟包括以下至少之一利用“儀表盤”型顯示器進(jìn)行顯示；以及向辦公室設(shè)備和現(xiàn)場設(shè)備中的至少一個提供結(jié)果。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括e)將所述信息張貼在網(wǎng)站上，以便由被授權(quán)用戶進(jìn)行訪問。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述網(wǎng)站包括安全因特網(wǎng)網(wǎng)站。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括e)在網(wǎng)絡(luò)上向移動設(shè)備傳輸所述信息。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)包括無線網(wǎng)絡(luò)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括以下至少之一e)將所述數(shù)據(jù)聚集成聚集數(shù)據(jù)；f)挖掘所述數(shù)據(jù)；g)利用所述聚集數(shù)據(jù)，確定預(yù)測建模；h)利用所述聚集數(shù)據(jù)，評估風(fēng)險的測量；i)利用所述聚集數(shù)據(jù)，評價風(fēng)險；j)基于以下至少之一向用戶提供多個場所的相對分析地質(zhì)信息和污染條件；以及k)將所述數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中；l)梳理數(shù)據(jù)；m)將數(shù)據(jù)與以下至少之一進(jìn)行比較歷史數(shù)據(jù)和來自其他場所的數(shù)據(jù)；n)執(zhí)行數(shù)據(jù)挖掘；以及o)對場所進(jìn)行排序。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括e)傳輸所述信息，包括i.通過因特網(wǎng)將包括已完成的數(shù)據(jù)分析的所述信息傳輸回源地點(diǎn)，用于決策和處理改變；以及ii.將所述信息無線地傳輸給移動設(shè)備，以便于通過因特網(wǎng)協(xié)議對根據(jù)所述傳感器輸出分析得到的所述信息的訪問。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括以下至少之一f)針對以下至少之一的變化，對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化所述數(shù)據(jù)的獲取、膜界面探頭(MIP)的膜條件、包括化學(xué)濃度和土壤水矩陣中的至少一個的地下條件；以及g)確定相對質(zhì)量功效數(shù)據(jù)，包括確定以下至少之一壓力、流速、檢測器條件、漂移、校準(zhǔn)、探頭深度、流體靜力學(xué)和分析/電系統(tǒng)的基線噪聲。
21.一種膜界面探頭設(shè)備，包括膜界面探頭(MIP)傳感器，具有比傳統(tǒng)MIP傳感器大的直徑。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的MIP設(shè)備，其特征在于所述大直徑MIP傳感器適合于直接與大直徑桿系統(tǒng)相連。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的MIP設(shè)備，其特征在于所述大直徑MIP傳感器允許所述MIP傳感器與大容量擠壓和錘擊系統(tǒng)一起使用。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的MIP設(shè)備，其特征在于所述大直徑MIP傳感器允許在存在驅(qū)動桿柱的低側(cè)壁支撐的情況下使用。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的MIP設(shè)備，其特征在于所述大直徑MIP傳感器適合于包括兩個或多個滲透膜。
26.一種膜界面探頭設(shè)備，包括具有兩個或多個滲透膜的膜界面探頭(MIP)傳感器。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的MIP設(shè)備，其特征在于所述兩個或多個滲透膜關(guān)于所述MIP傳感器的外周等距排列。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的MIP設(shè)備，其特征在于所述MIP傳感器操作用于改善所述MIP傳感器對易揮發(fā)有機(jī)物質(zhì)的外周傳感并增加對其的收集可能性。
29.一種膜界面探頭設(shè)備，包括膜界面探頭(MIP)傳感器，適合于通過包括水下電纜電連接和O形環(huán)機(jī)械連接來提高水密封完整性。
30.一種模塊化膜界面探頭(MIP)設(shè)備，包括模塊化膜界面探頭(MIP)傳感器，由多個模塊化組件構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)了所述多個模塊化組件中任何故障組件的現(xiàn)場可服務(wù)更換。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的模塊化MIP設(shè)備，其特征在于，它包括至少以下之一外圓筒，具有空腔；以及內(nèi)芯圓筒組件，可現(xiàn)場插入到所述空腔中，并具有加熱器腔，其中所述加熱器腔適合于容納可現(xiàn)場插入的可拆除筒形加熱元件。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的模塊化MIP，其特征在于，所述模塊化MIP設(shè)備包括可拆除導(dǎo)電前端組件。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的模塊化MIP，其特征在于，所述模塊化MIP設(shè)備包括可現(xiàn)場插入的可拆除筒形加熱元件。
34.根據(jù)權(quán)利要求30所述的模塊化MIP，其特征在于，所述模塊化MIP設(shè)備包括防水電連接器和O形環(huán)密封件中的至少一個。
35.一種膜界面探頭設(shè)備，包括膜界面探頭(MIP)傳感器，包括直接位于探頭內(nèi)的可拆除收集器，用于易揮發(fā)有機(jī)化合物的收集和集中。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的MIP設(shè)備，其特征在于，所述可拆除收集器實(shí)現(xiàn)了所述易揮發(fā)有機(jī)化合物濃度的低水平檢測和通過后續(xù)運(yùn)行的色譜方法對化合物的特定識別。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的MIP設(shè)備，其特征在于，它還包括利用色譜方法提供對所述MIP傳感器的校準(zhǔn)。
