一种可视化碳排放检测管理系统及方法与流程

1.本发明涉及碳排放检测技术领域，特别指一种可视化碳排放检测管理系统及方法。


背景技术：

2.碳排放是关于温室气体排放的一个总称或简称，温室气体中最主要的气体是二氧化碳，因此用碳一词作为温室气体排放的代表。碳排放已经并将继续为地球和人类带来灾难，所以“控制碳排放”成为被大多数人所理解、接受、并采取行动的文化基础。
3.传统上，碳排放的检测管理不够完善，数据统计不完整，大部分碳排放管理工作仍然是基于被监管方的能源消耗台账进行碳排放数据的人工填报，同时碳排放数据采集过程中，只能对多区域的大数据(碳排放数据)进行整体分析，难以对大数据中各不同碳排类型进行汇总，难以对单项碳排类型进行具体分析评估，易产生大量重复及无效数据，进而影响检测的准确性以及时效性，难以促进节能减排的有效实施。
4.因此，如何提供一种可视化碳排放检测管理系统及方法，实现提升碳排放检测的准确性以及时效性，成为一个亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题，在于提供一种可视化碳排放检测管理系统及方法，实现提升碳排放检测的准确性以及时效性。
6.第一方面，本发明提供了一种可视化碳排放检测管理系统，包括：
7.若干个采集端；
8.一个采集单元，输入端与各所述采集端的输出端连接；
9.一个监测汇总模块，输入端与所述采集单元的输出端连接；
10.一个数据处理模块，输入端与所述监测汇总模块的输出端连接；
11.一个分类管理单元，输入端与所述数据处理模块的输出端连接；
12.一个plc控制单元，输入端与所述分类管理单元的输出端连接；
13.一个数据储存单元，与所述plc控制单元连接；
14.一个登录模块，输出端与所述plc控制单元的输入端连接；
15.一个评估分析模块，输入端与所述plc控制单元的输出端连接；
16.一个计算单元，输入端与所述评估分析模块的输出端连接；
17.一个报告生成模块，输入端与所述计算单元的输出端连接；
18.一个碳排控制单元，输入端与所述报告生成模块的输出端连接；
19.一个异常监测模块，一端与所述数据储存单元双向连接，另一端与所述碳排控制单元的输出端连接；
20.一个预警模块，输入端与所述异常监测模块的输出端连接；
21.一个预案生成模块，输入端与所述预警模块的输出端连接；
22.一个显控单元，输入端与所述数据储存单元以及预案生成模块的输出端连接；
23.一个无线通讯单元，输入端与所述plc控制单元以及显控单元的输出端连接；
24.一个管理终端，输入端与所述无线通讯单元的输出端连接。
25.进一步地，所述登录模块用于验证登录申请，并在验证成功后通过所述 plc控制单元向数据存储单元发出指令进行碳排数据信息的上传和下载。
26.进一步地，所述采集单元用于通过定时采集、周期性采集或者实时采集的方式采集能源消耗数据及碳排数据信息；
27.所述监测汇总模块用于对采集单元采集的碳排数据信息进行汇总传递。
28.进一步地，所述数据处理模块包括：
29.一个数据剔除模块，用于将设备负荷小于等于0的停机数据以及异常数据剔除，并且统一现场监测数据单位；
30.一个碳排参数整合模块，用于对设备负荷信息、排放湿度信息、排放烟气温度信息、排放烟气压力信息、排放烟气碳浓度信息和排放仪器数据标定信息进行汇总。
31.进一步地，所述分类管理单元用于获取输入的碳排数据信息以及对应的类型，通过所述数据储存单元对碳排数据信息进行分类储存，并且将各类型的碳排数据信息进行定点标识；
32.所述数据储存单元用于历史数据储存、在线数据储存和预设数据储存，根据历史数据、在线数据和预设数据设定标准，关联各项阈值外对应的事故风险值及风险等级来匹配所需采取的措施。
