面向移动临时设施的施工碳排放动态追踪与分项核算方法与流程

本发明涉及建筑碳排放测量，具体涉及一种面向移动临时设施的施工碳排放动态追踪与分项核算方法。

背景技术：

1、施工过程中通常需要搭建临时供电设施、临时配电设施、临时用房、临时照明设施和临时加工设施等临时设施。随着施工阶段、作业区域及施工任务的变化，部分临时设施需要在不同施工区域之间进行迁移，并由吊装设备、运输车辆、叉车、拆装设备或重新接线设备辅助完成相应迁移作业。上述设施及辅助设备在运行和迁移过程中产生的电力、燃油或燃气消耗均属于施工碳排放核算所涉及的活动数据。

2、现有施工碳排放核算方法通常以施工项目、施工区域、施工任务或分部分项工程作为核算单元，通过能源计量装置采集设施或设备的能源消耗量，并根据设备标识、设备类型或所在施工区域，将能源消耗量归入对应的核算账户，再结合相应能源类型的排放因子计算碳排放量。部分现有方法还通过定位装置获取施工设施或设备的位置坐标，并根据位置坐标与施工区域之间的空间对应关系更新能耗数据的归属。

3、然而，移动临时设施的迁移过程并非瞬时完成。在移动临时设施离开原施工区域、进入目标施工区域并恢复稳定运行的过程中，定位漂移、短时位置波动及定位数据中断可能造成迁移误判或者核算账户提前切换。如果仅根据单个位置坐标或施工区域边界切换核算账户，迁移确认前后的能源消耗量可能被错误归入原施工任务或目标施工任务。

4、同时，移动临时设施迁移过程中的能源消耗不仅可能包括移动临时设施自身产生的能源消耗，还可能包括吊装、运输、拆装和重新接线等辅助设备产生的能源消耗。现有方法通常分别记录移动临时设施和辅助设备的能耗数据，缺少用于表示一次完整迁移过程的统一数据关联依据，难以确定辅助设备的有效迁移作业时间及其服务对象。当同一辅助设备服务多个移动临时设施时，还可能出现辅助设备能耗被重复计入多个设施、分配依据不明确或者部分迁移能耗未被归集的问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：如何对移动临时设施的连续位置数据、能源消耗数据和运行状态数据进行协同处理，准确识别移动临时设施的迁移过程及其时间边界，并利用同一迁移事件统一约束核算账户的切换、移动临时设施自身迁移能耗的识别以及辅助设备迁移能耗的关联和分配，从而减少定位漂移或迁移确认延迟造成的能耗错误归属，避免共享辅助设备能耗的重复归集或遗漏，实现移动临时设施施工碳排放的动态追踪和分项核算。为此，本发明提供一种面向移动临时设施的施工碳排放动态追踪与分项核算方法，以使移动临时设施的迁移状态、核算账户切换时间、迁移能耗识别范围以及辅助设备能耗归属保持一致，提高施工碳排放分项核算结果的准确性、完整性和可追溯性。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种面向移动临时设施的施工碳排放动态追踪与分项核算方法，包括：

4、通过设置于目标移动临时设施的定位装置、能源计量装置和运行状态采集接口，采集所述目标移动临时设施的设备标识、位置坐标、采样时间、能源消耗量和运行状态，并建立施工区域、施工任务、分部分项工程和碳排放核算账户之间的对应关系；

5、根据所述目标移动临时设施的连续位置轨迹、位移距离、持续时间和区域状态确定所述目标移动临时设施的迁移状态，并在所述迁移状态为疑似迁移状态时，将归属尚未确定的能源消耗量计入待确认能耗；其中，所述疑似迁移状态为根据所述连续位置轨迹确定所述目标移动临时设施已连续偏离迁移前的原稳定区域并达到预设疑似迁移判定条件、但其累计位移、持续偏离时间和移动方向一致性尚未同时满足对应迁移确认条件的状态；

6、在处于所述疑似迁移状态的目标移动临时设施满足迁移确认条件时，建立对应于本次迁移过程的迁移事件id，并根据所述迁移状态确定迁移开始时间和迁移完成时间，以形成迁移事件时间窗口；

7、在所述迁移完成时间之前，将除所述待确认能耗和迁移能耗以外的正常运行能耗归属于迁移前对应的原核算账户，并在所述迁移完成时间之后，将正常运行能耗归属于迁移后对应的目标核算账户；

8、根据所述迁移事件时间窗口和所述目标移动临时设施的运行状态，识别所述目标移动临时设施自身产生的迁移能耗，并根据参与本次迁移过程的辅助设备的运行数据，将辅助设备迁移能耗关联至所述迁移事件id；

9、当同一辅助设备服务多个移动临时设施时，根据各移动临时设施对应的服务特征值对所述辅助设备迁移能耗进行分配；

10、在确认发生迁移后，将所述待确认能耗中处于所述迁移事件时间窗口内且对应于迁移相关状态的能耗解析至迁移能耗，在否定发生迁移后，将所述待确认能耗解析至所述原核算账户的正常运行能耗；