38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的MIP設(shè)備，其特征在于，它還包括用于在MIP采樣和記錄日志事件期間同時收集和集中易揮發(fā)有機(jī)化合物的裝置。
39.一種膜界面探頭設(shè)備，包括膜界面探頭(MIP)傳感器，包括從所述MIP傳感器體到表面檢測器套的加熱傳送線，以最小化易揮發(fā)有機(jī)化合物在冷傳送線中的損耗。
40.一種膜界面探頭設(shè)備，包括膜界面探頭(MIP)傳感器，包括增強(qiáng)掃描解決方案模塊和樣本導(dǎo)入系統(tǒng)，適合于減小整體設(shè)備占地面積和成本；用于導(dǎo)入校準(zhǔn)氣體，并允許同時采樣易揮發(fā)有機(jī)氣體流，以便立即進(jìn)行色譜分析。
41.一種膜界面探頭設(shè)備，包括膜界面探頭(MIP)傳感器，包括與數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)集成的全球衛(wèi)星定位(GPS)接收器，適合于允許利用樣本數(shù)據(jù)同時進(jìn)行采樣點(diǎn)的地理標(biāo)注。
42.一種膜界面探頭系統(tǒng)，包括膜界面探頭(MIP)傳感器，包括與數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)進(jìn)行無線通信的移動設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)從所述MIP傳感器到基站的近似實(shí)時的傳送。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的MIP系統(tǒng)，其特征在于，所述移動設(shè)備包括圖形顯示和控制模塊，適合于對所述數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)的操作進(jìn)行操作。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的MIP系統(tǒng)，其特征在于，所述移動設(shè)備是便攜式的。
45.根據(jù)權(quán)利要求40所述的增強(qiáng)掃描解決方案模塊，其特征在于，它還包括流控制子系統(tǒng)；與所述流控制子系統(tǒng)相連的檢測器子系統(tǒng)；與所述流控制子系統(tǒng)相連的干燥器/潮氣分離器子系統(tǒng)；與所述流控制子系統(tǒng)相連的采樣子系統(tǒng)；以及與所述流控制子系統(tǒng)、所述檢測器子系統(tǒng)、所述干燥器/潮氣分離器子系統(tǒng)和所述采樣子系統(tǒng)中的至少一個相連的軟件控制子系統(tǒng)。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的增強(qiáng)掃描解決方案模塊，其特征在于，所述采樣子系統(tǒng)包括以下至少之一樣本環(huán)路；吸收收集器；以及氣體色譜注入端口。
47.根據(jù)權(quán)利要求45所述的增強(qiáng)掃描解決方案模塊，其特征在于，還包括以下至少之一排氣器；氣動源；電源；旁路模塊；反饋信號；以及壓力控制子系統(tǒng)。
48.根據(jù)權(quán)利要求40所述的增強(qiáng)掃描解決方案模塊，包括檢測器子系統(tǒng)；采樣子系統(tǒng)；以及與所述檢測器子系統(tǒng)和所述采樣子系統(tǒng)相連的軟件控制子系統(tǒng)。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的增強(qiáng)掃描解決方案模塊，其特征在于，它還包括與所述軟件控制子系統(tǒng)相連的干燥器/潮氣分離器子系統(tǒng)。
50.根據(jù)權(quán)利要求48所述的增強(qiáng)掃描解決方案模塊，其特征在于，所述采樣子系統(tǒng)包括以下至少之一樣本環(huán)路；吸收收集器；以及氣體色譜注入端口。
51.根據(jù)權(quán)利要求48所述的增強(qiáng)掃描解決方案模塊，其特征在于，還包括以下至少之一排氣器；氣動源；電源；旁路模塊；反饋信號；以及壓力控制子系統(tǒng)。
52.根據(jù)權(quán)利要求48所述的增強(qiáng)掃描解決方案模塊，其特征在于，增強(qiáng)掃描解決方案模塊包括現(xiàn)場可重構(gòu)性，并且還包括多個運(yùn)營商可選模式。
53.根據(jù)權(quán)利要求48所述的增強(qiáng)掃描解決方案模塊，其特征在于，增強(qiáng)掃描解決方案模塊還包括多個預(yù)先可編程的操作模式，根據(jù)特定的條件，交互式地重新配置，以執(zhí)行多種功能中的任意功能。
54.根據(jù)權(quán)利要求48所述的增強(qiáng)掃描解決方案模塊，其特征在于，增強(qiáng)掃描解決方案模塊還包括所述檢測器子系統(tǒng)與氣體處理子系統(tǒng)之間的接口，允許插入以下至少之一樣本、另一檢測器、流動通道、流動通道速率、干燥器、排氣器、反饋和收集器。
55.根據(jù)權(quán)利要求48所述的增強(qiáng)掃描解決方案模塊，其特征在于，所述軟件控制子系統(tǒng)包括以下至少之一數(shù)據(jù)記錄器；序列發(fā)生器；閥控制系統(tǒng)；監(jiān)視器；顯示器；以及記錄功能。
全文摘要
一種用于源區(qū)污染(300)數(shù)據(jù)獲取(806)、分析和處理的系統(tǒng)(804)、方法和計算機(jī)程序產(chǎn)品(204、208、816)。本發(fā)明利用并擴(kuò)展了直接傳感技術(shù)、知識和經(jīng)驗，以提供地下條件的詳細(xì)、實(shí)時圖像。將傳感器、數(shù)字處理、計算和3D可視化的最新技術(shù)用于使客戶端(202、204、206C)能夠與單一的合約方一起工作，所述單一的合約方能夠每日進(jìn)行產(chǎn)生定量的、用戶友好的3D地圖所需的數(shù)據(jù)獲取、處理和分析，可以將所述地圖通過因特網(wǎng)傳遞到移動設(shè)備。這允許所有者和現(xiàn)場項目管理者在其指導(dǎo)調(diào)查、補(bǔ)救和監(jiān)視工作時，及時進(jìn)行決策。
文檔編號G01N1/22GK1701336SQ03825353
公開日2005年11月23日 申請日期2003年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月23日
發(fā)明者約翰·H·索爾三世, 詹姆斯·E·弟爾曼 申請人:哥倫比亞技術(shù)公司