[發(fā)明專(zhuān)利]一種快速核算航空二氧化碳排放量的方法及其系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110244033.0
• 申請(qǐng)日: 2021-03-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113011640B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂晨;蔡博峰;徐少東;曹麗斌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院
• 主分類(lèi)號(hào): G06Q10/04
• 分類(lèi)號(hào): G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/26;G06Q50/30
• 代理公司: 北京方安思達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 李彪;劉振

1.一種快速核算城市航空二氧化碳排放量的方法，該方法包括：

根據(jù)預(yù)先建立的航班信息數(shù)據(jù)庫(kù)和飛機(jī)機(jī)型參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，建立飛機(jī)機(jī)型參數(shù)與航班信息匹配函數(shù)關(guān)系；

根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的某一城市的某一機(jī)場(chǎng)內(nèi)的某個(gè)航班信息，利用上述匹配函數(shù)關(guān)系，獲取與該航班信息對(duì)應(yīng)的飛機(jī)機(jī)型參數(shù)；

所述航班信息包括：航空公司、航班號(hào)、飛機(jī)類(lèi)型、起降城市、起降機(jī)場(chǎng)、起降時(shí)間、航班狀態(tài)和行駛里程的全口徑信息，作為核算航空二氧化碳排放量的活動(dòng)水平；

所述機(jī)型參數(shù)包括：飛機(jī)名稱(chēng)、引擎類(lèi)型、引擎?zhèn)€數(shù)、燃料類(lèi)型、起飛—降落循環(huán)中起飛、爬升、下降和滑行的四個(gè)階段，和巡航階段的油耗速率與運(yùn)行時(shí)間，以及正常巡航馬赫數(shù)信息；

根據(jù)該飛機(jī)機(jī)型參數(shù)，核算單次航程中的各個(gè)飛行階段的二氧化碳排放量，進(jìn)而核算航班飛機(jī)單程二氧化碳排放總量；

具體地，基于航班飛機(jī)在上述各個(gè)飛行階段的航空煤油消耗量，再結(jié)合航空煤油二氧化碳排放因子，核算航班飛機(jī)在起飛、爬升、巡航、下降和滑行各階段的二氧化碳排放量；

其中，為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在起飛階段的二氧化碳排放量；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在爬升階段的二氧化碳排放量；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在下降階段的二氧化碳排放量；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在滑行階段的二氧化碳排放量；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在起飛階段的航空煤油消耗量；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在爬升階段的航空煤油消耗量；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在下降階段的航空煤油消耗量；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在滑行階段的航空煤油消耗量；EF為航空煤油二氧化碳排放因子，IPCC油品排放因子3.16tCO₂2/t；

其中，

其中，為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在起飛階段的航空煤油消耗速率；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在爬升階段的航空煤油消耗速率；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在滑行階段的航空煤油消耗速率；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在下降階段的航空煤油消耗速率；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的飛機(jī)機(jī)型參數(shù)中的引擎?zhèn)€數(shù)；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在起飛階段的飛行時(shí)間；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在爬升階段的飛行時(shí)間；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在滑行階段的飛行時(shí)間；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在下降階段的飛行時(shí)間；t為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的飛機(jī)類(lèi)型；

因此，第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在LTO循環(huán)階段的二氧化碳排放量：

第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)還包括高空巡航階段，則根據(jù)巡航階段航空煤油消耗量，并結(jié)合IPCC油品排放因子，核算第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在高空巡航階段的二氧化碳排放量：

其中，為高空巡航階段的航空煤油消費(fèi)量；

其中，為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在高空巡航階段的航空煤油消耗速率；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的飛機(jī)機(jī)型參數(shù)中的引擎?zhèn)€數(shù)；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在高空巡航階段的巡航時(shí)間；

其中，

其中，為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在該航班信息下的飛行總距離，即單位為km；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)的巡航速度；

其中，

其中，為巡航馬赫數(shù)；

則第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)單次全程二氧化碳排放總量，作為航班飛機(jī)單程二氧化碳排放總量：