33.进一步地，所述评估分析模块用于对分类管理单元获取的碳排数据信息进行分析，作为判断各区域环境健康状况和规划分布的依据，并且进行碳排放的等级评估；
34.所述计算单元用于根据能源消耗数据及碳排数据信息计算碳排放总量，同时分别计算各类型能源消耗的碳排放量与总排放量的占比；
35.所述报告生成模块用于根据评估分析模块的分析结果和采集单元监测到的碳排数据信息，生成被监管区域的碳排放量分析报告、碳减排分析报告、碳减排与设备投入量关系分析报告、碳排放与气象环境关系分析报告；
36.所述异常监测模块用于当设备碳排放监测参数的测量数据超出正常取值范围时，判定碳排放监测参数的测量数据处于异常状态。
37.进一步地，所述碳排控制单元包括：
38.一个碳排计算模块，用于根据监测数据计算单个区域各类型的碳排参数的平均值，以作为碳排的时均标准值；
39.一个碳排设定模块，用于根据碳排放量分析报告、碳减排分析报告、碳减排与设备投入量关系分析报告、碳排放与气象环境关系分析报告的数据信息计算被监管区域的碳排放指标。
40.进一步地，所述预警模块用于根据异常监测模块产生的碳排放超标或欲超标信号进行警报提醒；
41.所述预案生成模块用于根据碳排控制单元分析的碳排放指标和时均标准值与数据储存单元中对应的数据信息进行关联匹配，将各区域及类型的碳排数据异常值进行定点标识最终进行预案评估。
42.进一步地，所述显控单元包括：
43.一个gis数据显示模块，用于显示用户管理信息、用户权限管理信息、个体企业碳排管理信息和碳排等级信息；
44.一个预案判断模块，用于管理人员对系统自主生成的紧急预案进行手动确定是否进行实施，或者自动判断系统是否需要进行自主运行；
45.所述无线通讯单元包括wifi通讯模块、gprs通讯模块、蓝牙通讯模块和zigbee通讯模块。
46.第二方面，本发明提供了一种可视化碳排放检测管理方法，包括如下步骤：
47.步骤s1、通过登录模块进行身份验证后进入碳排放检测管理系统，对接收的数据进行上传及下载；
48.步骤s2、采集单元通过各采集端定时采集、周期性采集或者实时采集能源消耗数据及碳排数据信息，并通过监测汇总模块根据企业数据将对应的碳排放计划数据下发至各企业端，并接收各企业端提交的碳排数据信息的汇总数据；
49.步骤s3、数据处理模块根据碳排放计划数据和碳排数据信息的汇总数据生成碳排放或碳减排行为信息，得到对应的碳排放或碳减排数据，并且进行数据记录、跟踪，同时将设备负荷小于等于0的停机数据以及异常数据剔除，并且统一现场监测数据单位；
50.通过数据剔除模块判断碳排数据信息是否出现异常，若是，则通过采集单元重新对指定区域的碳排数据信息进行采集；若否，则通过数据储存单元储存碳排数据信息；
51.步骤s4、分类管理单元获取输入的碳排数据信息以及对应的类型，通过数据储存单元对碳排数据信息进行分类储存，并且将各类型的碳排数据信息进行定点标识；
52.数据储存单元根据历史数据、在线数据和预设数据设定标准，关联事故风险值及风险等级来匹配所需采取的措施；
53.步骤s5、通过评估分析模块对碳排数据信息进行分析，作为判断各区域环境健康状况和规划分布的依据，并且进行碳排放的等级评估；
54.报告生成模块根据评估分析模块的分析结果和采集单元监测到的碳排数据信息，生成被监管区域的分析报告；所述分析报告包括碳排放量分析报告、碳减排分析报告、碳减排与设备投入量关系分析报告、碳排放与气象环境关系分析报告；
55.步骤s6、碳排控制单元根据所述分析报告计算被监管区域的碳排放指标；
56.碳排计算模块根据监测数据计算单个区域各类型的碳排参数的平均值，以作为碳排的时均标准值，基于所述时均标准值通过预警模块进行警报；
57.步骤s7、预案生成模块根据碳排控制单元分析的碳排放指标和时均标准值与数据储存单元中对应的碳排数据信息进行关联匹配，将各个区域及类型的碳排数据信息的异常值进行定点标识进行最终的预案评估；
