获取船舶压载水排放源强的方法及系统与流程

1.本技术涉及水资源保护技术领域，具体地，涉及一种获取船舶压载水排放源强的方法及系统。


背景技术：

2.船舶压载水的给排过程是造成地理性隔离水体间海洋生物传播的最重要途径。了解船舶压载水排放源强的分布情况，有针对性、有重点地开展压载水处理，是我国海域防范外来生物入侵的首要解决的问题。
3.目前，涉及船舶压载水方面的研究主要根据外贸货物装载量、船舶类型来估算船舶压载水排放源强，由于外贸货物装载量是通过外贸货物吞吐量和典型港口外贸货物装载量占比来估算的，所以计算偏差较大。


技术实现要素：

4.本技术实施例旨在提供一种获取船舶压载水排放源强的方法及系统，以解决现有技术中船舶压载水排放源强计算精度低的技术问题。
5.为实现上述目的，本技术一些实施例中提供一种获取船舶压载水排放源强的方法，包括以下步骤：
6.获取设定时段内港口的船舶进出港信息数据和海况信息数据；其中，所述船舶进出港信息数据包括进出港口的各船舶的船舶类型、进港时货物载重量、港口装货载重量和进出港口时间；
7.根据所述船舶进出港信息数据和所述海况信息数据，建立各船舶的压载水排放源强模型；
8.根据所述设定时段内每一船舶对应的所述压载水排放源强模型确定每一船舶的个体压载水排放源强；
9.根据所述设定时段内所有个体压载水排放源强之和确定所述设定时段内港口所有船舶的总压载水排放源强。
10.本技术一些实施例中的获取船舶压载水排放源强的方法，根据所述船舶进出港信息数据和所述海况信息数据，建立各船舶的压载水排放源强模型的步骤中，若船舶为集装箱船、件杂货船或滚装船中的任一种时，所述压载水排放源强模型为：
[0011][0012]
q—船压载水排放源强；
[0013]
w—船设计载重；
[0014]
s—进港时的船中货物装载量；
[0015]
l—船港口货物装货量；
[0016]
α—船压载水系数，α＝a1
×
w b1，a1和b1均为小于1的系数；
[0017]
β—海风影响系数。
[0018]
本技术一些实施例中的获取船舶压载水排放源强的方法，根据所述船舶进出港信息数据和所述海况信息数据，建立各船舶的压载水排放源强模型的步骤中，若船舶为液体散货船或干散货船时，所述压载水排放源强模型为：
[0019][0020]qs
—船舶压载水排放量；
[0021]ws
—船设计载重；
[0022]ss
—进港时的船舶货物装载量；
[0023]
ls—船舶港口货物装货量；
[0024]
αs—船压载水系数，αs＝a2
×ws
b2，a2和b2均为小于1的系数。
[0025]
本技术一些实施例中的获取船舶压载水排放源强的方法，根据所述船舶进出港信息数据和所述海况信息数据，建立各船舶的压载水排放源强模型的步骤中，若船舶为邮轮时，所述压载水排放源强模型为：
[0026]
qk＝(akwk bk)β；
[0027]
qk—邮轮船舶压载水排放量；
[0028]
wk—邮轮的设计载重；
[0029]
β—海风影响系数；
[0030]ak
、bk—小于1的系数。
[0031]
本技术一些实施例中的获取船舶压载水排放源强的方法，还包括如下步骤：
[0032]
获取连续时间段内，同一港口的总压载水排放源强随时间变化的关系并生成第一变化曲线。
[0033]
本技术一些实施例中的获取船舶压载水排放源强的方法，还包括如下步骤：
[0034]
获取相同的设定时段内，不同港口的总压载水排放源强随时间变化的关系并生成第二变化曲线。
[0035]
本技术一些实施例中的获取船舶压载水排放源强的方法，还包括如下步骤：
[0036]
根据所述第一变化曲线和所述第二变化曲线获得全部港口的总压载水排放源强与时间的二维关系曲线。
[0037]
本技术一些实施例中的获取船舶压载水排放源强的方法，还包括如下步骤：
[0038]
遍历每一船舶在进入当前港口之前所进入过的所有港口信息以及在每一港口装载货物的信息，作为船舶的来源地信息；
[0039]
根据每一船舶的来源地信息确定当前港口船舶排放压载水来源地分布情况。
[0040]
本技术一些实施例中的获取船舶压载水排放源强的方法，获取设定时段内港口的船舶进出港信息数据和海况信息数据的步骤中，通过如下方式得到船舶进出港信息数据：
[0041]
获取进入港口的各船舶的进出港签证数据，根据所述进出港签证数据得到进出港信息数据。
[0042]
本技术一些实施例中还提供一种获取船舶压载水排放源强的系统，包括至少一个处理器和至少一个存储器，至少一个所述存储器中存储有指令信息，至少一个所述处理器读取所述程序信息后执行以上任一项所述的获取船舶压载水排放源强的方法。
[0043]
本技术与现有技术相比，至少具有如下有益效果：
[0044]
本技术中的方案，根据港口内各船舶的船舶类型、进港时货物载重量、港口装货载重量和进出港口时间、海况信息数据进行建模，得到每一种船舶的压载水排放源强模型，并基于此得到港口所有船舶的总压载水排放源强。相比于现有技术中仅考虑外贸货物吞吐量和典型港口外贸货物装载量的估算结果作为参数进行运算的方案来说，由于考虑了进港时货物载重量、港口装货载重量和进出港口时间、海况信息数据等影响因素，能够得到更加精准的每一船舶的个体压载水排放源强，从而可进一步得到更准确的港口所有船舶的总压载水排放源强。
