一种基于边缘计算的碳排放监测预警分析系统及其方法

本发明属于碳排放监测领域，特别是涉及一种基于边缘计算的碳排放监测预警分析系统及其方法。

背景技术：

1、21世纪以来，伴随着城市化进程的不断推进与劳动人口的不断迁移，城市地区的能源消耗大量增加，这导致了包括二氧化碳在内温室气体排放量的快速增长。为人类社会带来了不容忽视的气候恶化危机。。伴随物联网、大数据技术，尤其是低功耗广域物联网技术的兴起，借助新兴技术，综合能源管控和综合能源精细化管理以实现碳排放的精准监测与预警成为必然趋势。

2、目前的碳排放监管技术虽然能够进行一定程度上的监控，但是无法进行城市整体碳排放的把控。同时，大多数监测方法对仅对碳排放量进行了预测，并未对城市中需要重点管理区域进行计算。此外，由于不同时间节点上碳排放量数据也存在很大差别，针对时间点的碳排放监测和预警方法还需完善。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于边缘计算的碳排放监测预警分析系统及其方法，以解决上述现有技术存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于边缘计算的碳排放监测预警分析系统，包括：

3、数据获取子系统，用于基于时间节点获取城市空气数据；

4、边缘计算子系统，与所述数据获取子系统连接，用于基于城市空间和所述城市空气数据构建碳排放时空分析模型；

5、云计算子系统，与所述边缘计算子系统连接，用于基于所述碳排放时空分析模型对城市碳排放进行分析，获得分析结果；

6、监测预警子系统，与所述云计算子系统连接，用于基于所述分析结果对城市碳排放进行预警。

7、优选地，所述数据获取子系统包括：

8、传感器布置模块，用于基于城市空间分布布置温室气体浓度传感器；

9、传感器模块，用于基于时间节点通过所述温室气体浓度传感器进行数据获取，生成所述城市空气数据。

10、优选地，所述边缘计算子系统包括：

11、筛选模块，用于对所述城市空气数据进行数据筛选，获得时间变化空气数据；

12、城市空间获取模块，用于基于历史数据获取城市空间数据；

13、模型构建模块，用于基于所述时间变化空气数据和所述城市空间数据构建所述碳排放时空分析模型。

14、优选地，所述模块构建模块包括：

15、城市模型构建单元，用于基于所述城市空间数据构建城市三维模型；

16、气体流动模型构建单元，用于基于所述时间变化空气数据构建空气流动预测模型；

17、模型匹配单元，用于将所述城市三维模型和所述空气流动预测模型进行参数匹配，获得所述碳排放时空分析模型。

18、优选地，所述云计算子系统包括：

19、分级模块，用于基于所述碳排放时空分析模型对城市碳排放区域进行分级标注，获得城市碳排放分级结果；

20、预测模块，用于基于所述碳排放时空分析模型对城市碳排放浓度进行预测，获得预测结果；

21、整合模块，用于将所述城市碳排放分级结果和所述预测结果进行整合分析，获得分析结果；

22、云储存模块，用于将所述分析结果传输至数据库中进行储存。

23、优选地，所述分级模块包括：

24、阈值范围设置单元，用于碳排放程度阶梯设置碳排放阈值范围；

25、标注单元，用于基于所述阈值范围对所述碳排放时空分析模型进行颜色标注，获得标注模型；

26、碳排放分析模块，用于基于所述标注模型对城市碳排放情况进行分析，获得所述城市碳排放分级结果。

27、优选地，所述监测预警子系统包括：

28、显示模块，用于显示所述碳排放时空分析模型和所述分析结果；

29、监测模块，用于基于所述碳排放时空分析模型对城市碳排放进行监测；

30、预警模块，用于基于所述分析结果对城市碳排放进行预警。

31、为实现上述目的，本发明还提供了一种基于边缘计算的碳排放监测预警分析方法，包括：

32、基于时间节点和边缘检测数据站获取城市空气数据；

33、基于城市空间和所述城市空气数据构建碳排放时空分析模型；

34、基于所述碳排放时空分析模型对城市碳排放进行分析，获得分析结果；

35、所述分析结果对城市碳排放进行预警。

36、本发明的技术效果为：

37、1.本发明通过将三维模型和预测模型进行结合，能够更有效地对城市碳排放进行监测和预测；

38、2.本发明通过时间节点对碳排放进行分析，可以有效地对碳排放重点区域进行标识和预警。

技术特征：

1.一种基于边缘计算的碳排放监测预警分析系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的碳排放监测预警分析系统，其特征在于，所述数据获取子系统包括：

3.根据权利要求1所述的基于边缘计算的碳排放监测预警分析系统，其特征在于，所述边缘计算子系统包括：

4.根据权利要求3所述的基于边缘计算的碳排放监测预警分析系统，其特征在于，所述模块构建模块包括：

5.根据权利要求1所述的基于边缘计算的碳排放监测预警分析系统，其特征在于，所述云计算子系统包括：

6.根据权利要求5所述的基于边缘计算的碳排放监测预警分析系统，其特征在于，所述分级模块包括：

7.根据权利要求1所述的基于边缘计算的碳排放监测预警分析系统，其特征在于，所述监测预警子系统包括：

8.一种基于边缘计算的碳排放监测预警分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种基于边缘计算的碳排放监测预警分析系统及其方法，包括：数据获取子系统，用于基于时间节点获取城市空气数据；边缘计算子系统，与所述数据获取子系统连接，用于基于城市空间和所述城市空气数据构建碳排放时空分析模型；云计算子系统，与所述边缘计算子系统连接，用于基于所述碳排放时空分析模型对城市碳排放进行分析，获得分析结果；监测预警子系统，与所述云计算子系统连接，用于基于所述分析结果对城市碳排放进行预警。本发明通过将三维模型和预测模型进行结合，能够更有效地对城市碳排放进行监测和预测；本发明通过时间节点对碳排放进行分析，可以有效地对碳排放重点区域进行标识和预警。

技术研发人员：杨邦会,李航,王树东,刘利
受保护的技术使用者：中国科学院空天信息创新研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16