本發(fā)明涉及碳排放測(cè)算，尤其涉及一種基于智能監(jiān)測(cè)的路面施工過程碳排放預(yù)測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、全球平均溫度較工業(yè)化前水平急劇升高，氣候問題日益嚴(yán)峻，減排行動(dòng)刻不容緩。

2、公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)作為交通運(yùn)輸行業(yè)中的主要板塊，其發(fā)展有利于擴(kuò)大區(qū)域市場(chǎng)和人口流動(dòng)，促進(jìn)區(qū)域間交流，降低運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)與時(shí)間成本，但同時(shí)在路面施工過程中也提高了交通行業(yè)的碳排放量，它不僅關(guān)系到全球氣候變化，也對(duì)施工項(xiàng)目的環(huán)境影響評(píng)估和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義；因此為降低公路建設(shè)過程的碳排放量，針對(duì)路面施工過程的碳排放智能預(yù)測(cè)刻不容緩，相關(guān)技術(shù)中，碳排放預(yù)測(cè)往往依賴于經(jīng)驗(yàn)推斷和人工估算等方法，這些方法存在一定的局限性，難以保證預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3、公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明總體背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于智能監(jiān)測(cè)的路面施工過程碳排放預(yù)測(cè)系統(tǒng)及方法，實(shí)現(xiàn)路面施工過程能源消耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)施工方案給出決策以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整意見，降低路面施工過程中的碳排放量。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于智能監(jiān)測(cè)的路面施工過程碳排放預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括：

3、數(shù)據(jù)采集模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控并采集路面施工過程中的能源消耗數(shù)據(jù)；

4、數(shù)據(jù)分析模塊，用于接收并分析所述數(shù)據(jù)采集模塊獲得的能源消耗數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述能源消耗數(shù)據(jù)確定對(duì)應(yīng)的碳排放因子，根據(jù)所述能源消耗數(shù)據(jù)和所述碳排放因子確定路面施工過程中的碳排放量；

5、信息評(píng)價(jià)模塊，用于接收路面施工過程中的碳排放量并與設(shè)定閾值進(jìn)行比對(duì)，并根據(jù)比對(duì)結(jié)果實(shí)時(shí)調(diào)整施工方案；

6、控制中心，用于連接所述數(shù)據(jù)采集模塊、所述數(shù)據(jù)分析模塊和所述信息評(píng)價(jià)模塊，實(shí)現(xiàn)信息傳遞，并對(duì)所述數(shù)據(jù)采集模塊、所述數(shù)據(jù)分析模塊和所述信息評(píng)價(jià)模塊的輸出信息集中展示。

7、進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括一個(gè)監(jiān)測(cè)端和若干個(gè)與所述監(jiān)測(cè)端無(wú)線連接的采集端，每一所述采集端分別設(shè)置于每一施工車輛或施工設(shè)備中，用于實(shí)時(shí)采集對(duì)應(yīng)施工車輛或施工設(shè)備的能源消耗數(shù)據(jù)，所述監(jiān)測(cè)端用于接收多個(gè)所述采集端的所述能源消耗數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)監(jiān)控；

8、所述監(jiān)測(cè)端與所述數(shù)據(jù)分析模塊連接，并在每一施工階段結(jié)束時(shí)向所述數(shù)據(jù)分析模塊發(fā)送一次當(dāng)前施工階段的能源消耗數(shù)據(jù)。

9、進(jìn)一步的，所述施工階段包括原料采集階段、原料運(yùn)輸階段、混合料生產(chǎn)階段、混合料運(yùn)輸階段、混合料攤鋪階段和路層碾壓階段。

10、進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)分析模塊包括因子數(shù)據(jù)庫(kù)、因子評(píng)分單元和能耗計(jì)算單元；

11、所述因子數(shù)據(jù)庫(kù)中包括若干項(xiàng)碳排放因子，每一所述碳排放因子均對(duì)應(yīng)于一種施工材料或一項(xiàng)施工階段；

12、所述因子評(píng)分單元用于根據(jù)接收到的當(dāng)前施工階段的所述能源消耗數(shù)據(jù)對(duì)所述碳排放因子執(zhí)行質(zhì)量評(píng)分，篩選獲得多個(gè)符合所述能源消耗數(shù)據(jù)的碳排放因子，并依據(jù)質(zhì)量評(píng)分高低依次對(duì)篩選獲得的所述碳排放因子排序；

13、所述能耗計(jì)算單元用于根據(jù)所述接收到的當(dāng)前階段的所述能源消耗數(shù)據(jù)計(jì)算獲得每一施工階段的能耗量，并根據(jù)每一施工階段的能耗量和篩選獲得的所述碳排放因子獲得施工過程的碳排放量。

14、進(jìn)一步的，所述因子數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建包括以下步驟：

15、通過文獻(xiàn)調(diào)研的方式，在文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中篩選與路面施工相關(guān)的的論文或報(bào)告，并進(jìn)行碳排放因子數(shù)據(jù)收集；