11、按照能耗量将各采样周期内的实际能耗分解为正常运行能耗、迁移能耗和待确认能耗，使分解后的各能耗分量不重复归属且各能耗分量之和等于对应采样周期内的实际能耗，并根据能源类型对应的排放因子计算施工碳排放量，得到与所述施工任务或分部分项工程对应的分项核算结果。

12、更进一步的，所述目标移动临时设施包括施工现场中随施工进度发生位置变化的临时供电设施、临时配电设施、临时用房、移动式办公设施、临时照明设施或临时加工设施；所述辅助设备包括参与所述目标移动临时设施迁移过程的吊装设备、运输车辆、叉车、拆装设备或重新接线设备；所述能源消耗量包括电力消耗量、燃油消耗量和燃气消耗量中的至少一种。

13、更进一步的，根据所述目标移动临时设施的连续位置轨迹、位移距离、持续时间和区域状态确定所述目标移动临时设施的迁移状态，包括：

14、按照预设采样周期连续获取所述目标移动临时设施的位置坐标；

15、根据相邻采样点的位置坐标确定相邻位移距离，并根据连续多个相邻位移距离确定所述目标移动临时设施相对于原稳定区域的累计位移；

16、根据所述目标移动临时设施连续偏离所述原稳定区域的采样时间确定持续偏离时间；

17、根据相邻位移向量之间的方向夹角确定移动方向一致性，并将位移量不满足有效位移条件的采样点排除在所述移动方向一致性的计算范围之外；

18、根据所述位置坐标与施工区域边界之间的关系确定所述区域状态。

19、更进一步的，确定所述目标移动临时设施的迁移状态，包括：

20、根据所述累计位移、持续偏离时间和移动方向一致性形成迁移综合判定指标；

21、当已经根据迁移指令或施工任务确定目标施工区域时，进一步根据所述目标移动临时设施与所述目标施工区域之间的空间匹配程度形成所述迁移综合判定指标；

22、当所述目标移动临时设施连续偏离所述原稳定区域且所述迁移综合判定指标达到预设疑似迁移阈值时，将所述迁移状态由稳定运行状态转换为疑似迁移状态；

23、在进入所述疑似迁移状态后，当所述目标移动临时设施重新进入所述原稳定区域，或者在预设迁移确认时限内未同时满足所述累计位移、持续偏离时间和移动方向一致性对应的迁移确认条件时，将所述迁移状态恢复为稳定运行状态，并确定未发生迁移。

24、更进一步的，所述迁移状态还包括目标区域到达状态和目标区域稳定运行状态；

25、当所述目标移动临时设施的位置坐标进入目标施工区域，且连续多个采样周期内的位置波动处于预设稳定范围内时，将所述迁移状态转换为所述目标区域到达状态；

26、当所述目标移动临时设施在所述目标施工区域内连续保持预设稳定时间，且所述运行状态满足预设运行条件时，将所述迁移状态转换为所述目标区域稳定运行状态，并将转换为所述目标区域稳定运行状态的时刻确定为所述迁移完成时间。

27、更进一步的，确定所述迁移开始时间，包括：

28、在所述目标移动临时设施满足所述迁移确认条件后，沿对应于本次迁移过程的连续位置轨迹向前回溯，查找所述目标移动临时设施连续偏离所述原稳定区域的首个有效采样时刻，并将所述首个有效采样时刻确定为所述迁移开始时间；

29、当回溯过程中出现所述目标移动临时设施重新进入所述原稳定区域、连续定位数据中断超过预设时间或迁移轨迹无法连续关联时，停止回溯，并将位于停止回溯位置之后且属于本次连续迁移轨迹的首个有效采样时刻确定为迁移开始时间。

30、更进一步的，根据所述迁移事件时间窗口和所述目标移动临时设施的运行状态，识别所述目标移动临时设施自身产生的迁移能耗，包括：

31、选取所述目标移动临时设施在迁移发生前的预设历史时间段内处于稳定运行状态的历史能耗数据，并剔除停机、故障、通信中断、维护期间和能耗异常对应的历史能耗数据；

32、针对运行状态，按照下式确定所述目标移动临时设施在单位采样周期内的正常能耗基准：

33、；

34、其中，为所述目标移动临时设施在运行状态下的有效历史能耗数据，为有效历史能耗数据的数量，为移动临时设施的索引，为能耗采样时刻；

35、对于迁移期间继续消耗能源的目标移动临时设施，按照下式确定采样时刻所在采样周期内超过正常能耗基准的能耗：

36、；

37、其中，为移动临时设施在采样时刻的实际能耗，为移动临时设施在采样时刻的运行状态，为移动临时设施在运行状态下的正常能耗基准；

38、按照下式确定所述目标移动临时设施自身产生的迁移能耗：

39、；

40、其中，为移动临时设施的自身迁移能耗，为移动临时设施对应的迁移事件时间窗口，为移动临时设施在采样时刻的迁移状态，为迁移相关状态集合；

41、对于迁移过程中停止能源供应且未采集到自身能源消耗的目标移动临时设施，不计算其自身迁移能耗，并根据参与其吊装、运输、拆装或重新接线的辅助设备核算对应迁移活动产生的能源消耗。

