CN116165335A - 大型施工机具碳排放测量方法、装置、设备 - Google Patents

大型施工机具碳排放测量方法、装置、设备 Download PDF

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Abstract

本申请的实施例提供了大型施工机具碳排放测量方法、装置、设备和计算机可读存储设备。所述装置包括设备主体、温度模块、振动模块和电流模块：其中，所述温度模块、振动模块和电流模块与设备主体分别通过BV线进行连接；所述温度模块，用于测量发动机的温度及其变化速率；所述振动模块，用于测量施工机具的振动频率和幅值；所述电流模块，用于测量电流数值；所述设备主体，用于基于所述温度模块、振动模块和电流模块采集的数据，计算碳排放的具体数值。以此方式，实现了对大型施工机具碳排放的精准测量。

Description

大型施工机具碳排放测量方法、装置、设备
技术领域
本申请的实施例涉及碳排放检测领域，尤其涉及大型施工机具碳排放测量方法、装置、设备和计算机可读存储设备。
背景技术
随着建筑业的不断升级与国家双碳政策的推行，施工行业碳排放逐步走进人们的视野中。大型施工机具作为现场施工的重要工具和组成部分之一，其能源消耗与碳排放之间的关系也势必需要更精细化的测量手段。
现阶段，国家对大型施工机具的碳排放通常采用台班方式的进行计算，而就目前情况而言，设备使用台班依旧靠人为进行填报，无法确保其填报数据的准确性。
目前常规小型车辆所采用的车辆排放监测装置及方法，主要依靠车载排放量测系统(OBS)及诊断系统(OBD)对车载排放量测系统与车上诊断系统瞬间油耗进行比较，再根据油耗与二氧化碳关系式和油耗关系式，将车上诊断系统的瞬时油耗修正转换为二氧化碳排放量。然而大部分施工机具并不能兼容OBS和OBD系统，即，无法采用这类家用车辆常规的方法进行碳排计算。
受施工环境影响，部分选择使用视频监控+车牌识别的方式也不适用施工车辆(机具)碳排计算。
传统录入式碳排检测系统，由于需要人工录入极易发生故意或无意的录入错误。最终造成机具台班与机具类型识别不准确，无法保证施工企业碳排放统计的精确度。
综上，如何设计一种能够针对大型租赁设备(机具)，进行精准碳排放检测的方法及装置，是目前亟需解决的问题。
发明内容
根据本申请的实施例，提供了一种大型施工机具碳排放测量方案。
在本申请的第一方面，提供了一种大型施工机具碳排放测量装置。该装置包括设备主体、温度模块、振动模块和电流模块：
其中，所述温度模块、振动模块和电流模块与设备主体分别通过BV线进行连接；
所述温度模块，用于测量发动机的温度及其变化速率；
所述振动模块，用于测量施工机具的振动频率和幅值；
所述电流模块，用于测量电流数值；
所述设备主体，用于基于所述温度模块、振动模块和电流模块采集的数据，计算碳排放的具体数值。
进一步地，所述设备主体包括主控MCU、接口、存储器、电池和GPS；
其中所述通讯模块与主控MCU通过串口连接，用于数据的上传。
进一步地，所述温度模块包括温度传感器，所述温度传感器与发动机区域相连。
进一步地，所述电流模块包括电流计，所述电流计与液压主泵和设备动力总控开关相连。
进一步地，所述振动模块包括振动传感器具体用于：
测量发送机的振动频率和幅值，若振动频率和幅值达到采集阈值，则间歇性采集所述振动频率和幅值。
进一步地，所述通讯模块包括物联网通讯主控芯片，所述芯片与设备主控MCU通过串口相连，用于将采集到的数据进行上传。
进一步地，所述设备主体具体用于：
根据各个传感器采集的数值，通过碳排放计算公式计算碳排放数值。
进一步地，所述设备主体还包括显示模块，用于显示各个传感器采集的数据，以及碳排放数值。
在本申请的第二方面，提供了一种大型施工机具碳排放测量方法。该方法包括：
获取各传感器采集的数据；
基于所述数据，计算碳排放数值概算值；
基于所述碳排放数值概算值，确定碳排放精确值。
在本申请的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。
在本申请的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本申请的第一方面的方法。
本申请实施例提供的大型施工机具碳排放测量装置，包括设备主体、温度模块、振动模块和电流模块：其中，所述温度模块、振动模块和电流模块与设备主体分别通过BV线进行连接；所述温度模块，用于测量发动机的温度及其变化速率；所述振动模块，用于测量施工机具的振动频率和幅值；所述电流模块，用于测量电流数值；所述设备主体，用于基于所述温度模块、振动模块和电流模块采集的数据，计算碳排放的具体数值。实现了对大型租赁设备碳排放的精准测量。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本申请的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明，本申请各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
图1示出了根据本申请的实施例的大型施工机具碳排放测量装置的方框图；
图2示出了根据本申请的实施例的大型施工机具碳排放测量方法的流程图；
图3示出了适于用来实现本申请实施例的终端设备或服务器的结构示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。
另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
图1示出了根据本申请的实施例的大型施工机具碳排放测量装置100的方框图如图1所示，装置100包括设备主体110、温度模块120、振动模块130和电流模块140：所述大型施工设备通常指，采用柴油发动机、临时租赁的大型施工设备。
