kaiyu
2022-03-14 5236663d1e40ca9ed0cbc0885cbc67a67c47943f
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
package com.moral.util;
 
import com.moral.pojo.AQI;
 
import java.util.*;
 
import com.moral.constant.Constants;
 
public class AQIUtils {
    /*24小时浓度限值*/
    private static Double[] SO2_Daily_Limit_Data = new Double[]{0d, 50d, 150d, 475d, 800d, 1600d, 2100d, 2620d};
    private static Double[] NO2_Daily_Limit_Data = new Double[]{0d, 40d, 80d, 180d, 280d, 565d, 750d, 940d};
    private static Double[] PM10_Daily_Limit_Data = new Double[]{0d, 50d, 150d, 250d, 350d, 420d, 500d, 600d};
    private static Double[] CO_Daily_Limit_Data = new Double[]{0d, 2d, 4d, 14d, 24d, 36d, 48d, 60d};
    private static Double[] PM2_5_Daily_Limit_Data = new Double[]{0d, 35d, 75d, 115d, 150d, 250d, 350d, 500d};
    private static Double[] O3_Daily_Limit_Data = new Double[]{0d, 100d, 160d, 215d, 265d, 800d};
    /*1小时浓度限值*/
    private static Double[] SO2_Hourly_Limit_Data = new Double[]{0d, 150d, 500d, 650d, 800d};
    private static Double[] NO2_Hourly_Limit_Data = new Double[]{0d, 100d, 200d, 700d, 1200d, 2340d, 3090d, 3840d};
    private static Double[] PM10_Hourly_Limit_Data = new Double[]{0d, 50d, 150d, 250d, 350d, 420d, 500d, 600d};
    private static Double[] CO_Hourly_Limit_Data = new Double[]{0d, 5d, 10d, 35d, 60d, 90d, 120d, 150d};
    private static Double[] PM2_5_Hourly_Limit_Data = new Double[]{0d, 35d, 75d, 115d, 150d, 250d, 350d, 500d};
    private static Double[] O3_Hourly_Limit_Data = new Double[]{0d, 160d, 200d, 300d, 400d, 800d, 1000d, 1200d};
    /*空气质量分指数*/
    private static Double[] IAQI_Array = new Double[]{0d,50d,100d,150d,200d,300d,400d,500d};
 
 
    //计算6参未超标因子数
    public static int standardCount(Map<String,Object> data){
        int count = 0;
        if(data.get("PM2_5")!=null&&PM2_5IsStandard(Double.valueOf(data.get("PM2_5").toString())))
            count++;
        if(data.get("PM10")!=null&&PM10IsStandard(Double.valueOf(data.get("PM10").toString())))
            count++;
        if(data.get("SO2")!=null&&SO2IsStandard(Double.valueOf(data.get("SO2").toString())))
            count++;
        if(data.get("NO2")!=null&&NO2IsStandard(Double.valueOf(data.get("NO2").toString())))
            count++;
        if(data.get("CO")!=null&&COIsStandard(Double.valueOf(data.get("CO").toString())))
            count++;
        if(data.get("O3")!=null&&O3IsStandard(Double.valueOf(data.get("O3").toString())))
            count++;
        return count;
    }
 
    //判断aqi是否达标
    public static boolean aqiIsStandard(int aqi){
        if(aqi<=100)
            return true;
        return false;
    }
    public static boolean PM2_5IsStandard(Double pm2_5){
        if(pm2_5<=75)
            return true;
        return false;
    }
    public static boolean PM10IsStandard(Double pm10){
        if(pm10<=150)
            return true;
        return false;
    }
    public static boolean SO2IsStandard(Double so2){
        if(so2<=500)
            return true;
        return false;
    }
    public static boolean NO2IsStandard(Double no2){
        if(no2<=80)
            return true;
        return false;
    }
    public static boolean COIsStandard(Double co){
        if(co<=4)
            return true;
        return false;
    }
    public static boolean O3IsStandard(Double o3){
        if(o3<=200)
            return true;
        return false;
    }
 
    /**
    * @Description: 计算AQI污染等级,返回污染等级名称
            * @Param:
            * @return:
            * @Author: 陈凯裕
            * @Date: 2021/10/29
            */
    public static String classOfPollutionByAqi(Integer aqi){
        if(aqi>300)
            return Constants.SERVER_WEATHER;
        if(aqi>200)
            return Constants.SERIOUS_WEATHER;
        if(aqi>150)
            return Constants.MIDDLE_WEATHER;
        if(aqi>100)
            return Constants.MILD_WEATHER;
        if(aqi>50)
            return Constants.GOOD_WEATHER;
        return Constants.EXCELLENT_WEATHER;
    }
 