；

基于空間分配原則，將航班飛機(jī)單程二氧化碳排放總量分配至起飛機(jī)場(chǎng)和降落機(jī)場(chǎng)，從而獲得該航班信息內(nèi)的起飛機(jī)場(chǎng)的二氧化碳排放總量和降落機(jī)場(chǎng)的二氧化碳排放總量；

具體地，基于空間分配法則，將得到的航班飛機(jī)單程二氧化碳排放總量分配至起飛機(jī)場(chǎng)與降落機(jī)場(chǎng)；

第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在起飛階段和爬升階段分配至起飛機(jī)場(chǎng)；第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在滑行階段和下降階段分配至降落機(jī)場(chǎng)；將第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在高空巡航階段的二氧化碳排放量按照均分原則平均分配至起飛機(jī)場(chǎng)和降落機(jī)場(chǎng)：

則核算該航班信息內(nèi)的起飛機(jī)場(chǎng)的二氧化碳排放總量和降落機(jī)場(chǎng)的二氧化碳排放總量：

其中，為第n個(gè)航班信息內(nèi)的起飛機(jī)場(chǎng)的二氧化碳排放總量；為第n個(gè)航班信息內(nèi)的降落機(jī)場(chǎng)的二氧化碳排放總量；

按照預(yù)先設(shè)定的核算周期，在該核算周期內(nèi)，將該城市的某一機(jī)場(chǎng)內(nèi)的所有航班信息的起飛機(jī)場(chǎng)二氧化碳排放總量與降落機(jī)場(chǎng)二氧化碳排放總量進(jìn)行分類(lèi)匯總，得到起飛機(jī)場(chǎng)排放總量和降落機(jī)場(chǎng)排放總量，并將二者累加匯總得到該城市的某一機(jī)場(chǎng)內(nèi)的航空二氧化碳排放總量；

在該核算周期內(nèi)，重復(fù)上述過(guò)程，得到該城市的各個(gè)機(jī)場(chǎng)內(nèi)的航空二氧化碳排放總量，并將該城市的各個(gè)機(jī)場(chǎng)內(nèi)的航空二氧化碳排放總量進(jìn)行累加匯總，得到該城市航空二氧化碳排放總量。

2.一種快速核算城市航空二氧化碳排放量的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：

函數(shù)匹配模塊，用于根據(jù)預(yù)先建立的航班信息數(shù)據(jù)庫(kù)和飛機(jī)機(jī)型參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，建立飛機(jī)機(jī)型參數(shù)與航班信息匹配函數(shù)關(guān)系；

所述航班信息包括：航空公司、航班號(hào)、飛機(jī)類(lèi)型、起降城市、起降機(jī)場(chǎng)、起降時(shí)間、航班狀態(tài)和行駛里程的全口徑信息，作為核算航空二氧化碳排放量的活動(dòng)水平；

所述機(jī)型參數(shù)包括：飛機(jī)名稱(chēng)、引擎類(lèi)型、引擎?zhèn)€數(shù)、燃料類(lèi)型、起飛—降落循環(huán)中起飛、爬升、下降和滑行的四個(gè)階段，和巡航階段的油耗速率與運(yùn)行時(shí)間，以及正常巡航馬赫數(shù)信息；

機(jī)型參數(shù)獲取模塊，用于根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的某一城市的某一機(jī)場(chǎng)內(nèi)的某個(gè)航班信息，利用上述匹配函數(shù)關(guān)系，獲取與該航班信息對(duì)應(yīng)的飛機(jī)機(jī)型參數(shù)；

單程排放量獲取模塊，用于根據(jù)該飛機(jī)機(jī)型參數(shù)，核算單次航程中的各個(gè)飛行階段的二氧化碳排放量，進(jìn)而核算航班飛機(jī)單程二氧化碳排放總量；

具體地，基于航班飛機(jī)在上述各個(gè)飛行階段的航空煤油消耗量，再結(jié)合航空煤油二氧化碳排放因子，核算航班飛機(jī)在起飛、爬升、巡航、下降和滑行各階段的二氧化碳排放量；