其中，温度模块120、振动模块130和电流模块140与设备主体110可分别通过BV线进行连接；
温度模块120，用于测量发动机的温度变化速率；
振动模块130，用于测量施工机具的振动频率和幅值；
电流模块140，用于测量电流数值；
设备主体110，用于基于温度模块120、振动模块130和电流模块140采集的数据，计算碳排放的具体数值。
在一些实施例中，设备主体110包括主控MCU、接口、存储器、电池、通讯模块和GPS。
所述存储器，用于存储各传感器采集的数据；
所述电池，用于为设备主体110供电；
所述GPS，用于定位当前车辆具体的工作地点，便于确定相应的项目类型；
所述通讯模块与主控MCU通过串口连接，用于数据的上传。
在一些实施例中，温度模块120包括温度传感器与发动机区域相连，当温度3摄氏度变化后采集温度数据，采集频率与振动传感器同步。
在一些实施例中，振动模块130包括振动传感器，用于探测发动机外壳的振动频率，若振动频率达到采集阈值，则间歇性采集所述振动频率。例如，振动频率达到内部设置的阈值后，采集15S振动频率上传至服务器，后续随机每15～30分钟进行一次采集；所述阈值可根据具体的车辆(机具)型号(发送机型号)进行设定。
在一些实施例中，设备主体110，通常固定在车辆的发动机外壳；温度模块120安装在车辆油箱与发动机区域相连；振动模块130，安装在驾驶室的侧门上(震动的源头是发动机，尽量靠近发动机)；电流模块140(电流计)安装在液压主泵位置与液压主泵和设备动力总控开关相连。
在一些实施例中，设备主体110所包含的所有模块，通常安置于放水外壳内。
根据本公开的实施例，实现了以下技术效果：
通过本公开的方法及设备，实现了对各类大型施工车辆碳排放数值的精准测量。保证了施工企业碳排放统计的精确度。
需要说明的是，对于前述的各装置实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
以上是关于装置实施例的介绍，以下通过方法实施例，对本申请所述方案进行进一步说明。
图2示出了根据本申请的实施例的大型施工机具碳排放测量方法的流程图，包括：
S210，获取各传感器采集的数据。
在一些实施例中，所述传感器的类型可参考上述装置实施例，在此不再赘述。
S220，基于所述数据，计算碳排放数值概算值。
在一些实施例中，将采集到的数据定义为如下向量：
Figure BDA0003840690320000061
Figure BDA0003840690320000062
Figure BDA0003840690320000063
其中，Vi,Ti,Ii是分别是振动、温度、电流模块的第i个传感器的振动数据向量，温度数据向量和电流数据向量；
Figure BDA0003840690320000064
分别是第i个振动传感器的振幅(mm)，频率(Hz)和相位(rad)；/>
Figure BDA0003840690320000065
分别是第i个温度传感器的温度(K)和温度变化率(K/s)；
Figure BDA0003840690320000066
为第i个电流传感器的电流值(A)。
在一些实施例中，可通过任一采集模块(振动、温度或电流)确定施工机具开关机时间。
传感器权重因子
Figure BDA0003840690320000067
和分项因子ωi，可通过下式计算施工机具开关机：
Figure BDA0003840690320000068
Figure BDA0003840690320000069
Figure BDA00038406903200000610
通过试验和工程统计得到阈值，当传感器采集到的数据经以上公式计算后大于阈值，则判断为施工机具开机；小于阈值则判断为施工机具关机；根据开关机时间乘以碳排放因子库可以得到施工机具基于工作时间的碳排放数值，记为碳排放数值概算值C1。
S230基于所述碳排放数值概算值，确定碳排放精确值。
将步骤S210采集的数据作为输入向量，设振动传感器有i个，温度传感器有j个，电流传感器有k个，总传感器数量为t：
Figure BDA0003840690320000071
/>
Figure BDA0003840690320000072
根据上式可知，N(1)是一个含元素数量为l的列向量；
Figure BDA0003840690320000073
将向量进行非线性变换，变换函数为
Figure BDA0003840690320000074
Y(1)＝f(N(1))
将Y(1)作为新的输入变量进行迭代
Figure BDA0003840690320000075
Y(2)＝f(N(20)
权重矩阵W(n)∈Rq×p；
p是n-1次迭代的矩阵的行数；
q是n次迭代矩阵行数。计算误差
Figure BDA0003840690320000076
T为真实值；
Yout为最后一次迭代计算输出值。
进一步地，误差在对最后一次迭代权重矩阵的偏导数为：
Figure BDA0003840690320000077
之前任意次迭代的误差对权重矩阵的偏导数为：
Figure BDA0003840690320000081
/>
根据以上递推公式可以求出各次权重偏导数。之后更新权重因子，重复上述过程直至得到真实值。通过以上算法将采集到的工程数据进行多次迭代获得权重矩阵并写入芯片中，可以对不同施工机具的碳排放进行精确计算。
根据各传感器输入模块计算碳排放精确值C2。
在一些实施例中，设备主体通过主控MCU计算可以分别得到C1值和C2值，当
Figure BDA0003840690320000082
时，输出C1，否则输出C2，并将输出数据通过通讯模块进行上传。
图3示出了适于用来实现本申请实施例的终端设备或服务器的结构示意图。