    /**
    * @Description: 根据AQI计算污染等级,返回污染等级Code
            * @Param: [aqi]
            * @return: java.lang.String
            * @Author: 陈凯裕
            * @Date: 2021/11/11
            */
    public static String classCodeOfPollutionByAqi(Integer aqi){
        if(aqi>300)
            return Constants.SERVER_WEATHER_CODE;
        if(aqi>200)
            return Constants.SERIOUS_WEATHER_CODE;
        if(aqi>150)
            return Constants.MIDDLE_WEATHER_CODE;
        if(aqi>100)
            return Constants.MILD_WEATHER_CODE;
        if(aqi>50)
            return Constants.GOOD_WEATHER_CODE;
        return Constants.EXCELLENT_WEATHER_CODE;
    }
 
    /**
     * @Description: 24小时AQI
     * @Param: [paramMap]
     * @return: java.lang.Integer
     * @Author: 陈凯裕
     * @Date: 2021/11/3
     */
    public static AQI dailyAQI(Map<String,Object> paramMap){
        if(paramMap==null)
            return null;
        List<Integer> IAQIList = new ArrayList<>();
        List<String> primaryPollutantNames = new ArrayList<>();
        List<String> primaryPollutantCodes = new ArrayList<>();
        Integer PM2_5IAQI;
        Integer SO2IAQI;
        Integer NO2IAQI;
        Integer COIAQI;
        Integer PM10IAQI;
        Integer O3IAQI;
        if(paramMap.get(Constants.SENSOR_CODE_PM25)!=null){
            Double PM2_5 = Double.valueOf(paramMap.get("a34004").toString());
            PM2_5IAQI = calculateIAQIUniversal(PM2_5,PM2_5_Daily_Limit_Data);
            IAQIList.add(PM2_5IAQI);
            if(PM2_5IAQI>50){
                primaryPollutantCodes.add(Constants.SENSOR_CODE_PM25);
                primaryPollutantNames.add("PM2.5");
            }
        }
        if(paramMap.get(Constants.SENSOR_CODE_SO2)!=null){
            Double SO2 = Double.valueOf(paramMap.get("a21026").toString());
            SO2IAQI = calculateIAQIUniversal(SO2,SO2_Daily_Limit_Data);
            IAQIList.add(SO2IAQI);
            if(SO2IAQI>50){
                primaryPollutantNames.add("SO2");
                primaryPollutantCodes.add(Constants.SENSOR_CODE_SO2);
            }
        }
        if(paramMap.get(Constants.SENSOR_CODE_NO2)!=null){
            Double NO2 = Double.valueOf(paramMap.get("a21004").toString());
            NO2IAQI = calculateIAQIUniversal(NO2,NO2_Daily_Limit_Data);
            IAQIList.add(NO2IAQI);
            if(NO2IAQI>50){
                primaryPollutantNames.add("NO2");
                primaryPollutantCodes.add(Constants.SENSOR_CODE_NO2);
            }
        }
        if(paramMap.get(Constants.SENSOR_CODE_CO)!=null){
            Double CO = Double.valueOf(paramMap.get("a21005").toString());
            COIAQI = calculateIAQIUniversal(CO,CO_Daily_Limit_Data);
            IAQIList.add(COIAQI);
            if(COIAQI>50){
                primaryPollutantNames.add("CO");
                primaryPollutantCodes.add(Constants.SENSOR_CODE_CO);
            }
        }
        if(paramMap.get(Constants.SENSOR_CODE_PM10)!=null){
            Double PM10 = Double.valueOf(paramMap.get("a34002").toString());
            PM10IAQI = calculateIAQIUniversal(PM10,PM10_Daily_Limit_Data);
            IAQIList.add(PM10IAQI);
            if(PM10IAQI>50){
                primaryPollutantNames.add("PM10");
                primaryPollutantCodes.add(Constants.SENSOR_CODE_PM10);
            }
        }
        if(paramMap.get(Constants.SENSOR_CODE_O3)!=null){
            Double O3 = Double.valueOf(paramMap.get("a05024").toString());
            O3IAQI = calculateO3DailyIAQI(O3);
            IAQIList.add(O3IAQI);
            if(O3IAQI>50){
                primaryPollutantNames.add("O3");
                primaryPollutantCodes.add(Constants.SENSOR_CODE_O3);
            }
        }
        AQI aqi= new AQI();
        aqi.setAQIValue(getAQIByIAQIs(IAQIList));
        aqi.setPrimaryPollutantCodes(primaryPollutantCodes);
        aqi.setPrimaryPollutantNames(primaryPollutantNames);
        return aqi;
    }
 