58.预案判断模块通过手动判断或者自动判断对碳排放检测管理系统自主生成的紧急预案进行选择，将碳排放检测管理系统产生的碳数据信息通过无线通讯单元传递至管理终端。
59.本发明的优点在于：
60.1、通过数据处理模块根据碳排放计划数据和碳排数据信息的汇总数据生成碳排放或碳减排行为信息，得到对应的碳排放或碳减排数据，并且进行数据记录、跟踪，同时将
设备负荷小于等于0的停机数据以及异常数据剔除，并且统一现场监测数据单位；通过数据剔除模块判断数据是否出现异常，若是，则通过采集单元重新对指定区域的碳排数据信息进行采集，若否，数据则通过数据储存单元进行储存；通过数据储存单元对碳排数据信息进行分类储存，并且将各类型数据信息进行定点标识，由数据储存单元根据历史数据、在线数据和预设数据标准设定标准，关联各项阈值外对应的事故风险值及风险等级来匹配对应所需采取的措施；通过评估分析模块对分类管理单元获取采集的碳排数据信息进行分析，作为判断各区域环境健康状况和规划分布的依据，并且进行碳排放的等级评估，实现了对碳排数据信息的各项参数进行持续自动在线监测，并且通过对大数据中各不同碳排类型进行汇总并对单项碳排类型进行具体分析评估，剔除无效数据，缩短了数据流路线及减少了人工干预，提高监测的精准性及系统运行效率，极大的提升了碳排放检测的准确性以及时效性，有效促进节能减排行为的有效实施。
61.2、通过碳排控制单元计算被监管区域的碳排放指标，同时数据处理模块对异常数据进行剔除后，根据监测数据，计算单个区域各个类型的碳排参数的平均值作为碳排的时均标准值，若碳排放监测参数的测量数据超出正常取值范围时，判定碳排放监测参数的测量数据处于异常状态，并通过预警模块进行警报提醒，根据碳排控制单元分析的碳排放指标和时均标准值与数据储存单元中对应的数据信息进行关联匹配，将各个区域及类型的碳排数据异常值进行定点标识最终进行预案评估，提高由异常数据对预案结果判断的准确性，对监测的碳排数据合理性进行在线辨识，并对异常数据进行预警，进一步提高碳排监测数据的可靠性。
附图说明
62.下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
63.图1是本发明一种可视化碳排放检测管理系统的结构示意图。
64.图2是本发明数据处理模块和数据存储单元的结构示意图。
65.图3是本发明数据处理模块的结构示意图。
66.图4本发明无线通讯单元的结构示意图。
具体实施方式
67.请参照图1至图4所示，本发明一种可视化碳排放检测管理系统的较佳实施例，包括：
68.若干个采集端；
69.一个采集单元，输入端与各所述采集端的输出端连接；
70.一个监测汇总模块，输入端与所述采集单元的输出端连接；
71.一个数据处理模块，输入端与所述监测汇总模块的输出端连接；
72.一个分类管理单元，输入端与所述数据处理模块的输出端连接；
73.一个plc控制单元，输入端与所述分类管理单元的输出端连接；
74.一个数据储存单元，与所述plc控制单元连接；
75.一个登录模块，输出端与所述plc控制单元的输入端连接；
76.一个评估分析模块，输入端与所述plc控制单元的输出端连接；
77.一个计算单元，输入端与所述评估分析模块的输出端连接；
78.一个报告生成模块，输入端与所述计算单元的输出端连接；
79.一个碳排控制单元，输入端与所述报告生成模块的输出端连接；
80.一个异常监测模块，一端与所述数据储存单元双向连接，另一端与所述碳排控制单元的输出端连接；
81.一个预警模块，输入端与所述异常监测模块的输出端连接；
82.一个预案生成模块，输入端与所述预警模块的输出端连接；
83.一个显控单元，输入端与所述数据储存单元以及预案生成模块的输出端连接；
