基于大数据的碳排放监测管理系统的制作方法

1.本发明属于碳排放监测领域，涉及基于大数据的碳排放监测管理技术，具体是基于大数据的碳排放监测管理系统。


背景技术：

2.碳排放是关于温室气体排放的一个总称，生活和生产过程中均会产生大量温室气体；企业在生产过程中会产生大量废气，废气经过处理后再排出，就是碳排放过程；因为碳排放会对环境造成巨大影响，所以对碳排放进行准确地监测管理是非常重要的。
3.现有企业在废气排放过程中，容易出现超标、偷排等情况，也会因为设备更新不及时，导致碳排放超标，而监管单位通过现有技术无法对企业的碳排放过程进行准确监测，进而无法实现对企业碳排放的预警和控制；因此，亟需一种能够精准监测企业碳排放数据的碳排放监测管理系统。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了基于大数据的碳排放监测管理系统，用于解决现有技术无法实现对企业碳排放数据的精准监测，导致监管单位不能及时预警和控制的技术问题，本发明通过数据采集终端采集企业或者园区的碳排放数据，并辅以电力数据进行验证，再结合遥感技术对管辖区域的碳排放数据进行分析，实现碳排放的精准监控和预警。
5.为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出基于大数据的碳排放监测管理系统，包括中央处理器，以及与中央处理器相连接的若干边缘处理器；
6.通过与若干边缘处理器相连接的数据采集终端采集监测数据，对监测数据进行数据处理，并获取区域碳排标签；将监测数据和区域碳排标签发送给至中央处理器；其中，监测数据包括碳排放数据和电力数据；
7.中央处理器通过与之相连的边缘处理器获取监测数据和区域碳排标签，基于监测数据和辅助数据获取中央处理器对应管辖区域的综合碳排标签和综合预警标签；基于区域碳排标签、综合碳排标签和综合预警标签对管辖区域进行碳排放可视化和预警管理；其中，辅助数据为遥感技术获取的碳排放数据。
8.优选的，每个管辖区域均设置一个所述中央处理器，且管辖区域中的边缘处理器与中央处理器相关联；每个边缘处理器对应一个监控区域，且监控区域中的数据采集终端和该边缘处理器相关联。
9.优选的，所述边缘处理器结合监测数据获取区域碳排标签，包括：
10.边缘处理器接收到监测数据之后，进行数据处理获取初始数据；其中，数据处理包括数据补充和数据去重；
11.提取初始数据中的碳排放数据和电力数据；
12.通过比较分析碳排放数据和区域碳排阈值，设置区域碳排标签；其中，区域碳排阈
值通过电力数据和换算系数获取，或者通过人工设置。
13.优选的，所述中央处理器基于监测数据和辅助数据获取综合预警标签，包括：
14.中央处理器接收到监测数据之后，整合获取中央处理器对应管辖区域的监测数据；
15.提取监测数据中的碳排放数据，同时通过遥感技术获取管辖区域的碳排预警阈值；
16.将管辖区域的碳排放数据和碳排预警阈值比较分析，设置综合预警标签。
17.优选的，在中央处理器获取综合预警标签之前，结合管辖区域的监测数据获取综合碳排标签；
18.当管辖区域的碳排放数据小于综合碳排阈值时，则获取管辖区域的综合预警标签；其中，综合碳排阈值通过电力数据和换算系数获取。
19.优选的，通过所述遥感技术获取管辖区域的碳排预警阈值，包括：
20.获取预设的评估周期；其中，评估周期包括一个月、一季度和一年；
21.以当前时刻为起始点，获取管辖区域在评估周期内碳排放数据的均值，并标记为碳排预警阈值。
22.优选的，所述中央处理器对管辖区域进行碳排放可视化和预警管理，包括：
23.获取边缘处理器或者数据采集终端的位置信息；
24.gis服务平台结合位置关系建立可视化模型，并将区域碳排标签、综合碳排标签和综合预警标签在可视化模型中展示；
25.同时根据可视化模型进行人工预警或者自动预警。
26.优选的，在可视化模型中，将区域碳排标签、综合碳排标签和综合预警标签通过不同颜色进行展示。
27.优选的，所述数据采集终端包括碳排放追踪器、固定源碳排放在线监测设备和无组织碳排放在线监测设备；且所述数据采集终端与之关联的边缘处理器通信和/或电气连接；所述边缘处理器和所述中央处理器通信和/或电气连接。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
