[發(fā)明專利]一種基于典型斷面的內(nèi)河航道船舶尾氣排放量的確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910508496.6
• 申請(qǐng)日: 2019-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN110309488B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 封學(xué)軍;苑帥;張艷;沈金星;朱逸凡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/18
• 分類號(hào): G06F17/18;G06Q10/0831;G06Q50/26
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種基于典型斷面的內(nèi)河航道船舶尾氣排放量的確定方法，其特征在于：具體包括如下過程：

典型斷面的選擇，針對(duì)某一內(nèi)河航道，合理選擇典型斷面作為離散監(jiān)測點(diǎn)；

典型斷面和在港船舶排放計(jì)算，運(yùn)用斷面AIS數(shù)據(jù)信息，結(jié)合船舶特征信息，采用STEAM模型計(jì)算出各斷面以及斷面間港口內(nèi)船舶的排放清單；

斷面間船舶路徑再生，運(yùn)用路徑再生法分析各典型斷面之間的船舶的航行軌跡特點(diǎn)；

斷面間過境船舶排放，利用插值法建立內(nèi)河航段主要類型過境船舶的污染物連續(xù)排放模型，積分計(jì)算后獲得各斷面間過境船舶排放量；

內(nèi)河航道總排放量計(jì)算，將過境和港口內(nèi)船舶排放量相加，得到內(nèi)河航道船舶尾氣排放情況；

所述STEAM模型為一種獲取船舶大氣污染物排放量的計(jì)算方法，具體為：

E_i,j,k＝∑P_j×LF_j,k×T_j,k×EF_i,j×10^-6??????????????????????????????????????(1)

式(1)中i，j，k分別表示污染物種類、發(fā)動(dòng)機(jī)類型和運(yùn)行工況；E為某種污染物的排放量，單位為g；P為船舶發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率，單位為kW；計(jì)算時(shí)，需對(duì)主機(jī)和副機(jī)負(fù)荷功率進(jìn)行調(diào)整，將最大持續(xù)功率乘以其負(fù)載系數(shù)LF；T為船舶通過各斷面的時(shí)間，單位為h；EF為污染物排放因子，單位為g·kW^-1·h^-1。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于典型斷面的內(nèi)河航道船舶尾氣排放量的確定方法，其特征在于：所述典型斷面指為建立內(nèi)河航道連續(xù)排放模型所需要的內(nèi)河航道離散關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，典型斷面的選取原則：(1)所選斷面處的AIS信號(hào)清晰，數(shù)據(jù)完整；(2)典型斷面沿航道平均分布；(3)重要河段匯入處增加典型斷面；(4)區(qū)域重要港口附近增加典型斷面；(5)河道較大彎曲處增加典型斷面；(6)重要的跨河建筑物處增加典型斷面，所述重要的跨河建筑物包括但不限于橋梁、船閘；(7)檢查站附近增加典型斷面；(8)增加典型斷面直至相鄰斷面間最多只有一個(gè)港口。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于典型斷面的內(nèi)河航道船舶尾氣排放量的確定方法，其特征在于：通過AIS數(shù)據(jù)中的船舶位置、速度、時(shí)間信息將內(nèi)河船舶的運(yùn)行工況分為三種：巡航、低負(fù)載或機(jī)動(dòng)操作、停泊。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于典型斷面的內(nèi)河航道船舶尾氣排放量的確定方法，其特征在于：運(yùn)用船舶速度變化率SVR來區(qū)分巡航和低負(fù)載或機(jī)動(dòng)操作狀態(tài)，

式(2)中SVR為船舶速度變化率；n為通過某斷面的船舶的AIS數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)；v_i表示船舶第i個(gè)AIS點(diǎn)的速度；t_i為船舶第i個(gè)AIS點(diǎn)的時(shí)間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于典型斷面的內(nèi)河航道船舶尾氣排放量的確定方法，其特征在于：缺失的主機(jī)負(fù)荷功率可以通過已知船舶載重噸DWT數(shù)據(jù)推測。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于典型斷面的內(nèi)河航道船舶尾氣排放量的確定方法，其特征在于：所述斷面間船舶路徑再生利用最短路徑法進(jìn)行，所述最短路徑法用AIS數(shù)據(jù)和包括航道邊界、江心洲、礙航礁石在內(nèi)的航道位置來構(gòu)造，路徑再生基于在每個(gè)軌跡點(diǎn)位置之間找到最短的可用路徑。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于典型斷面的內(nèi)河航道船舶尾氣排放量的確定方法，其特征在于：所述最短路徑法分為兩步：①識(shí)別斷面內(nèi)的AIS數(shù)據(jù)點(diǎn)；②用斷面內(nèi)的AIS數(shù)據(jù)點(diǎn)構(gòu)建可以繞過障礙物的船舶軌跡；若斷面間存在江心洲或礁石礙航物，且兩側(cè)航道可通航，則將船舶平均分配在礙航物兩側(cè)；受柯氏力的影響，有的江心洲兩側(cè)僅可單側(cè)通航，此時(shí)將船舶全部分配于可通航側(cè)；若斷面間存在障礙物，斷面間AIS數(shù)據(jù)點(diǎn)的連線的最短路徑跨過陸地，則放棄最短路徑，用插值法在障礙物處建立插值數(shù)據(jù)點(diǎn)，直至恰好能滿足路徑最短且不跨越陸地這兩個(gè)條件為止。