84.一个无线通讯单元，输入端与所述plc控制单元以及显控单元的输出端连接；
85.一个管理终端，输入端与所述无线通讯单元的输出端连接。
86.所述登录模块用于验证登录申请，并在验证成功后通过所述plc控制单元向数据存储单元发出指令进行碳排数据信息的上传和下载。
87.所述采集单元用于通过定时采集、周期性采集或者实时采集的方式采集能源消耗数据及碳排数据信息；
88.所述监测汇总模块用于对采集单元采集的碳排数据信息进行汇总传递，根据企业数据将对应的碳排放计划数据下发至各个企业端，并且接收各个企业提交的碳排数据信息的汇总数据。
89.所述数据处理模块包括：
90.一个数据剔除模块，用于将设备负荷小于等于0的停机数据以及异常数据剔除，并且统一现场监测数据单位；
91.所述数据剔除模块的判断标准为：通过预设碳排标准值，由企业端发布，确定每个碳排行为的置信限，现场监测数据超过此限的误差，及不属于随机误差范围，将其视为异常值剔除；
92.一个碳排参数整合模块，用于对设备负荷信息、排放湿度信息、排放烟气温度信息、排放烟气压力信息、排放烟气碳浓度信息和排放仪器数据标定信息进行汇总。
93.所述数据处理模块用于根据碳排放计划数据和碳排放监测信息的汇总数据生成碳排放行为信息或碳减排行为信息(碳排放行为信息是指设备负荷排放信息、交通排放信息或生活排放信息其中的一种或几种；碳减排行为信息是指交通工具充电信息、设备负荷减排技改信息、生活减排信息的一种或几种)，得到对应的碳排放或碳减排数据，并且进行数据记录、跟踪。
94.所述分类管理单元用于获取输入的碳排数据信息以及对应的类型，通过所述数据储存单元对碳排数据信息进行分类储存，并且将各类型的碳排数据信息进行定点标识；
95.所述数据储存单元用于历史数据储存、在线数据储存和预设数据储存，根据历史数据、在线数据和预设数据设定标准，关联各项阈值外对应的事故风险值及风险等级来匹配所需采取的措施。
96.所述评估分析模块用于对分类管理单元获取的碳排数据信息进行分析，作为判断各区域环境健康状况和规划分布的依据，并且进行碳排放的等级评估；
97.所述计算单元用于根据能源消耗数据及碳排数据信息计算碳排放总量，同时分别计算各类型能源消耗的碳排放量与总排放量的占比；
98.所述能源消耗数据包括设备负荷排放能源消耗量、交通排放能源消耗量或生活排放能源消耗量其中的一种或几种；
99.所述报告生成模块用于根据评估分析模块的分析结果和采集单元监测到的碳排数据信息，生成被监管区域的碳排放量分析报告、碳减排分析报告、碳减排与设备投入量关系分析报告、碳排放与气象环境关系分析报告；
100.所述碳排放量分析报告包括碳排放行为信息对应的各项数据信息、能源消耗与碳排行为占比数据信息、风险等级的评估信息；
101.所述碳减排分析报告包括减排行为信息对应的各项数据信息、能源消耗与碳排行为占比数据信息、风险等级的评估信息；
102.所述碳减排与设备投入量关系分析报告包括排放行为数据信息对应的设备投入量的各项数据信息；
103.所述碳排放与气象环境关系分析报告包括排放湿度信息、排放烟气温度信息、排放烟气压力信息、排放烟气浓度信息和排放仪器数据标定信息及对应的碳排行为对应的数据信息。
104.所述异常监测模块用于当设备碳排放监测参数的测量数据超出正常取值范围时，判定碳排放监测参数的测量数据处于异常状态。
105.所述碳排控制单元包括：
106.一个碳排计算模块，用于采集单元对数据的实时采集后，由数据处理模块对异常数据进行剔除后，根据监测数据计算单个区域各类型的碳排参数的平均值，以作为碳排的时均标准值；
107.一个碳排设定模块，用于根据碳排放量分析报告、碳减排分析报告、碳减排与设备投入量关系分析报告、碳排放与气象环境关系分析报告的数据信息计算被监管区域的碳排放指标。
