一种基于5G网络的工业园区碳排放监控系统及方法与流程

一种基于5g网络的工业园区碳排放监控系统及方法
技术领域
1.本发明涉及碳排放监控技术领域，具体涉及一种基于5g网络的工业园区碳排放监控系统及方法。


背景技术：

2.碳排放一般指温室气体排放；温室气体排放来源多为世界重工业发展产生、汽车尾气等，温室气体一旦超出大气标准，便会造成温室效应，使全球气温上升，威胁人类生存。
3.现有的工业园区碳排放监控方案在实施时，大多数只是基于监测设备对各个工业企业的排放情况进行监测，即从直接层面进行监测，无法从间接层面进行监测评估，使得工业园区碳排放只能进行单一化的监控，不能从不同的方面进行多样化的监测和分析，进而无法将不同方面的监测结果进行联立整合，导致工业园区碳排放监控的整体效果不佳。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于5g网络的工业园区碳排放监控系统及方法，用于解决现有方案中不能从不同的方面进行多样化的监测和分析，导致工业园区碳排放监控的整体效果不佳的技术问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种基于5g网络的工业园区碳排放监控系统，包括碳排放监控平台，碳排放监控平台包含间接评估端；间接评估端包含生产监测模块、用电监测模块和整合评估模块；
7.生产监测模块用于对工业园区内各个工业企业的占地规模以及生产规模进行数据统计并联立整合，得到工业企业对应的生产系数，包括：
8.对工业园区内各个工业企业进行编号并标记；获取工业园区内各个工业企业的占地生产面积和生产原料类型以及对应的生产量；
9.提取工业企业占地生产面积的数值并标记；根据生产原料类型获取对应的类型权重系数并标记；提取工业企业生产原料类型对应的生产量的数值并标记；
10.将标记的占地生产面积、类型权重系数以及对应的生产量进行联立整合，得到工业企业对应的生产系数，根据生产系数对工业企业所属的生产等级进行匹配和标记，将获取的生产系数与数据库中预存储的生产等级清单进行匹配获取对应的生产等级；
11.其中，生产等级清单包含初级生产等级、中级生产等级和高级生产等级，各个生产等级的级别依次递增，对应的取值范围也依次递增；初级生产等级对应的取值范围为(0,q)、[q，p)和[p,+∞)，q＜p；
[0012]
若干个工业企业的生产系数和对应级别的生产等级构成工业划分集；
[0013]
用电监测模块用于对工业园区内各个工业企业每天的生产电量进行监测统计，得到用电数据；
[0014]
整合评估模块用于将工业划分集与用电数据进行联立整合，得到排放间值，根据排放间值对工业企业的碳排放情况进行监测评估，得到内部评估集并进行显示和提示。
[0015]
优选地，将工业划分集与用电数据进行联立整合，包括：
[0016]
获取工业划分集中工业企业对应的生产系数，以及获取用电数据中的每日生产用电总量并取值标记；将标记的生产系数与每日生产用电总量进行联立获取工业企业对应的排放间值。
[0017]
优选地，根据排放间值对工业企业的碳排放情况进行监测评估，包括：
[0018]
根据工业企业对应级别的生产等级获取对应的生产评估范围，并将工业企业对应的排放间值与生产评估范围进行匹配；
[0019]
若排放间值小于生产评估范围的最小值，则生成优秀间估信号并将对应的企业设定为优秀企业以及将优秀的总次数加一；
[0020]
若排放间值不小于生产评估范围的最小值且不大于生产评估范围的最大值，则生成正常间估信号；
[0021]
若排放间值大于生产评估范围的最大值，则生成异常间估信号并将对应的工业企业设定为异常企业以及将异常的总次数加一；
[0022]
优秀间估信号、正常间估信号、异常间估信号以及优秀企业和异常企业构成内部评估集。
[0023]
优选地，碳排放监控平台还包含直接评估端和联立输出端；直接评估端包含外部监测模块和外部评估模块；
[0024]
外部监测模块用于对各个工业企业每日的碳排放情况进行监测统计，得到碳排放总量；
[0025]
外部评估模块用于将获取的实时碳排放总量与各个工业企业对应的碳排放标准总量进行匹配，得到外部评估集。
[0026]
