[发明专利]港口船舶排放监测监管云服务系统

说明书

本发明公开了一种港口船舶排放监测监管云服务系统，该系统包括：船舶数据采集模块，用于通过AIS采集船舶的静态信息和动态信息；区域船舶排放计算模块，用于根据船舶交通排放评估模型确定区域船舶排放；可视化模块，用于利用GIS技术完成对船舶排放的空间可视化。本发明通过区域船舶排放计算能较好地处理船舶尾气排放实时计算分析中所面临的数据密集型问题，为管理者提供直观的沿海水域船舶排放信息，对港区船舶尾气排放监测产生良好的影响。

技术领域

本发明涉及云计算技术，尤其涉及一种港口船舶排放监测监管云服务系统。

背景技术

船舶尾气排放已成为沿海港口和主要航道等交通流密集区域大气污染的主要来源之一，并对区域环境和人口健康造成了影响。现今对船舶废气排放量的计算方法主要有燃料法和动力法。其中燃料法基于船舶燃料消耗统计，动力法基于船舶活动情况统计计算。目前我国沿海港口大多采用动力法的方法进行港口排放清单的计算和分析。但随着海上贸易往来需求的日益增加，各个港口进出港船舶数量急剧增加，由此产生船舶动态排放计算分析中数据密集型问题，现有的方法和技术方案难以解决。

此外，船舶排放具有动态排放、多源排放和流动性强等基本特征。海量集成的船舶数据以及排放监测数据会随着时空变化而动态变化，并且不易追踪，在监测过程中需要实时更新。现有的技术方案虽然对船舶排放进行了时空分析和可视化，但只是基于某一特定时间段下的研究，对港口船舶尾气排放监测的实时地、长时间地可视化还未进行深入有效的研究。

本发明采用改进后的船舶废气排放测度模型对港口区域船舶尾气排放进行计算，设计研发了一种基于云计算和地理信息技术(GIS)的港口船舶排放监测监管云服务系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种港口船舶排放监测监管云服务系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种港口船舶排放监测监管云服务系统，包括：

船舶数据采集模块，用于通过AIS采集船舶的静态信息和动态信息；所述静态信息包括船舶移动业务识别码(MMSI)、船名、呼号、船舶类型、船长、船宽；所述动态信息包括船舶经纬度位置信息、时间戳、对地航向(COG)、对地航速(SOG)、船艏向(Heading)；

区域船舶排放计算模块，用于根据船舶交通排放评估模型确定区域船舶排放；

确定区域船舶排放具体如下：

(1)选定计算区域：划定区域边界，筛选出区域内船舶作为计算对象；

(2)修正船舶船速：根据实时的通航环境信息对AIS数据中的对地航速进行修正，消除风、浪、流等环境因素对船速真实值的干扰；

所述通航环境信息根据船舶经纬度位置信息实时搜索信息平台获取；

(3)辨识船舶状态：根据修正后的船速以及AIS提供的船名和航行状态信息，研究区域内船舶作业过程中的活动特征并进行分类，包括船舶类型的划分、引擎类型的划分和行驶模式的划分；

所述航行状态信息包括在航状态和停泊状态，根据修正后的船速确定；

(4)获取引擎功率：在船舶AIS信息中查询船舶属性数据库，匹配对应船舶的引擎功率数据。

(5)选择计算因子：分析船舶在不同活动特征下船舶主机、辅机、锅炉在内的耗能设备的运行特征、燃油消耗特征、各种尾气(包括CO₂、CO、NOx、SOx、PM等)的排放特征，选取相应的排放因子与负荷因子；

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