附图说明
[0045]
下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0046]
图1为本技术一个实施例所述获取船舶压载水排放源强的方法的流程图；
[0047]
图2为本技术另一个实施例所述获取船舶压载水排放源强的方法的流程图；
[0048]
图3a为本技术一个实施例所述同一港口船舶压载水排放源强受不同船舶影响的曲线示意图；
[0049]
图3b为本技术一个实施例所述同一港口的船舶压载水排放源强随时间变化的曲线示意图；
[0050]
图3c为本技术一个实施例所述同一时段不同港口的船舶压载水排放源强的分布示意图；
[0051]
图3d为本技术一个实施例所述不同时段不同港口的船舶压载水排放源强随时间变化的分布曲线图；
[0052]
图4为本技术一个实施例所述获取船舶压载水排放源强的系统的结构框图。
具体实施方式
[0053]
在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0054]
在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0055]
此外，下面所描述的本技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0056]
本技术实施例提供一种获取船舶压载水排放源强的方法，可以应用于云端服务器中，如图1所示，包括以下步骤：
[0057]
s101：获取设定时段内港口的船舶进出港信息数据和海况信息数据；其中，所述船舶进出港信息数据包括进出港口的各船舶的船舶类型、进港时货物载重量、港口装货载重量和进出港口时间。本步骤中，服务器能够与设置在每一个港口内的主控系统通信连接，接收各个主控系统中记录的港口进出船舶的信息，例如船舶进港报告。本步骤基于船舶进出港签证(船舶进港报告)数据，能够对船舶进行分类，确定不同类型船舶载重，船舶装货量等信息。而海况信息数据可以根据收集相应时期内的海上风浪历史数据来确定。
[0058]
s102：根据所述船舶进出港信息数据和所述海况信息数据，建立各船舶的压载水排放源强模型。
[0059]
s103：根据所述设定时段内每一船舶对应的所述压载水排放源强模型确定每一船舶的个体压载水排放源强。
[0060]
s104：根据所述设定时段内所有个体压载水排放源强之和确定所述设定时段内港口所有船舶的总压载水排放源强。
[0061]
本实施例提供的以上方案，根据港口内各船舶的船舶类型、进港时货物载重量、港口装货载重量和进出港口时间、海况信息数据进行建模，得到每一种船舶的压载水排放源强模型，并基于此得到港口所有船舶的总压载水排放源强。相比于现有技术中仅考虑外贸货物吞吐量和典型港口外贸货物装载量的估算结果作为参数进行运算的方案来说，由于考虑了进港时货物载重量、港口装货载重量和进出港口时间、海况信息数据等影响因素，能够得到更加精准的每一船舶的个体压载水排放源强，从而可进一步得到更准确的港口所有船舶的总压载水排放源强。
[0062]
以上方案中，船舶进出港信息包括各类船舶的船舶名称、船舶类型、靠泊港口泊位、进出港情况、船舶载重量、到达港口、船舶上一港口、船舶载货量、船舶在港装货量等有关信息参数。其中的船舶类型包括干散货船、液体散货船、集装箱船、件杂货船、邮轮、滚装船等主要船型。其中：
[0063]
若船舶为集装箱船、件杂货船或滚装船中的任一种时，所述压载水排放源强模型为：
[0064][0065]
q—船压载水排放源强；w—船设计载重；s—进港时的船中货物装载量；l—船港口货物装货量；α—船压载水系数，α＝a1
×
w b1，a1和b1均为小于1的系数；β—海风影响系数。
[0066]
以上，船舶为集装箱船时，α＝0.26wj 0.087；wj为集装箱船的设计载重；船舶为件杂货船时，α＝0.24wz 0.019；wz为件杂货船的设计载重；船舶为滚装船时，α＝0.21wg 0.129；wg为滚装船的设计载重。
[0067]
若船舶为液体散货船或干散货船时，所述压载水排放源强模型为：
[0068][0069]qs
—船舶压载水排放量；ws—船设计载重；ss—进港时的船舶货物装载量；ls—船舶港口货物装货量；αs—船压载水系数，αs＝a2
×ws
b2，a2和b2均为小于1的系数，其中，αs＝0.29ws 0.099。
[0070]
若船舶为邮轮时，所述压载水排放源强模型为：
[0071]
qk＝(akwk bk)β；qk—邮轮船舶压载水排放量；wk—邮轮的设计载重；β—海风影响系数；ak、bk—小于1的系数；优选地，qk＝(0.38wk 0.058)β。
[0072]
以上方案中，各个系数可以根据历史数据进行模型训练后得到，而压载水系数也根据船舶类型进行经验值设定，例如油轮0.37、散货船0.45、杂货船0.35、集装箱船0.3、其他类型船舶0.35等。海风影响系数可以根据海上风况进行取值，海上风况历史数据可以根据当地气象部门的数据记录获得风级，风级与影响系数的对应关系可以采用表1所示的方案来实现：
[0073]
表1海风风级与海风影响系数的对应关系