优选地，将获取的实时碳排放总量与各个工业企业对应的碳排放标准总量进行匹配，若工业企业结束生产后的碳排放总量小于碳排放标准总量时，获取碳排放标准总量与碳排放总量之间的差值，若该差值大于差阈值，则生成优秀直估信号并将对应的企业设定为达标企业并将达标的总次数加一；若该差值不大于差阈值，则生成正常直估信号。
[0027]
优选地，若工业企业生产过程中的碳排放总量等于碳排放标准总量时，则生成异常直估信号，根据异常直估信号将对应的时间点设定为超排基准点，并将超排基准点与结束生产后的时间点之间的时长设定为评估时长，评估时长的单位为小时；
[0028]
获取评估时长内工业企业生产过程中的碳排放总量并将其设定为碳排放超量，对碳排放超量的影响性进行分析评估，得到超量分析数据；
[0029]
优秀直估信号、正常直估信号、异常直估信号以及达标企业和超量分析数据构成外部评估集。
[0030]
优选地，对碳排放超量的影响性进行分析评估，包括：
[0031]
获取碳排放超量与碳排放标准总量之间的比值并将其设定为评估值；若评估值小于k，k的取值在0-1之间，则生成低影信号；若评估值不小于k，则生成高影信号并将对应的企业设定为不达标企业以及将不达标的总次数加一；低影信号、高影信号与不达标企业构成超量分析数据。
[0032]
优选地，联立输出端用于将内部评估集与外部评估集进行联立来对工业企业的整体碳排放状况进行整合，并根据整合结果来进行预警以及提示；包括：获取工业企业对应内
部评估集中的优秀总次数和异常总次数以及外部评估集中的达标总次数和不达标总次数并分别取值标记，将四者的数值进行联立获取工业企业的排状值。
[0033]
优选地，将排状值与预设的排状阈值进行匹配，得到第一提示信号、第二提示信号和第三提示信号；根据不同的提示信号对对应工业企业的整体碳排放状态进行提示以及预警。
[0034]
为了解决问题，本发明还提出了一种基于5g网络的工业园区碳排放监控方法，包括：
[0035]
对工业园区内各个工业企业的占地规模以及生产规模进行数据统计并联立整合，根据整合结果对工业企业所属的生产等级进行匹配和标记，得到工业划分集；
[0036]
对工业园区内各个工业企业每天的生产电量进行监测统计，得到用电数据；
[0037]
将工业划分集与用电数据进行联立整合，得到排放间值，根据排放间值对工业企业的碳排放情况进行监测评估，得到内部评估集；
[0038]
对各个工业企业每日的碳排放情况进行监测统计，得到碳排放总量；
[0039]
将获取的实时碳排放总量与各个工业企业对应的碳排放标准总量进行匹配，得到外部评估集；
[0040]
将内部评估集与外部评估集进行联立来对工业企业的整体碳排放状况进行整合，并根据整合结果来进行预警以及提示。
[0041]
相比于现有方案，本发明实现的有益效果：
[0042]
本发明对工业园区内各个工业企业的占地规模以及生产规模进行数据统计并联立整合，得到工业企业对应的生产系数；基于生产系数对工业企业的生产状态进行整体评估；通过将工业企业的生产状态与对应的实际用电情况进行联立计算，可以从间接方面判断对应工业企业的碳排放状态是否正常，实现了对工业企业的碳排放进行多样化的监控；
[0043]
基于采集统计的排放数据来对不同生产状态的工业企业排放的碳排放进行整体评估，既可以实现工业企业外部的碳排放分析评估，同时还可以为后续的工业企业的整体碳排放的评估提供数据支持；
[0044]
通过从间接方面和直接方面进行独立的监测统计以及计算分析，可以获取到不同发面的碳排放的监测效果，通过将不同方面的监测评估数据进行计算联立，可以使得间接方面和直接方面的结果之间建立联系，避免间接方面和直接方面独立形成数据孤岛，通过将联系的结果进行分析评估，来实现工业企业的整体碳排放状态的评估和提示。
附图说明
[0045]
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0046]
图1为本发明一种基于5g网络的工业园区碳排放监控系统的模块框图。
[0047]
图2为本发明一种基于5g网络的工业园区碳排放监控方法的流程示意图。
具体实施方式
[0048]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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作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。