如图3所示，终端设备或服务器包括中央处理单元(CPU)301，其可以根据存储在只读存储器(ROM)302中的程序或者从存储部分308加载到随机访问存储器(RAM)303中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 303中，还存储有终端设备或服务器操作所需的各种程序和数据。CPU 301、ROM 302以及RAM 303通过总线304彼此相连。输入/输出(I/O)接口305也连接至总线304。
以下部件连接至I/O接口305：包括键盘、鼠标等的输入部分306；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分307；包括硬盘等的存储部分308；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分309。通信部分309经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器310也根据需要连接至I/O接口305。可拆卸介质311，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器310上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分308。
特别地，根据本申请的实施例，上文方法流程步骤可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在机器可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分309从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质311被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)301执行时，执行本申请的系统中限定的上述功能。
需要说明的是，本申请所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，前述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本申请实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中。其中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。
作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中的。上述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，当上述前述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本申请的方法。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的申请范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中申请的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种大型施工机具碳排放测量装置，其特征在于，包括设备主体、温度模块、振动模块和电流模块：
其中，所述温度模块、振动模块和电流模块与设备主体分别通过BV线进行连接；
所述温度模块，用于测量发动机的温度及其变化速率；
所述振动模块，用于测量施工机具的振动频率和幅值；
所述电流模块，用于测量电流数值；
所述设备主体，用于基于所述温度模块、振动模块和电流模块采集的数据，计算碳排放的具体数值。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述设备主体包括主控MCU、接口、存储器、电池、通讯模块和GPS；
其中所述通讯模块与主控MCU通过串口连接，用于数据的上传。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述温度模块包括温度传感器，所述温度传感器与发动机区域相连。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电流模块包括电流计，所述电流计与液压主泵和设备动力总控开关相连。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述振动模块包括振动传感器具体用于：
测量发送机的振动频率和幅值，若振动频率和幅值达到采集阈值，则间歇性采集所述振动频率和幅值。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述设备主体具体用于：
根据各个传感器采集的数值，通过碳排放计算公式计算碳排放数值。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述设备主体还包括显示模块，用于显示各个传感器采集的数据，以及碳排放数值。
8.一种大型施工机具碳排放测量方法，其特征在于，包括：
获取各传感器采集的数据；
基于所述数据，计算碳排放数值概算值；
基于所述碳排放数值概算值，确定碳排放精确值。
9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求8所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8所述的方法。
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