    /**
     * @Description: 1小时AQI
     * @Param: [paramMap]
     * @return: java.lang.Integer
     * @Author: 陈凯裕
     * @Date: 2021/11/3
     */
    public static AQI hourlyAQI(Map<String,Object> paramMap){
        if(paramMap==null)
            return null;
        List<Integer> IAQIList = new ArrayList<>();
        List<String> primaryPollutantNames = new ArrayList<>();
        List<String> primaryPollutantCodes = new ArrayList<>();
        Integer PM2_5IAQI;
        Integer SO2IAQI;
        Integer NO2IAQI;
        Integer COIAQI;
        Integer PM10IAQI;
        Integer O3IAQI;
        if(paramMap.get("a34004")!=null){
            Double PM2_5 = Double.valueOf(paramMap.get("a34004").toString());
            PM2_5IAQI = calculateIAQIUniversal(PM2_5,PM2_5_Hourly_Limit_Data);
            IAQIList.add(PM2_5IAQI);
            if(PM2_5IAQI>50){
                primaryPollutantCodes.add(Constants.SENSOR_CODE_PM25);
                primaryPollutantNames.add("PM2.5");
            }
        }
        if(paramMap.get("a21026")!=null){
            Double SO2 = Double.valueOf(paramMap.get("a21026").toString());
            SO2IAQI = calculateSO2HourlyIAQI(SO2);
            IAQIList.add(SO2IAQI);
            if(SO2IAQI>50){
                primaryPollutantNames.add("SO2");
                primaryPollutantCodes.add(Constants.SENSOR_CODE_SO2);
            }
        }
        if(paramMap.get("a21004")!=null){
            Double NO2 = Double.valueOf(paramMap.get("a21004").toString());
            NO2IAQI = calculateIAQIUniversal(NO2,NO2_Hourly_Limit_Data);
            IAQIList.add(NO2IAQI);
            if(NO2IAQI>50){
                primaryPollutantNames.add("NO2");
                primaryPollutantCodes.add(Constants.SENSOR_CODE_NO2);
            }
        }
        if(paramMap.get("a21005")!=null){
            Double CO = Double.valueOf(paramMap.get("a21005").toString());
            COIAQI = calculateIAQIUniversal(CO,CO_Hourly_Limit_Data);
            IAQIList.add(COIAQI);
            if(COIAQI>50){
                primaryPollutantNames.add("CO");
                primaryPollutantCodes.add(Constants.SENSOR_CODE_CO);
            }
        }
        if(paramMap.get("a34002")!=null){
            Double PM10 = Double.valueOf(paramMap.get("a34002").toString());
            PM10IAQI = calculateIAQIUniversal(PM10,PM10_Hourly_Limit_Data);
            IAQIList.add(PM10IAQI);
            if(PM10IAQI>50){
                primaryPollutantNames.add("PM10");
                primaryPollutantCodes.add(Constants.SENSOR_CODE_PM10);
            }
        }
        if(paramMap.get("a05024")!=null){
            Double O3 = Double.valueOf(paramMap.get("a05024").toString());
            O3IAQI = calculateIAQIUniversal(O3,O3_Hourly_Limit_Data);
            IAQIList.add(O3IAQI);
            if(O3IAQI>50) {
                primaryPollutantNames.add("O3");
                primaryPollutantCodes.add(Constants.SENSOR_CODE_O3);
            }
        }
        AQI aqi= new AQI();
        aqi.setAQIValue(getAQIByIAQIs(IAQIList));
        aqi.setPrimaryPollutantCodes(primaryPollutantCodes);
        aqi.setPrimaryPollutantNames(primaryPollutantNames);
        return aqi;
    }
 
 
    /**
     * @Description: 根据IAQI计算AQI
     * @Param: [IAQIs]
     * @return: int
     * @Author: 陈凯裕
     * @Date: 2021/11/3
     */
    private static Integer getAQIByIAQIs(List<Integer> IAQIs){
        if(IAQIs.size()==0)
            return null;
        Optional<Integer> max = IAQIs.stream().max(Comparator.comparing(Integer::intValue));
        return max.get();
    }
 