108.所述预警模块用于根据异常监测模块产生的碳排放超标或欲超标信号进行警报提醒；
109.所述预案生成模块用于根据碳排控制单元分析的碳排放指标和时均标准值与数据储存单元中对应的数据信息进行关联匹配，将各区域及类型的碳排数据异常值进行定点标识最终进行预案评估。
110.所述显控单元包括：
111.一个gis数据显示模块，用于显示用户管理信息、用户权限管理信息、个体企业碳排管理信息和碳排等级信息；
112.一个预案判断模块，用于管理人员对系统自主生成的紧急预案进行手动确定是否进行实施，或者自动判断系统是否需要进行自主运行；
113.即所述预案判断模块包括手动判断和自动判断两种方式，手动判断用于管理人员对系统自主生成的紧急预案进行选择，确定是否进行预案的自行实施，自动判断用于切换系统自主运行功能，无需管理人员操作。
114.所述无线通讯单元包括wifi通讯模块、gprs通讯模块、蓝牙通讯模块和zigbee通讯模块，用于最终将碳排数据信息传递至管理终端。
115.本发明一种可视化碳排放检测管理方法的较佳实施例，包括如下步骤：
116.步骤s1、通过登录模块进行身份验证后进入碳排放检测管理系统，对接收的数据进行上传及下载；
117.步骤s2、采集单元通过各采集端定时采集、周期性采集或者实时采集能源消耗数据及碳排数据信息，并通过监测汇总模块根据企业数据将对应的碳排放计划数据下发至各企业端，并接收各企业端提交的碳排数据信息的汇总数据；
118.步骤s3、数据处理模块根据碳排放计划数据和碳排数据信息的汇总数据生成碳排放或碳减排行为信息，得到对应的碳排放或碳减排数据，并且进行数据记录、跟踪，同时将设备负荷小于等于0的停机数据以及异常数据剔除，并且统一现场监测数据单位；
119.通过数据剔除模块判断碳排数据信息是否出现异常，若是，则通过采集单元重新对指定区域的碳排数据信息进行采集；若否，则通过数据储存单元储存碳排数据信息；
120.步骤s4、分类管理单元获取输入的碳排数据信息以及对应的类型，通过数据储存单元对碳排数据信息进行分类储存，并且将各类型的碳排数据信息进行定点标识；
121.数据储存单元根据历史数据、在线数据和预设数据设定标准，关联事故风险值及风险等级来匹配所需采取的措施；
122.步骤s5、通过评估分析模块对碳排数据信息进行分析，作为判断各区域环境健康状况和规划分布的依据，并且进行碳排放的等级评估；
123.报告生成模块根据评估分析模块的分析结果和采集单元监测到的碳排数据信息，生成被监管区域的分析报告；所述分析报告包括碳排放量分析报告、碳减排分析报告、碳减排与设备投入量关系分析报告、碳排放与气象环境关系分析报告；
124.具体实施时还计算各类型能源消耗的碳排放量与总排放量的占比，计算公式如下：
[0125][0126]
其中，c表示碳排总量；ei表示i中能源消耗量；e表示能源消耗总量； ci表示i中能源消耗的碳排量；si表示第i种能源在能源消耗总量中的所占比重；fi表示为各类能源的碳排放系数。
[0127]
举例说明1：设i＝1，已知碳排总量c为1000，一种能源消耗量e1为 100，能源消耗总量e为800，通过公式计算c1＝10；一种能源在能源消耗总量中的所占比重s1为12.5％(100/800＝12.5％)，通过公式计算f1＝10，即表示一种能源的碳排放系数；
[0128]
举例说明2：设i＝2，已知碳排总量c为1000，一种能源消耗量e2为 200，能源消耗总量e为800，通过公式计算c2＝40；一种能源在能源消耗总量中的所占比重s1为25％(200/800＝25％)，通过公式计算f2＝5，即表示一种能源的碳排放系数；
[0129]
