申请/专利权人：武汉理工大学

申请日：2021-10-20

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN114239426B

主分类号：G06F30/28

分类号：G06F30/28;G06Q50/40;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2022.04.12#实质审查的生效;2022.03.25#公开

摘要：本发明公开了一种基于水流资料同化的长江干线船舶排放清单生成方法，该方法包括：1面向排放计算的长江干线特征航段划分方法；2基于水文资料同化的长江干线流场特征库构建方法；3船舶废气排放拟合模型库构建方法；4船舶航行轨迹排放量快速查询与计算方法；5长江干线船舶年度排放清单生成方法。本发明的有益效果为：将长江干线分为若干特征航段，选取典型流量水位分组样本分别进行流场模拟，获得长江干线流场特征库，拟合构建船舶废气排放拟合模型库，利用船舶航行轨迹排放量计算得到每一船舶航行轨迹的排放量，汇总获得长江干线排放总量，统计分析得到长江干线船舶年度排放清单，相比现有技术计算过程更简单，更省时。

主权项：1.一种基于水流资料同化的长江干线船舶排放清单生成方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一、基于长江干线航道特征，构建面向排放计算的长江干线特征航段划分方法，将长江干线划分为若干特征航段；步骤二、对每一特征航段选取典型流量、水位分组样本，运用流场模拟工具对每一特征航段的每一典型工况进行流场反演，构建基于水文资料同化的长江干线流场特征库；步骤三、根据长江干线流场特征库对船速进行修正，构建优化后的船舶废气排放量计算模型，获得因变量；根据船舶静态信息库获取船舶基本信息，并利用LASSO算法对其进行特征选择，获得自变量；运用多项式拟合建立自变量与因变量之间的关系，并通过提高自变量幂次来提高拟合模型的精度，获得每个特征航段不同船型及不同航行状态下的船舶废气排放拟合模型，构建长江干线船舶废气排放拟合模型库；步骤四、将船舶航行轨迹分配到各个相关的特征航段，每一子轨迹依据索引；查询长江干线船舶废气排放拟合模型库，得到最匹配的拟合模型，由此计算每一子轨迹的排放量，即可得到该船舶航行轨迹的排放总量；步骤五、从长江干线船舶年度活动数据中生成每一船舶的航行轨迹，根据步骤四，船舶航行轨迹排放量查询与计算方法，计算得到每一船舶航行轨迹的排放量，进一步统计分析即可得到船舶种类、活动状态的排放分担率，以及船舶排放得时空分布，即得到长江干线船舶年度排放清单；在步骤三中，船舶废气排放拟合模型库的构建方法具体为：首先，针对任一特征航段，通过该航段的船舶AIS数据获取船舶在各时刻船位点，基于所构建的长江干线流场特征库，运用权重插值法对船速进行修正，获得船舶的实际速度；其次，通过船舶静态信息库获取该航段的船舶基本信息，包括船舶的船型、船长、船宽、主机功率、辅机功率，并根据船长分布对该航段船舶进行分层抽样，得到样本船舶；通过内河船舶AIS数据库获取样本船舶的航行时间；根据排放因子数据库获取该航段的排放因子；根据修正后得到的实际船速，计算得到修正后的主机负荷因子，并获得该航段船舶的辅机负荷因子；构建优化后的船舶废气排放量计算模型：1、传统动力法的船舶废气排放量计算模型为： 上中，i为船舶废气种类；E为船舶废气排放量，单位为g；P为船舶动力设备功率，单位为kW；j为动力设备类型；m、a、b分别表示主机、辅机和锅炉；L为船舶负荷因子，负荷因子是船舶动力设备输出功率占额定功率的百分比；T为运行时间，h；Fi，j为船舶i种污染物的j型动力设备的排放因子，单位为gkW·h；其中，船舶主机负荷因子Lm为：Lm＝VspeedVmax32，式7中，Vspeed为船舶航速，单位为kn；Vmax为船舶的最大设计航速，单位为kn；2、根据船舶航行状态、航时、排放因子以及修正过的负荷因子计算船舶的废气排放量，将船舶航速替换为修正后的船速，获得优化后的船舶废气排放量计算模型： 再次，根据船舶静态信息以及AIS信息，获取船舶排放的影响因子；同时，将步骤二所获得的该航段样本船舶排放量与其航程相除，得到各样本船舶的每公里废气排放量；最后，将获取的影响因子利用LASSO算法进行特征选择，得到自变量，以样本船舶每公里排放量为因变量；运用多项式拟合建立自变量与因变量之间的关系，得到该特征航段不同船型不同月份不同航行状态的废气排放量计算公式，构建该特征航段的船舶废气排放拟合模型库。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 武汉理工大学 基于水流资料同化的长江干线船舶排放清单生成方法

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