42、更进一步的，将所述辅助设备迁移能耗关联至所述迁移事件id，包括：

43、采集所述辅助设备的位置坐标、采样时间、能源消耗量和运行状态；

44、当所述辅助设备的运行时间与所述迁移事件时间窗口存在重叠、所述辅助设备的位置轨迹与所述目标移动临时设施的迁移起点、迁移路径、目标施工区域或对应作业区域存在空间匹配，且所述辅助设备的运行状态与搬运、吊装、运输、拆装或重新接线作业相匹配时，确定所述辅助设备参与所述迁移事件id对应的迁移过程；

45、根据所述辅助设备实际执行所述搬运、吊装、运输、拆装或重新接线作业的起止时间，确定有效迁移作业时间段，并将所述辅助设备在所述有效迁移作业时间段内实际采集的能源消耗量确定为所述辅助设备迁移能耗。

46、更进一步的，确定所述辅助设备对应的迁移事件，包括：

47、当所述辅助设备的有效迁移作业时间段与多个迁移事件时间窗口存在重叠时，将对应的多个迁移事件确定为候选迁移事件；

48、根据所述辅助设备的有效迁移作业时间段与各候选迁移事件时间窗口的重叠关系、所述辅助设备的位置轨迹与相应移动临时设施的迁移轨迹之间的空间匹配关系，以及所述辅助设备在所述有效迁移作业时间段内的运行状态，从所述候选迁移事件中确定与所述辅助设备对应的迁移事件；

49、当根据所述重叠关系、所述空间匹配关系和所述运行状态确定出多个相匹配的候选迁移事件时，根据任务编号、作业指令或人工确认信息确定与所述辅助设备对应的迁移事件。

50、更进一步的，当同一辅助设备服务多个移动临时设施时，分别确定各移动临时设施 对应的服务特征值；

51、当所述辅助设备为吊装设备时，按照下式确定所述服务特征值：

52、；

53、其中，为对移动临时设施 执行吊装作业的有效作业时间，为对应的作业负荷；

54、当所述辅助设备为运输车辆时，按照下式确定所述服务特征值：

55、；

56、其中，为对移动临时设施 执行运输作业的有效运输时间，为对应的运输距离；

57、当所述辅助设备为拆装设备或重新接线设备时，按照下式确定所述服务特征值：

58、；

59、其中，为对移动临时设施 执行拆装作业或重新接线作业的有效作业时间，为对应的作业次数；

60、按照下式确定所述辅助设备迁移能耗对应于各移动临时设施的分配权重：

61、；

62、并按照下式将所述辅助设备迁移能耗分配至对应的移动临时设施：

63、；

64、其中，为所述辅助设备在对应有效迁移作业时间段内的迁移能耗，为分配至移动临时设施的辅助设备迁移能耗，且满足：

65、；

66、以使所述辅助设备迁移能耗在各移动临时设施之间进行一次性分配。

67、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

68、本发明根据移动临时设施的连续位置轨迹、累计位移、持续偏离时间、移动方向一致性和区域状态识别迁移状态，避免仅根据单个位置坐标或单次越界结果判断迁移，能够减少定位漂移、短时位置波动和异常采样造成的迁移误判。

69、本发明在满足迁移确认条件后建立迁移事件id，并通过向前回溯确定迁移开始时间，通过目标移动临时设施在目标施工区域内达到稳定运行状态确定迁移完成时间，能够将迁移确认延迟期间的相关能耗纳入迁移事件时间窗口，并避免在设施尚未完成迁移时提前切换核算账户。

70、本发明利用同一迁移事件同时确定核算账户切换边界和迁移能耗识别边界，使移动临时设施的位置变化、施工任务变化与能源消耗量归属形成连续的数据处理关系，减少迁移边界附近能耗被错误归入原核算账户或目标核算账户的情况。

71、本发明通过迁移事件id关联目标移动临时设施及参与迁移的辅助设备，并结合时间重叠程度、空间轨迹匹配程度和运行状态匹配程度确定辅助设备与迁移事件之间的对应关系，能够从辅助设备的全部运行数据中识别其有效迁移作业时间段，避免将空闲时间或与迁移事件无关的作业能耗计入迁移能耗。

72、当同一辅助设备服务多个移动临时设施时，本发明根据有效作业时间以及作业负荷、运输距离或作业次数形成服务特征值，并据此对辅助设备迁移能耗进行一次性分配，使分配至各移动临时设施的能耗之和等于辅助设备实际确定的迁移能耗，减少共享辅助设备能耗的重复归集。

73、本发明设置正常运行能耗、迁移能耗和待确认能耗，并在迁移确认或迁移否定后对待确认能耗进行解析，使各能耗分量不重复归属且分解后的能耗总量与实际采集的能耗量一致，有利于避免迁移识别过程中能耗数据的重复或遗漏。

74、本发明将设备标识、位置轨迹、迁移状态、迁移事件id、施工任务、核算账户、辅助设备、能源消耗量、排放因子及碳排放量建立关联，能够形成从移动临时设施迁移过程到施工任务及分部分项工程碳排放结果的追溯关系，提高施工碳排放分项核算结果的完整性和可追溯性。