[發明專利]港口船舶排放監測監管云服務系統

在審

• 申請號: 202010499617.8
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111814367A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 黃亮;周春輝;文元橋
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06Q50/26;G06F16/29
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 李丹

1.一種港口船舶排放監測監管云服務系統，其特征在于，包括：

船舶數據采集模塊，用于通過AIS采集船舶的靜態信息和動態信息；所述靜態信息包括船舶移動業務識別碼MMSI、船名、呼號、船舶類型、船長、船寬；所述動態信息包括船舶經緯度位置信息、時間戳、對地航向、對地航速、船艏向；

區域船舶排放計算模塊，用于根據船舶交通排放評估模型確定區域船舶排放；

確定區域船舶排放具體如下：

(1)選定計算區域：劃定區域邊界，篩選出區域內船舶作為計算對象；

(2)修正船舶船速：根據實時的通航環境信息對AIS數據中的對地航速進行修正，消除環境因素對船速真實值的干擾；

所述通航環境信息根據船舶經緯度位置信息實時搜索信息平臺獲取；

(3)辨識船舶狀態：根據修正后的船速以及AIS提供的船名和航行狀態信息，研究區域內船舶作業過程中的活動特征并進行分類，包括船舶類型的劃分、引擎類型的劃分和行駛模式的劃分；

所述航行狀態信息包括在航狀態和停泊狀態，根據修正后的船速確定；

(4)獲取引擎功率：在船舶AIS信息中查詢船舶屬性數據庫，匹配對應船舶的引擎功率數據；

(5)選擇計算因子：分析船舶在不同活動特征下船舶主機、輔機、鍋爐在內的耗能設備的運行特征、燃油消耗特征、各種尾氣的排放特征，選取相應的排放因子與負荷因子；

所述排放因子包括CO、CO2、PM、SO2、NOx，所述負荷因子包括：CO、CO2、PM、SO2、NOx；

(6)計算單船排放軌跡：通過船舶尾氣排放計算模型，結合船舶運動狀態、環境信息修正后的船速、船舶引擎功率以及各類計算因子，對單船尾氣排放量進行計算；

(7)計算得到的全部船舶的尾氣排放量，根據船舶運行軌跡和區域邊界確定區域船舶排放總量；

可視化模塊，用于利用GIS技術完成對船舶排放的空間可視化。

2.根據權利要求1所述的港口船舶排放監測監管云服務系統，其特征在于，所述區域船舶排放計算模塊中，計算單船排放軌跡采用以下模型：

若船舶處于在航狀態時，主要是主機和輔機處于工作狀態，計算公式如下：

其中，f(V_speed)表示經過環境因素修正后的船舶原始速度，其中V_speed表示對地航速，V_max表示船舶最大設計航速，E表示船舶廢氣排放量，P表示船舶動力設備功率，下標i表示船舶廢氣排放種類；下標m、a、b分別表示船舶主機、輔機和鍋爐；LF為船舶負載因子，EF為船舶排放因子；

若船舶處于停泊狀態時，主機停止工作，輔機和鍋爐處于工作狀態，計算公式如下：

E_i＝P_aLF_aT_aEF_i,a+P_bT_bEF_i,b

其中，E表示船舶廢氣排放量，P表示船舶動力設備功率，下標i表示船舶廢氣排放種類；下標m、a、b分別表示船舶主機、輔機和鍋爐；LF為船舶負載因子，EF為船舶排放因子。

3.根據權利要求1所述的港口船舶排放監測監管云服務系統，其特征在于，所述區域船舶排放計算模塊中，所述單船排放軌跡基于Spark計算引擎在線計算獲得。