 
    /**
     * @Description: 除了so2的小时IAQI,O3的日IAQI外的IAQI计算公式
     * @Param: [Cp, limitData]
     * @return: java.lang.Integer
     * @Author: 陈凯裕
     * @Date: 2021/11/2
     */
    private static Integer calculateIAQIUniversal(Double Cp,Double[] limitData){
        int index = getStartIndexFromArray(Cp, limitData);
        Double BPHi;
        Double BPLo;
        Double IAQIHi;
        Double IAQILo;
        if(index==limitData.length-1){
            return 500;
        }else{
            BPHi = limitData[index+1];
            BPLo = limitData[index];
            IAQIHi = IAQI_Array[index+1];
            IAQILo = IAQI_Array[index];
        }
        return calculateIAQIFormula(Cp,BPHi,BPLo,IAQIHi,IAQILo);
    }
 
    /**
     * @Description: 计算so2的小时IAQI
     * @Param: [Cp, limitData]
     * @return: java.lang.Integer
     * @Author: 陈凯裕
     * @Date: 2021/11/2
     */
    private static Integer calculateSO2HourlyIAQI(Double Cp){
        Double BPHi;
        Double BPLo;
        Double IAQIHi;
        Double IAQILo;
        Double[] limitData = SO2_Hourly_Limit_Data;
        int index = getStartIndexFromArray(Cp, limitData);
        //如果so2超过了小时最大限值,则采用24小时的限值标准,再计算分指数
        if(index ==SO2_Hourly_Limit_Data.length-1){
            limitData = SO2_Daily_Limit_Data;
            index = getStartIndexFromArray(Cp,limitData);
        }
        if(index==limitData.length-1){
            return 500;
        }else{
            BPHi = limitData[index+1];
            BPLo = limitData[index];
            IAQIHi = IAQI_Array[index+1];
            IAQILo = IAQI_Array[index];
        }
        return calculateIAQIFormula(Cp,BPHi,BPLo,IAQIHi,IAQILo);
    }
 
    /**
     * @Description: 计算O3日的IAQI
     * @Param: [Cp]
     * @return: java.lang.Integer
     * @Author: 陈凯裕
     * @Date: 2021/11/3
     */
    private static Integer calculateO3DailyIAQI(Double Cp){
        Double BPHi;
        Double BPLo;
        Double IAQIHi;
        Double IAQILo;
        Double[] limitData = O3_Daily_Limit_Data;
        int index = getStartIndexFromArray(Cp, limitData);
        //如果so2超过了小时最大限值,则采用24小时的限值标准,再计算分指数
        if(index ==O3_Daily_Limit_Data.length-1){
            limitData = O3_Hourly_Limit_Data;
            index = getStartIndexFromArray(Cp,limitData);
        }
        if(index==limitData.length-1){
            return 500;
        }else{
            BPHi = limitData[index+1];
            BPLo = limitData[index];
            IAQIHi = IAQI_Array[index+1];
            IAQILo = IAQI_Array[index];
        }
        return calculateIAQIFormula(Cp,BPHi,BPLo,IAQIHi,IAQILo);
    }
 
    /**
     * @Description: 计算IAQI的公式
     * @Param: [Cp, BPHi, BPLo, IAQIHi, IAQILo]
     * @return: java.lang.Integer
     * @Author: 陈凯裕
     * @Date: 2021/11/3
     */
    private static Integer calculateIAQIFormula(Double Cp, Double BPHi, Double BPLo, Double IAQIHi, Double IAQILo) {
        Double tmp1 = MathUtils.sub(IAQIHi, IAQILo);
        Double tmp2 = MathUtils.sub(BPHi, BPLo);
        Double tmp3 = MathUtils.sub(Cp, BPLo);
 
        Double tmp4 = MathUtils.division(tmp1, tmp2, 2);
        Double tmp5 = MathUtils.mul(tmp4, tmp3);
        Double IAQI = MathUtils.add(tmp5, IAQILo);
        return new Double(AmendUtils.sciCal(IAQI, 0)).intValue();
    }
 
    /*获取数值对应数组中的索引范围的开始值
     * 例如:数值:5               10
     *       数组:[0,5,15,20]     [0,5,8,12]
     *       结果:1(左闭右开)     2
     *       */
    private static int getStartIndexFromArray(Double num, Double[] array) {
        for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
            if (num >= array[i] && num < array[i + 1])
                return i;
            if (i == array.length - 2)
                return i + 1;
        }
        return 0;
    }
 
}