[0074]
风级海上风况影响系数01.011.021.0131.0341.0551.0761.171.1581.21
[0075]
优选地，以上实施例中的方案，如图2所示，还可以包括如下步骤：
[0076]
s105：获取连续时间段内，同一港口的总压载水排放源强随时间变化的关系并生成第一变化曲线。
[0077]
s106：获取相同的设定时段内，不同港口的总压载水排放源强随时间变化的关系并生成第二变化曲线。
[0078]
通过本技术提供的以上方案，以某港口2015年外贸船舶压载水排放为实施案例，收集2015年外贸船舶签证数据。根据船舶签证数据，2015年全年进港船舶为19430艘，获取每条船的进港时间、船舶类型、载重吨、上一港口名称、进港时载货量、装货量六类数据。通过气象平台获取2015年每天的气象数据。由此根据本方法建立的船舶压载水排放源强数学模型，计算2015年深圳港外贸船舶排放压载水量为3545万吨。如图3a所示，其中集装箱船类型的船舶的压载水排放源强所占比例最大。
[0079]
步骤s105和步骤s106所得到结果示可以如图3b和图3c，图3b给出了一个港口从2014年1月到2014年6月这半年内的a港口的压载水排放源强的分布情况，而图3c给出的是在2014年1月这同一时段内a、b、c和d四个港口的压载水排放源强的分布情况。采用这一方法，能够得出全国所有港口的压载水排放源强的分布结果示意图。
[0080]
进一步地，以上方案还可以包括如下步骤：
[0081]
s108：根据所述第一变化曲线和所述第二变化曲线获得全部港口的总压载水排放源强与时间的二维关系曲线。其所得的二维关系曲线可以如图3d所示。
[0082]
在一些优选方案中，以上方法还可以包括如下步骤：
[0083]
s109：遍历每一船舶在进入当前港口之前所进入过的所有港口信息以及在每一港口装载货物的信息，作为船舶的来源地信息。
[0084]
s110：根据每一船舶的来源地信息确定当前港口船舶排放压载水来源地分布情况。
[0085]
在步骤s101中，已经能够获得了包括各类船舶的船舶名称、船舶类型、靠泊港口泊位、进出港情况、船舶载重量、到达港口、船舶上一港口、船舶载货量、船舶在港装货量等有关信息参数。利用船舶进港日期、船舶上一港口等数据对港口船舶压载水排放量进行时空分布特性分析，包括压载水排放量与季节(时间)、来源地、船舶类型之间的关系。因此，进入本港口内的船舶，之前进入过哪些其他港口，并且分别在各个港口内装载过或者卸载过什么货物，都能够查询到记录信息。由此能够确定，每一船舶在本港口内的船舶排放压载水来源地。
[0086]
作为一种优选的方案，本技术实施例还可以包括如下步骤：根据每一个港口的历史数据建立得到本港口的船舶进出模型，可以利用船舶进出模型对未来一定时段内的船舶进出数据进行预测，同时还能够利用历史记录的气象数据对未来一定时间段的海风等级进行预测。结合预测得到的船舶进出数据以及预测得到的海风等级信息，能够对每一个港口未来时段的压载水排放源强进行预测。
[0087]
本技术以上各个实施例提供的方案，系统化地创建了压载水排放源强计算的数学模型，可以准确全面计算分船舶类型、分时间、分来源区域情境下的船舶压载水排放量，解决了现有船舶压载水排放量计算精度低，仅有总量无法进行时空特性分析等不足。
[0088]
如图4所示，本实施例提供了一种获取船舶压载水排放源强的系统，包括处理器101；以及，与所述处理器101通信连接的存储器102；其中，所述存储器102存储有可被所述处理器101执行的指令，所述指令被所述处理器101执行，以使所述处理器101能够执行上述任意方法实施例中的获取船舶压载水排放源强的方法。
[0089]
获取船舶压载水排放源强的系统还可以包括：输入装置103和输出装置104。处理器101、存储器102、输入装置103和输出装置104可以通过总线或者其他方式连接。存储器102作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本技术实施例中方法实施例对应的程序指令。处理器101通过运行存储在存储器102中的非易失性软件程序、指令，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述任意方法实施例中的获取船舶压载水排放源强的系统。
[0090]
存储器102可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储创建的数据等。此外，存储器102可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器102可选包括相对于处理器101远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合等。
[0091]
上述产品可执行本技术实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本技术实施例所提供的方法。
[0092]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。