16、對(duì)收集的碳排放因子數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，形成碳排放因子及其對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)來源和路面施工情況的初始列表清單；

17、在路面施工過程中實(shí)時(shí)獲得路面施工段中的施工情況，獲取當(dāng)前施工路段的碳排放因子，并對(duì)所述初始列表清單進(jìn)行實(shí)時(shí)更新和數(shù)據(jù)補(bǔ)充，形成所述因子數(shù)據(jù)庫(kù)。

18、進(jìn)一步的，所述因子評(píng)分單元的評(píng)分依據(jù)包括準(zhǔn)確性、代表性、時(shí)間性、地理性和可靠性；

19、其中，所述準(zhǔn)確性用于確定碳排放因子的獲取方式、數(shù)據(jù)來源以及定期更新情況；

20、所述代表性用于確定碳排放因子與路面施工的相關(guān)度和環(huán)境指標(biāo)范圍涵蓋情況；

21、所述時(shí)間性用于確定碳排放因子的數(shù)據(jù)采集年代差異度情況；

22、所述地理性用于確定碳排放因子的數(shù)據(jù)地理適用度；

23、所述可靠性用于確定碳排放因子的審查情況；

24、每一所述碳排放因子的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)q通過下式獲得：

25、q＝σxn×qn

26、其中，xn表示第n項(xiàng)評(píng)分依據(jù)對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，qn表示第n項(xiàng)評(píng)分依據(jù)對(duì)應(yīng)的單項(xiàng)評(píng)分。

27、進(jìn)一步的，所述每一施工階段的能耗量ei由下式獲得：

28、ei＝∑eij

29、其中，eij表示第i個(gè)施工階段中第j環(huán)節(jié)的能源消耗量，單位為t；

30、所述施工過程的碳排放量由下式獲得：

31、g施＝σei·si

32、其中，ei表示第i個(gè)施工階段的能耗量，單位為t；

33、si表示第i個(gè)施工階段篩選獲得的碳排放因子，單位為kg-co2eq/t。

34、進(jìn)一步的，所述接收路面施工過程中的碳排放量并與設(shè)定閾值進(jìn)行比對(duì)，并根據(jù)比對(duì)結(jié)果實(shí)時(shí)調(diào)整施工方案，包括以下步驟：

35、根據(jù)路面施工時(shí)間之前的若干次往年路面施工的碳排放量，確定若干次所述往年路面施工的碳排放量的均值為設(shè)定閾值；

36、當(dāng)所述路面施工過程中的碳排放量低于設(shè)定閾值時(shí)，不執(zhí)行施工方案調(diào)整措施；

37、當(dāng)所述路面施工過程中的碳排放量超出設(shè)定閾值的10％～20％時(shí)，發(fā)出施工方案預(yù)警信號(hào)，根據(jù)實(shí)際施工情況判定是否執(zhí)行施工方案調(diào)整措施；

38、當(dāng)所述路面施工過程中的碳排放量超出設(shè)定閾值20％時(shí)，立即執(zhí)行施工方案調(diào)整措施；

39、其中，所述施工方案調(diào)整措施包括更換施工組織方案、更換施工設(shè)備和更換施工工藝。

40、進(jìn)一步的，還包括方案決策模塊，所述方案決策模塊用于根據(jù)數(shù)據(jù)分析模塊和數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)模塊輸出的信息，對(duì)基于施工預(yù)算預(yù)先設(shè)定的多個(gè)施工方案的碳排放量依次進(jìn)行預(yù)測(cè)，并根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)每一所述施工方案給出對(duì)應(yīng)的調(diào)整措施建議。

41、本發(fā)明還提供一種基于智能監(jiān)測(cè)的路面施工過程碳排放預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：

42、實(shí)時(shí)監(jiān)控并采集路面施工過程中的能源消耗數(shù)據(jù)；

43、接收并分析所述數(shù)據(jù)采集模塊獲得的能源消耗數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述能源消耗數(shù)據(jù)確定對(duì)應(yīng)的碳排放因子，根據(jù)所述能源消耗數(shù)據(jù)和所述碳排放因子確定路面施工過程中的碳排放量；

44、接收路面施工過程中的碳排放量并與設(shè)定閾值進(jìn)行比對(duì)，并根據(jù)比對(duì)結(jié)果實(shí)時(shí)調(diào)整施工方案；

45、對(duì)能源消耗數(shù)據(jù)、碳排放因子、碳排放量和施工方案調(diào)整結(jié)果輸出并集中展示。

46、本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明通過實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，能夠更加準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)測(cè)施工過程中的能源消耗和碳排放情況，及時(shí)給出調(diào)整意見，提高了預(yù)測(cè)精度，從而有助于根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果快速響應(yīng)并優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)施工方案，減少不必要的能源消耗和碳排放，提高施工效率和質(zhì)量，節(jié)能減排，且通過設(shè)置控制中心能夠?qū)⒏髂K的輸出信息進(jìn)行展示，為施工管理人員提供全面的決策支持，提高管理效率。