[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

本發明公開了一種港口船舶排放監測監管云服務系統，該系統包括：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；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；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。本發明通過區域船舶排放計算能較好地處理船舶尾氣排放實時計算分析中所面臨的數據密集型問題，為管理者提供直觀的沿海水域船舶排放信息，對港區船舶尾氣排放監測產生良好的影響。

技術領域

本發明涉及云計算技術，尤其涉及一種港口船舶排放監測監管云服務系統。

背景技術

船舶尾氣排放已成為沿海港口和主要航道等交通流密集區域大氣污染的主要來源之一，并對區域環境和人口健康造成了影響。現今對船舶廢氣排放量的計算方法主要有燃料法和動力法。其中燃料法基于船舶燃料消耗統計，動力法基于船舶活動情況統計計算。目前我國沿海港口大多采用動力法的方法進行港口排放清單的計算和分析。但隨著海上貿易往來需求的日益增加，各個港口進出港船舶數量急劇增加，由此產生船舶動態排放計算分析中數據密集型問題，現有的方法和技術方案難以解決。

此外，船舶排放具有動態排放、多源排放和流動性強等基本特征。海量集成的船舶數據以及排放監測數據會隨著時空變化而動態變化，并且不易追蹤，在監測過程中需要實時更新。現有的技術方案雖然對船舶排放進行了時空分析和可視化，但只是基于某一特定時間段下的研究，對港口船舶尾氣排放監測的實時地、長時間地可視化還未進行深入有效的研究。

本發明采用改進后的船舶廢氣排放測度模型對港口區域船舶尾氣排放進行計算，設計研發了一種基于云計算和地理信息技術(GIS)的港口船舶排放監測監管云服務系統。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對現有技術中的缺陷，提供一種港口船舶排放監測監管云服務系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種港口船舶排放監測監管云服務系統，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(COG)、對地航速(SOG)、船艏向(Heading)；

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，消除風、浪、流等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(包括CO₂、CO、NOx、SOx、PM等)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；