29.1、本发明通过中央处理器和若干边缘处理器对监测数据中进行采集，并辅以电力数据和经验数据对管辖区域或者监控区域的碳排放数据进行分析预警；既能够对重点区域进行及时准确监控，又能够对整个区域进行宏观分析调控，便于监管单位及时管理和控制碳排放数据。
30.2、本发明通过遥感技术获取管辖区域的碳排预警阈值，充分利用了遥感技术范围和时效优势，获取一定时间段内的碳排放均值，有助于分析当前管辖区域内碳排放数据的状态，便于工作人员提前预警，及早调控碳排放数据。
附图说明
31.图1为本发明的工作步骤示意图。
具体实施方式
32.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实
施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
33.碳排放是关于温室气体排放的一个总称，生活和生产过程中均会产生大量温室气体；企业在生产过程中会产生大量废气，废气经过处理后再排出，就是碳排放过程；因为碳排放会对环境造成巨大影响，所以对碳排放进行准确地监测管理是非常重要的。
34.现有企业在废气排放过程中，容易出现超标、偷排等情况，也会因为设备更新不及时，导致碳排放超标，而监管单位通过现有技术无法对企业的碳排放过程进行准确监测，进而无法实现对企业碳排放的预警和控制；本发明通过数据采集终端采集企业或者园区的碳排放数据，并辅以电力数据进行验证，再结合遥感技术对管辖区域的碳排放数据进行分析，实现碳排放的精准监控和预警。
35.请参阅图1，本技术提供了基于大数据的碳排放监测管理系统，包括中央处理器，以及与中央处理器相连接的若干边缘处理器；
36.通过与若干边缘处理器相连接的数据采集终端采集监测数据，对监测数据进行数据处理，并获取区域碳排标签；将监测数据和区域碳排标签发送给至中央处理器；
37.中央处理器通过与之相连的边缘处理器获取监测数据和区域碳排标签，基于监测数据和辅助数据获取中央处理器对应管辖区域的综合碳排标签和综合预警标签；基于区域碳排标签、综合碳排标签和综合预警标签对管辖区域进行碳排放可视化和预警管理。
38.本技术中监测数据包括碳排放数据和电力数据；数据采集终端具体包括数据采集终端包括碳排放追踪器、固定源碳排放在线监测设备和无组织碳排放在线监测设备；其中碳排放追踪器可参考文献号为cn102651150b的发明专利，固定源碳排放在线监测设备和无组织碳排放在线监测设备可参考论坛文章(https://zhuanlan.zhihu.com/p/382855000)的介绍。
39.本技术中每个管辖区域均设置一个所述中央处理器，且管辖区域中的边缘处理器与中央处理器相关联；可以理解是，管辖区域可以是某个行政区域，如某个城市，也可以是自行划定的区域；每个管辖区域中的中央处理器作为监控中枢，统筹监控整个管辖区域的碳排放数据。
40.本技术中每个边缘处理器对应一个监控区域，且监控区域中的数据采集终端和该边缘处理器相关联；显然，本技术的监控区域要小于管辖区域，举例来说，当管辖区域为某市时，则监控区域可以为该市区内的经济开发区，当管辖区域为开发区时，则监控区域可以为该开发区中的企业。
41.因此，中央处理器会与若干个边缘处理器相连接，且边缘处理器可以设置在企业内部，或者监控区域中的综合监控中心。
42.本技术中所述数据采集终端与之关联的边缘处理器通信和/或电气连接；所述边缘处理器和所述中央处理器通信和/或电气连接；实质是利用了边缘计算技术。
43.在一个实施例中，所述边缘处理器结合监测数据获取区域碳排标签，包括：
44.边缘处理器接收到监测数据之后，进行数据处理获取初始数据；
45.提取初始数据中的碳排放数据和电力数据；
46.通过比较分析碳排放数据和区域碳排阈值，设置区域碳排标签。
47.本实施例中的数据处理包括数据补充和数据去重等，主要目的是保证除监测数据的质量。
48.具体来说，当边缘处理器对应监控区域的碳排放数据大于等于区域碳排阈值时，则将区域碳排标签设置为1；否则，将区域碳排标签设置为0。
49.值得注意的是，区域碳排阈值通过电力数据和换算系数获取，或者通过人工设置；本实施例中的区域碳排阈值通过电力数据和换算系数相乘获取；同时监控区域的碳排放数据可以理解为多个数据采集终端获取的碳排放数据之和。