举例说明3：设i＝3，已知碳排总量c为1000，一种能源消耗量e3为 500，能源消耗总量e为800，通过公式计算c3＝250；一种能源在能源消耗总量中的所占比重s3为62.5％(500/800＝62.5％)，通过公式计算f3＝2，即表示一种能源的碳排放系数；
[0130]
根据计算的各类能源(设备负荷排放能源消耗量、交通排放能源消耗量、生活排放能源消耗量)的碳排放系数fi，来判断事故风险；
[0131]
各项碳排放行为的阈值由企业端发布，即单个碳排放行为中的碳排数据占碳排放
总量的标准百分比；
[0132]
通过计算各类能源的碳排放系数fi，与碳排数据占碳排放总量的标准百分比进行对比，根据计算的数据差，即事故风险值[k1，k2，...kn]，来判断事故风险等级，事故风险值越大，风险等级越高，反之则越低。
[0133]
步骤s6、碳排控制单元根据所述分析报告计算被监管区域的碳排放指标；
[0134]
碳排计算模块根据监测数据计算单个区域各类型的碳排参数的平均值，以作为碳排的时均标准值，基于所述时均标准值通过预警模块进行警报；
[0135]
即若碳排放监测参数的测量数据超出正常取值范围时，判定碳排放监测参数的测量数据处于异常状态，并通过预警模块进行警报提醒；
[0136]
步骤s7、预案生成模块根据碳排控制单元分析的碳排放指标和时均标准值与数据储存单元中对应的碳排数据信息进行关联匹配，将各个区域及类型的碳排数据信息的异常值进行定点标识进行最终的预案评估；
[0137]
预案判断模块通过手动判断或者自动判断对碳排放检测管理系统自主生成的紧急预案进行选择，将碳排放检测管理系统产生的碳数据信息通过无线通讯单元传递至管理终端。
[0138]
综上所述，本发明的优点在于：
[0139]
1、通过数据处理模块根据碳排放计划数据和碳排数据信息的汇总数据生成碳排放或碳减排行为信息，得到对应的碳排放或碳减排数据，并且进行数据记录、跟踪，同时将设备负荷小于等于0的停机数据以及异常数据剔除，并且统一现场监测数据单位；通过数据剔除模块判断数据是否出现异常，若是，则通过采集单元重新对指定区域的碳排数据信息进行采集，若否，数据则通过数据储存单元进行储存；通过数据储存单元对碳排数据信息进行分类储存，并且将各类型数据信息进行定点标识，由数据储存单元根据历史数据、在线数据和预设数据标准设定标准，关联各项阈值外对应的事故风险值及风险等级来匹配对应所需采取的措施；通过评估分析模块对分类管理单元获取采集的碳排数据信息进行分析，作为判断各区域环境健康状况和规划分布的依据，并且进行碳排放的等级评估，实现了对碳排数据信息的各项参数进行持续自动在线监测，并且通过对大数据中各不同碳排类型进行汇总并对单项碳排类型进行具体分析评估，剔除无效数据，缩短了数据流路线及减少了人工干预，提高监测的精准性及系统运行效率，极大的提升了碳排放检测的准确性以及时效性，有效促进节能减排行为的有效实施。
[0140]
2、通过碳排控制单元计算被监管区域的碳排放指标，同时数据处理模块对异常数据进行剔除后，根据监测数据，计算单个区域各个类型的碳排参数的平均值作为碳排的时均标准值，若碳排放监测参数的测量数据超出正常取值范围时，判定碳排放监测参数的测量数据处于异常状态，并通过预警模块进行警报提醒，根据碳排控制单元分析的碳排放指标和时均标准值与数据储存单元中对应的数据信息进行关联匹配，将各个区域及类型的碳排数据异常值进行定点标识最终进行预案评估，提高由异常数据对预案结果判断的准确性，对监测的碳排数据合理性进行在线辨识，并对异常数据进行预警，进一步提高碳排监测数据的可靠性。
[0141]
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本
领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。