其中，為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在起飛階段的二氧化碳排放量；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在爬升階段的二氧化碳排放量；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在下降階段的二氧化碳排放量；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在滑行階段的二氧化碳排放量；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在起飛階段的航空煤油消耗量；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在爬升階段的航空煤油消耗量；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在下降階段的航空煤油消耗量；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在滑行階段的航空煤油消耗量；EF為航空煤油二氧化碳排放因子，IPCC油品排放因子3.16tCO₂2/t；

其中，

其中，為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在起飛階段的航空煤油消耗速率；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在爬升階段的航空煤油消耗速率；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在滑行階段的航空煤油消耗速率；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在下降階段的航空煤油消耗速率；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的飛機(jī)機(jī)型參數(shù)中的引擎?zhèn)€數(shù)；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在起飛階段的飛行時(shí)間；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在爬升階段的飛行時(shí)間；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在滑行階段的飛行時(shí)間；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在下降階段的飛行時(shí)間；t為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的飛機(jī)類(lèi)型；

因此，第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在LTO循環(huán)階段的二氧化碳排放量：

第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)還包括高空巡航階段，則根據(jù)巡航階段航空煤油消耗量，并結(jié)合IPCC油品排放因子，核算第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在高空巡航階段的二氧化碳排放量：

其中，為高空巡航階段的航空煤油消費(fèi)量；

其中，為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在高空巡航階段的航空煤油消耗速率；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的飛機(jī)機(jī)型參數(shù)中的引擎?zhèn)€數(shù)；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在高空巡航階段的巡航時(shí)間；

其中，

其中，為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在該航班信息下的飛行總距離，即單位為km；為第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)的巡航速度；

其中，

其中，為巡航馬赫數(shù)；

則第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)單次全程二氧化碳排放總量，作為航班飛機(jī)單程二氧化碳排放總量：

；

空間分配模塊，用于基于空間分配原則，將航班飛機(jī)單程二氧化碳排放總量分配至起飛機(jī)場(chǎng)和降落機(jī)場(chǎng)，從而獲得該航班信息內(nèi)的起飛機(jī)場(chǎng)的二氧化碳排放總量和降落機(jī)場(chǎng)的二氧化碳排放總量；

具體地，基于空間分配法則，將得到的航班飛機(jī)單程二氧化碳排放總量分配至起飛機(jī)場(chǎng)與降落機(jī)場(chǎng)；

第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在起飛階段和爬升階段分配至起飛機(jī)場(chǎng)；第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在滑行階段和下降階段分配至降落機(jī)場(chǎng)；將第n個(gè)航班信息對(duì)應(yīng)的航班飛機(jī)在高空巡航階段的二氧化碳排放量按照均分原則平均分配至起飛機(jī)場(chǎng)和降落機(jī)場(chǎng)：

則核算該航班信息內(nèi)的起飛機(jī)場(chǎng)的二氧化碳排放總量和降落機(jī)場(chǎng)的二氧化碳排放總量：

其中，為第n個(gè)航班信息內(nèi)的起飛機(jī)場(chǎng)的二氧化碳排放總量；為第n個(gè)航班信息內(nèi)的降落機(jī)場(chǎng)的二氧化碳排放總量；

分類(lèi)匯總模塊，用于按照預(yù)先設(shè)定的核算周期，在該核算周期內(nèi)，將該城市的某一機(jī)場(chǎng)內(nèi)的所有航班信息的起飛機(jī)場(chǎng)二氧化碳排放總量與降落機(jī)場(chǎng)二氧化碳排放總量進(jìn)行分類(lèi)匯總，得到起飛機(jī)場(chǎng)排放總量和降落機(jī)場(chǎng)排放總量，并將二者累加匯總得到該城市的某一機(jī)場(chǎng)內(nèi)的航空二氧化碳排放總量；和

核算模塊，用于在該核算周期內(nèi)，重復(fù)上述過(guò)程，將該城市的各個(gè)機(jī)場(chǎng)內(nèi)的航空二氧化碳排放總量進(jìn)行累加匯總，得到該城市航空二氧化碳排放總量。