[发明专利]一种内河港口船舶废气排放测度方法

权利要求书

1.一种内河港口船舶废气排放测度方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、通过内河港口中的水流观测系统、水位观测系统、气象观测系统、AIS数据系统及后台数据库组成数据采集系统，对内河港口船舶活动水平数据和内河港口环境数据进行采集；

步骤二、根据内河港口环境数据进行基于电子航道图的流场数据反演：从电子航道图中导出水深点以及水流岸线数据，并对其进行预处理生成边界文件和地形文件，用生成的边界文件和地形文件进行流场数值模拟模型的构建，并通过水文实测数据对生成的模型进行率定；

步骤三、基于内河港口船舶活动水平数据，估计船舶主机工作负荷，再根据内河港口流场反演结果，结合AIS信息中的航速信息，计算后得到准确的船速，从而进行内河港口船舶废气排放测度。

2.根据权利要求1所述的内河港口船舶废气排放测度方法，其特征在于，步骤一中采集船舶活动水平数据的方法具体为：

船舶活动水平数据包括：船舶引擎功率、主辅机负荷因子、船舶航速、船舶工况；首先获取AIS文本数据，并对AIS文本数据进行解码得到静态信息，静态信息包括船名、MMSI编号、IMO编号、船长、船宽、种类、吃水信息；利用船名、IMO编号信息，从船舶资料数据库中获取船舶主机、辅机、锅炉功率以及最大服务航速信息；接下来通过解码AIS文本数据解码得到船舶动态信息，包括MMSI编号，时间，GPS船位、航速、航行状态信息；通过水流观测系统、水位观测系统、气象观测系统的信息补充系统中缺少的环境动态信息。

3.根据权利要求1所述的内河港口船舶废气排放测度方法，其特征在于，步骤二中进行数据预处理的方法具体为：

对水深数据进行预处理，首先把其他无用信息删去，仅保留坐标值和水深值，并将水深值转换成基于85高程基面下的高程值，将数据保存为.xyz格式的文件，即生成地形文件；对岸线数据进行预处理，首先删除坐标值及水深值之外的其他数据信息，仅保留两列坐标值，另加一列连接属性值，将数据保存为.xyz格式的文件，即生成边界文件。

4.根据权利要求1所述的内河港口船舶废气排放测度方法，其特征在于，步骤二中进行流场数值模拟模型构建的方法具体为：

首先将边界文件导入MIKE软件，对其进行三角网格划分，对网格进行平滑处理后，将地形文件导入并进行插值，生成地形网格文件；随后将生成的地形网格文件导入水动力模型中，并设置模型参数，点击运行模型，最后输出流场结果。

5.根据权利要求4所述的内河港口船舶废气排放测度方法，其特征在于，步骤二中的流场数值模拟模型为平面二维水动力模型，根据水流运动的数学方程及其相应的定解条件建立数学模型，通过数值计算的方法对水流的运动进行描述，再通过图像显示的方法将水流的运动显示出来；最后输出的流场结果包括点、线和面序列文件，其中点序列用于模型的率定；输出的流场模型的数据包括水位、水深、流速、流向、流速的分速度。

6.根据权利要求1所述的内河港口船舶废气排放测度方法，其特征在于，步骤二中通过水文实测数据对生成的模型进行率定的方法具体为：

根据水文站提供的实测水位资料，实测水位资料包括实测水位与实测流速，使用时间序列编辑器导入实测水位资料文件，制作时间序列文件；采用作图编辑器对模拟结果与实测结果进行比较，根据对比情况，通过改变模型参数进一步率定模型，直到模拟结果与实际情况基本吻合，最后输出流场结果，完成基于电子航道图的流场数据反演；

7.根据权利要求6所述的内河港口船舶废气排放测度方法，其特征在于，步骤二中通过改变模型参数进一步率定模型的方法具体为，通过改变糙率和涡粘性系数模型参数，每次率定后比较模拟与实测结果，每次仅改变一个参数，同时确保参数在取值范围内赋值。

8.根据权利要求1所述的内河港口船舶废气排放测度方法，其特征在于，步骤三中进行内河港口船舶废气排放测度的方法包括：

(1)采用未考虑内河港口流场影响的废气排放测度模型；

当船舶处于不同的行驶模式时，其动力设备，包含船舶主机、辅机、锅炉的工况有所不同，排放水平的差别也相对较大；船舶废气排放测度模型采用基于AIS的动力法，该方法基于船舶动力设备的输出能量，与相应的排放因子和负荷因子相乘，计算得出不同航行状态下的船舶废气排放量；

(2)采用考虑内河港口流场影响的废气排放测度模型；

船舶AIS信息提供的速度为航速，即对地速度；而在船舶废气排放计算模型中的船舶速度为船速，即船舶主机本身提供的速度；而在内河环境中，综合考虑AIS信息中的船位航速和内河港口流场的分布，修正后得到排放计算需要的船速，进而进行船舶废气排放的计算。