[0049]
实施例一
[0050]
如图1所示，本发明为一种基于5g网络的工业园区碳排放监控系统，包括碳排放监控平台，碳排放监控平台包含间接评估端；
[0051]
间接评估端包含生产监测模块、用电监测模块和整合评估模块；其中，各个模块之间的通信基于5g网络实现；
[0052]
生产监测模块用于对工业园区内各个工业企业的占地规模以及生产规模进行数据统计并联立整合，得到工业企业对应的生产系数，根据生产系数对工业企业所属的生产等级进行匹配和标记，得到工业划分集；
[0053]
其中，对工业园区内各个工业企业的占地规模以及生产规模进行数据统计并联立整合，包括：
[0054]
对工业园区内各个工业企业进行编号并标记为i，i∈(1，2，3，...，n)，n为正整数；获取工业园区内各个工业企业的占地生产面积和生产原料类型以及对应的生产量；
[0055]
提取工业企业占地生产面积的数值并标记为zmi；单位为亩；
[0056]
设定不同的生产原料类型均对应一个不同的类型权重系数，将获取的工业企业的生产原料类型与所有的生产原料类型进行匹配获取对应的类型权重系数并标记为lqi；类型权重系数是实现文本类的生产原料类型进行数字化表示，以此来实现不同生产原料类型的差异化计算，具体的数值可以基于现有的工业企业生产的大数据配合神经网络算法训练得到或者人为的预先设置，具体的步骤这里不做赘述；
[0057]
提取工业企业生产原料类型对应的生产量的数值并标记为lsi；单位为吨；
[0058]
将标记的占地生产面积、类型权重系数以及对应的生产量进行联立整合，得到工业企业对应的生产系数，包括：
[0059]
获取标记的占地生产面积zmi、类型权重系数lqi以及对应的生产量lsi，将三者的数值进行联立，通过公式计算得到工业企业对应的生产系数yxi；
[0060]
式中，a1、a2为不同的比例系数，且取值范围均属于(0,1)，a1可以为0.0251，a2可以为0.0426；
[0061]
需要说明的是，生产系数是用于对不同规模、不同生产类型的工业企业的生产状态进行整体评估的数值；通过将工业企业生产的各方面的数据进行联立计算实现数据整合，以便可以基于生产系数对工业企业的生产状态进行整体评估。
[0062]
本发明实施例中，通过对工业园区内各个工业企业的生产方面进行数据统计和计算分析，从占地生产面积结合生产原料类型和生产量来对不同的工业企业的生产状态进行整体评估，可以为工业企业的差异化监测分析提供了数据支持，相比于现有方案中的无差别监测，本发明实施例可以实现更高效、更多样化的监测和分析；
[0063]
需要注意的是，碳排放包含直接排放+间接排放，其中，直接燃烧直接燃烧各种燃料(煤/石油/天然气/柴油/......)的排放量；在现有的碳排放监控方案只是实现单一项的监测分析，比如只针对直接排放进行监测评估，但是没有从企业生产规模以及生产相关数据方面来进行整合评估，无法实现对不同类型、不同规模的工业企业进行差异化的监测分
析，进而导致工业园区碳排放监控的整体效果不佳。
[0064]
根据生产系数对工业企业所属的生产等级进行匹配和标记，包括：
[0065]
将获取的生产系数与数据库中预存储的生产等级清单进行匹配获取对应的生产等级；其中，生产等级清单包含初级生产等级、中级生产等级和高级生产等级，各个生产等级的级别依次递增，对应的取值范围也依次递增；初级生产等级对应的取值范围为(0,q)、[q，p)和[p,+∞)，q＜p，q和p均为实数，具体的数值基于实际的应用场景进行人为设定，或者基于现有的碳排放监控大数据进行设定；
[0066]
若干个工业企业的生产系数和对应级别的生产等级构成工业划分集。
[0067]
这里进行匹配和标记的目的是通过将工业企业的各方面数据联立计算后来进行分类，即通过分-总的模式实现对不同的工业企业进行差异化的归总。
[0068]
用电监测模块用于对工业园区内各个工业企业每天的生产电量进行监测统计，得到用电数据；
[0069]
其中，不同类型、不同规模的工业企业的用电要求不同，通过从工业企业用电方面进行监测统计，可以为间接排放的监测分析提供有效的数据支持。
[0070]
整合评估模块用于将工业划分集与用电数据进行联立整合，得到排放间值，根据排放间值对工业企业的碳排放情况进行监测评估，得到内部评估集并进行显示和提示。
[0071]