50.换算系数是指企业用电和企业碳排放数据之间的转换关系，具体根据企业的行业和规模来确定，可以参考如下数据：1度电＝0.997千克"二氧化碳"；通过电力消耗能够很好的监控企业的碳排放数据，且能够有效避免其他违规的碳排放行为。
51.且本实施例将电力数据和换算系数的乘积作为区域碳排阈值时合理的，因为可以对企业用电进行限制来控制其碳排放数据。
52.本实施例中，区域碳排标签为1时，还应对相应的监管单位、单位等进行预警，以便得到尽快处理。
53.同上述，在中央处理器获取综合预警标签之前，结合管辖区域的监测数据获取综合碳排标签；
54.当管辖区域的碳排放数据小于综合碳排阈值时，则获取管辖区域的综合预警标签；其中，综合碳排阈值通过电力数据和换算系数获取。
55.当管辖区域的碳排放数据大于等于综合碳排阈值时，表明管辖区域的碳排放数据达到预警临界值，需要进行预警；但当管辖区域的碳排放数据小于综合碳排阈值时，还没有达预警要求，需要对其碳排放数据所处状态进行分析，以达到提前预警的目的，因此当管辖区域的碳排放数据小于综合碳排阈值时，则获取管辖区域的综合预警标签。
56.在一个实施中，所述中央处理器基于监测数据和辅助数据获取综合预警标签，包括：
57.中央处理器接收到监测数据之后，整合获取中央处理器对应管辖区域的监测数据；
58.提取监测数据中的碳排放数据，同时通过遥感技术获取管辖区域的碳排预警阈值；
59.将管辖区域的碳排放数据和碳排预警阈值比较分析，设置综合预警标签。
60.具体的，当管辖区域的碳排放数据大于等于碳排预警阈值时，则将综合预警标签设置为1；否则，将综合预警标签设置为0。
61.在一个具体的实施例中，通过所述遥感技术获取管辖区域的碳排预警阈值，包括：
62.获取预设的评估周期；
63.以当前时刻为起始点，获取管辖区域在评估周期内碳排放数据的均值，并标记为碳排预警阈值。
64.本实施例中充分利用卫星图像的便利性，通过卫星图像反演管辖区域的碳排放数据，获取当前时刻之前，一个评估周期内管辖区域的碳排放数据均值，记为碳排放预警阈值。
65.本实施例将当前管辖区域的碳排放数据和历史数据相比较，给监控人员提供数据
参考，以达到提前预警的目的。
66.本技术中，中央处理器对管辖区域进行碳排放可视化和预警管理，包括：
67.获取边缘处理器或者数据采集终端的位置信息；
68.gis服务平台结合位置关系建立可视化模型，并将区域碳排标签、综合碳排标签和综合预警标签在可视化模型中展示；gis服务平台包括arcgis等地理信息相关的服务或者软件；
69.同时根据可视化模型进行人工预警或者自动预警。
70.将边缘处理器或者数据采集终端的位置在可视化模型中展示，并将区域碳排标签、综合碳排标签和综合预警标签实时展示在可视化模型；具体的，当区域碳排标签、综合碳排标签为1时，则将对应位置标记为红色，当区域碳排标签、综合碳排标签为0时，则将对应位置标记为绿色；当综合预警标签为1时，则将对应位置标记为黄色。
71.本技术的核心要点之一：通过中央处理器和若干边缘处理器对监测数据中进行采集，并辅以电力数据和经验数据对管辖区域或者监控区域的碳排放数据进行分析预警；既能够对重点区域进行及时准确监控，又能够对整个区域进行宏观分析调控，便于监管单位及时管理和控制碳排放数据。
72.本技术核心要单之二：通过遥感技术获取管辖区域的碳排预警阈值，充分利用了遥感技术范围和时效优势，获取一定时间段内的碳排放均值，有助于分析当前管辖区域内碳排放数据的状态，便于工作人员提前预警，及早调控碳排放数据。
73.本发明的工作原理：
74.通过与若干边缘处理器相连接的数据采集终端采集监测数据，对监测数据进行数据处理，通过比较分析碳排放数据和区域碳排阈值，设置区域碳排标签。
75.中央处理器通过与之相连的边缘处理器获取监测数据和区域碳排标签，结合监测数据和综合碳排阈值获取管辖区域的综合碳排标签。
76.当管辖区域的碳排放数据小于综合碳排阈值时，结合遥感技术获取管辖区域的碳排预警阈值；将管辖区域的碳排放数据和碳排预警阈值比较分析，设置综合预警标签。
77.以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。