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申请/专利权人：江西省交通科学研究院有限公司

摘要：本发明公开了用于高速公路中车辆碳排放量的监测系统，涉及环境监测技术领域，本发明包括监测点部署模块、气象监测模块、数据处理模块、修正算法模块及数据管理模块；监测点部署模块用于在高速公路沿线部署检测站点，每个站点配备碳排放传感器；本发明，通过集成监测点部署模块和气象监测模块，实现了对高速公路车辆碳排放量的精确监测，监测点部署模块依据交通流量、地形地貌、气象条件等择优准则，科学地选择监测站点，确保了监测数据的代表性和准确性，气象监测模块实时监测气象参数，与车辆排放数据相结合，使用修正算法模块对排放数据进行实时修正，有效消除了气象条件对监测结果的影响，显著提高了监测结果的准确性。

主权项：1.用于高速公路中车辆碳排放量的监测系统，其特征在于，包括：监测点部署模块，用于在高速公路沿线部署排放监测点位，每个站点配备碳排放传感器，具体操作步骤如下：首先在高速公路的沿线选择部署点位，并根据择优准则进行部署，其中点位部署的择优准则如下：交通流量分析：选择交通流量大的区域，包括高速公路的收费站、服务区或交通枢纽附近，以确保监测数据的代表性；地形地貌考量：选择地形平坦且无遮挡物的区域，以减少地形对排放物扩散的影响；气象条件：考虑区域的气候特征，包括风向、风速、温度和湿度，选择能够反映不同气象条件下排放特性的站点；环境敏感区域：在环境敏感区域，包括自然保护区及居民区附近部署监测点，以评估交通排放对这些区域的影响；法规要求：根据环保法规和标准，确定监测点的布局，以满足法规对监测点数量和分布的要求；基础设施条件：分析监测点的电力供应及通信网络覆盖基础设施条件，确保监测设备的正常运行；根据择优准则确定高速公路沿线的若干个路段并标记，再针对标记的若干个路段，进行优先级排序及间隔规划，优先级排序通过采集标记的若干个路段的优先参数进行综合分析确定最终排放监测点位，其中优先参数包括：污染水平：通过初步的污染评估，测量或估计各路段的碳排放水平，并将污染水平赋予1-100的评分，记为污评值，污评值越大，污染水平越高，优先选择污染水平较高的区域；交通组成：分析各路段的车辆组成，包括重型货车、客车及轻型车辆的比例，对重型货车、客车及轻型车辆分别赋予不同的权重，再分别乘以对应的比例并求和，以得到成分值，以此成分值作为衡量交通组成的标准，成分值越大，则该路段的碳排放越高；车道数量和道路宽度：车道数量多、道路宽度大的路段可能会有更高的交通流量和排放量，获取路段的车道数量及宽度，并将每个车道与对应的宽度相乘并求和，得到道评值，以此道评值作为衡量车道数量和道路宽度的标准；成本效益分析：评估在不同点位部署监测点位的成本效益，包括建设成本、运行成本和预期的环境效益，将建设成本、运行成本和预期的环境效益归一化处理后分别以三角形的三条边建立三角形，计算该三角形的面积，记为成本值，以此成本值作为衡量成本效益分析的标准；车辆速度分布：测量各路段车辆的平均速度和速度变化，将得到的平均速度与速度变化频率相乘，以得到速评值，将此速评值作为衡量车辆速度分布的标准，当速评值越高时，车辆在高速和加速或减速时的排放量更高；再分别将得到的污评值、成分值、道评值、成本值及速评值归一化处理后代入以下公式：以得到优级值YJZ，并以此优级值作为衡量标记的若干个路段优先级的标准，式中wp、cf、dp、cb及sp分别为污评值、成分值、道评值、成本值及速评值；再将得到的标记的若干个路段优级值与预设优级阈值进行比对，筛选大于优级阈值的优级值，并将大于优级阈值的优级值按照大小进行排序，并通过分析筛选的优级值达标的标记的路段的地理位置，按照预设的间隔设置，确定最终的监测点位部署路段，针对每个选择的路段确定中点作为最终的监测点位，并记为排放监测点位；再对确定的排放监测点位进行环境影响评估，确保排放监测点位的设置不会对周围环境造成负面影响，再规划所需的监测设备，并进行预先测试，确保监测设备的性能和准确性；同时在排放监测点位周边规划基础设施，包括监测站房、电力供应系统及通信系统，将各个监测点位的设备与数据处理中心进行集成规划并测试，确保系统运行稳定；气象监测模块，用于部署气象监测点位实时监测气象数据；数据处理模块，用于接收排放数据和气象数据，并进行综合处理；修正算法模块，根据气象条件对碳排放数据进行实时修正，具体步骤如下：根据数据处理模块获取的数据，获取实时气象数据以及同步的车辆排放数据，再根据气象数据与车辆排放数据的时间关系进行时间戳上的同步；分析不同气象条件对排放物扩散和稀释的具体影响，确定影响排放监测读数的关键气象参数，再通过数学模型或统计方法，将气象参数与排放数据相关联，用于预测气象条件变化对排放读数的潜在影响；使用历史排放数据和气象数据对模型进行训练，以确定气象条件对排放数据监测影响具体的修正系数，并将模型记为修正模型；实时处理当前的排放数据和气象数据，应用修正模型计算出修正系数，根据计算出的修正系数，对实时排放数据进行调整，得到修正后的排放数据；再对修正过程的不确定性进行评估，确保修正后的数据在可接受的误差范围内；其中对修正过程的不确定性进行评估的过程如下：采集修正后的量化因素进行综合分析，包括：正偏差：计算修正后的数据与实际观测值或已知标准值之间的偏差；标准偏差：评估修正系数的标准偏差，反映修正系数的波动范围；置信区间：确定修正后数据的置信区间，并选取置信区间的中点数值作为评估置信区间的标准，表示修正值的可靠性；均方误差：衡量修正后数据与实际值之间差异的平方的平均值，反映预测值的准确性；再分别将得到的正偏差、标准偏差、中点数值及均方误差归一化处理后，以正偏差作为半径建立底圆，标准偏差与均方误差的乘积作为高建立圆锥体模型，计算该圆锥体模型的体积，并将圆锥体模型的体积除以中点数值以得到确评值，并将此确评值作为衡量修正过程的不确定性的标准，当确评值越大时，则修正过程的不确定性越高；再将确评值与预设的确评阈值进行比对，当确评值大于或等于确评阈值时，则判断该修正结果未达标，反之，则表明修正结果达标，当确定修正结果未达标时，触发警告，具体的：通知操作人员或系统管理员，并自动回顾相关数据和修正过程，检查是否存在错误或异常；如存在异常或错误，根据预设逻辑，自动重新计算修正系数及修正结果，并进行再次评估；同时自动调整修正模型的参数，包括敏感性分析中识别的关键参数，以改善修正结果；再执行自动校准程序，根据标准物质或校准设备重新校准监测设备或传感器，并自动记录所有自动处理的尝试和结果；最后将修正算法集成到数据处理模块中，实现自动实时修正；数据管理模块，用于存储、分析和报告修正后的碳排放数据。

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