其中，将工业划分集与用电数据进行联立整合，包括：
[0072]
获取工业划分集中工业企业对应的生产系数yxi，以及获取用电数据中的每日生产用电总量并取值标记为sdi；
[0073]
将标记的生产系数与每日生产用电总量进行联立，通过公式pni＝μ
×
yxi
×
(sdi-sdi0)计算获取工业企业对应的排放间值pni；
[0074]
式中，sdi0为工业企业对应的标准日生产用单总量；μ为补偿因子，取值范围在0-3之间，可以取值为1.3625；
[0075]
需要说明的是，排放间值是用于从间接方面来对工业企业的碳排放进行整体评估的数值；通过将工业企业的生产状态与对应的实际用电情况进行联立计算，可以从间接方面判断对应工业企业的碳排放状态是否正常，实现了对工业企业的碳排放进行多样化的监控。
[0076]
另外，根据排放间值对工业企业的碳排放情况进行监测评估，包括：
[0077]
根据工业企业对应级别的生产等级获取对应的生产评估范围，并将工业企业对应的排放间值与生产评估范围进行匹配，进行匹配可以按天为单位；
[0078]
若排放间值小于生产评估范围的最小值，则判定对应工业企业的间接排放状态优秀并生成优秀间估信号，根据优秀间估信号将对应的企业设定为优秀企业以及将优秀的总次数加一；
[0079]
若排放间值不小于生产评估范围的最小值且不大于生产评估范围的最大值，则判定对应工业企业的间接排放状态正常并生成正常间估信号；
[0080]
若排放间值大于生产评估范围的最大值，则判定对应工业企业的间接排放状态异常并生成异常间估信号，根据异常间估信号将对应的工业企业设定为异常企业以及将异常的总次数加一；
[0081]
优秀间估信号、正常间估信号、异常间估信号以及优秀企业和异常企业构成内部
评估集。
[0082]
本发明实施例中，通过从间接排放方面进行每天的匹配和分析，可以及时掌握到工业企业的每天碳排放情况，以便可以及时对异常的碳排放状态对应的工业企业进行针对性的预警提示，同时还可以为工业企业的整体碳排放的监控提供数据支持，从而来提高碳排放整体的监控效果。
[0083]
实施例二
[0084]
在实施例一的基础上，碳排放监控平台还包含直接评估端和联立输出端；直接评估端包含外部监测模块和外部评估模块；
[0085]
外部监测模块用于对各个工业企业每日的碳排放情况进行监测统计，得到碳排放总量；
[0086]
其中，碳排放总量包括但不限于二氧化碳co2、甲烷ch4、氧化亚氮n2o、一氧化碳co、氨气nh3、硫化氢h2s、二氧化硫so2、总有机碳toc、臭氧o3等参数浓度，可以根据实际应用场景进行选择，同时，实施碳排放情况的监测统计为现有的常规技术手段，具体的步骤这里不做赘述；
[0087]
外部评估模块用于将获取的实时碳排放总量与各个工业企业对应的碳排放标准总量进行匹配，得到外部评估集；包括：
[0088]
将获取的实时碳排放总量与各个工业企业对应的碳排放标准总量进行匹配，若工业企业结束生产后的碳排放总量小于碳排放标准总量时，获取碳排放标准总量与碳排放总量之间的差值，若该差值大于差阈值，则判定该工业企业当日的直接排放状态优秀并生成优秀直估信号，根据优秀直估信号将对应的企业设定为达标企业并将达标的总次数加一；这里的差阈值需要根据工业企业对应的碳排放标准总量进行差异化的设定；
[0089]
若该差值不大于差阈值，则判定该工业企业当日的直接排放状态正常并生成正常直估信号；
[0090]
若工业企业生产过程中的碳排放总量等于碳排放标准总量时，则生成异常直估信号，根据异常直估信号将对应的时间点设定为超排基准点，并将超排基准点与结束生产后的时间点之间的时长设定为评估时长，评估时长的单位为小时；
[0091]
获取评估时长内工业企业生产过程中的碳排放总量并将其设定为碳排放超量，对碳排放超量的影响性进行分析评估，得到超量分析数据；包括：
[0092]
获取碳排放超量与碳排放标准总量之间的比值并将其设定为评估值；若评估值小于k，k的取值在0-1之间，则判定该企业的碳排放超量的影响性低并生成低影信号；若评估值不小于k，比如取值为0.5，则判定该企业的碳排放超量的影响性高并生成高影信号，根据高影信号将对应的企业设定为不达标企业以及将不达标的总次数加一；
[0093]
低影信号、高影信号与不达标企业构成超量分析数据；
[0094]
优秀直估信号、正常直估信号、异常直估信号以及达标企业和超量分析数据构成外部评估集。
[0095]
本发明实施例中，基于现有的外部碳排放的监测统计，并基于采集统计的排放数据来对不同生产状态的工业企业排放的碳排放进行整体评估，既可以实现工业企业外部的碳排放分析评估，同时还可以为后续的工业企业的整体碳排放的评估提供数据支持。
[0096]
联立输出端用于将内部评估集与外部评估集进行联立来对工业企业的整体碳排
放状况进行整合，并根据整合结果来进行预警以及提示；包括：获取工业企业对应内部评估集中的优秀总次数和异常总次数以及外部评估集中的达标总次数和不达标总次数并分别取值标记为yxi、yci、dbi和bdi，将四者的数值进行联立通过公式计算获取工业企业的排状值pzi；该公式为zpi＝b1
×
yxi/(yci+0.12)+b2
×
dbi/(bdi+0.24)；
[0097]
式中，b1、b2为不同的均大于零的比例系数，且b1+b2＝1，b1可以为0.3624，b2可以为0.6376；
[0098]
上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的比例系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置。
[0099]
需要说明的是，排状值是用于对工业企业的整体碳排放状态进行评估的数值；通过将间接排放和直接排放相关的数据进行联立整合，基于不同方面的达标和不达标情况来对其整体的整体碳排放状态进行评估和提示，可以实现更全面的监控。
[0100]
将排状值与预设的排状阈值进行匹配；
[0101]
若排状值大于排状阈值，则判定对应的工业企业的整体碳排放状态优秀并生成第一提示信号；
[0102]
若排状值不大于排状阈值且不小于排状阈值的v％，v的取值在50-100之间，可以取值为60，则判定对应的工业企业的整体碳排放状态正常并生成第二提示信号；
[0103]
若排状值小于排状阈值的v％，则判定对应的工业企业的整体碳排放状态异常并生成第三提示信号；根据不同的提示信号对对应工业企业的整体碳排放状态进行提示以及预警。
[0104]
本发明实施例中，通过从间接方面和直接方面进行独立的监测统计以及计算分析，可以获取到不同发面的碳排放的监测效果，通过将不同方面的监测评估数据进行计算联立，可以使得间接方面和直接方面的结果之间建立联系，避免间接方面和直接方面独立形成数据孤岛，通过将联系的结果进行分析评估，来实现工业企业的整体碳排放状态的评估和提示。
[0105]
实施例四
[0106]
如图2所示，一种基于5g网络的工业园区碳排放监控方法，包括：
[0107]
对工业园区内各个工业企业的占地规模以及生产规模进行数据统计并联立整合，根据整合结果对工业企业所属的生产等级进行匹配和标记，得到工业划分集；
[0108]
对工业园区内各个工业企业每天的生产电量进行监测统计，得到用电数据；
[0109]
将工业划分集与用电数据进行联立整合，得到排放间值，根据排放间值对工业企业的碳排放情况进行监测评估，得到内部评估集；
[0110]
对各个工业企业每日的碳排放情况进行监测统计，得到碳排放总量；
[0111]
将获取的实时碳排放总量与各个工业企业对应的碳排放标准总量进行匹配，得到外部评估集；
[0112]
将内部评估集与外部评估集进行联立来对工业企业的整体碳排放状况进行整合，并根据整合结果来进行预警以及提示。
[0113]
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的发明实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
[0114]
作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
[0115]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
[0116]
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，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案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。