CN116823573A - 一种利用ai实现碳排放量的监控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用AI实现碳排放量的监控方法及系统，包括以下步骤,步骤一、成本信息采集，仓库管理端记录入库的化石燃料和用于生产出库化石燃料进行实时汇总并记录在信息存储端里，步骤二、设备碳排放估算，设备管理端记录各设备型号、功率、热效率等信息，智能AI端计算理论碳排放值，步骤三、设备碳排放实际监控，以碳排放监控装置实际检测碳排放的浓度和流速，步骤四、实际与理论数值对比，步骤五、对比加强寻找问题，将向移动终端发送故障信息，同时智能AI端将对该设备进入故障监控状态，步骤六、故障处理反馈，移动终端通知技术人员处理并反馈问题，本发明是一种检测准确，可迭代的利用AI实现碳排放量的监控方法及系统。

Description

一种利用AI实现碳排放量的监控方法及系统

技术领域

本发明主要碳排放监管的技术领域，具体为一种利用AI实现碳排放量的监控方法及系统。

背景技术

由于现代社会对化石能源的大量消耗，造成大量的碳排放，使得地球环境出现较大的变化，尤其是温室气体导致的全球变暖，为了人类社会的持续性发展，监管碳排放变得极为重要，而现有的碳排放监管系统不够完善，数据统计不完整，无法全方位的了解各工业场所的实际碳排放量，难以做出很好的碳排放规划，由于国内许多分工业园区碳排放监管工作仍然是基于被监管方能源消耗台账进行碳排放数据的手动填报，很少是在原有的“能耗监测系统”基础上依靠能源核算体系进行盘查，这种方式进行数据统计时容易出错或遗漏，且无法准确的反映碳排放量，更不能实时动态地反应企业排放情况，很难进行功能扩展。

根据申请号为202111429791.6的专利文件所提供了一种基于5G工业园区规划的碳排放监控系统，包括监控单元和工业园区内管辖多个企业的检测单元，检测单元通过5G通信模块与监控单元实现无线通信数据传输；以大数据监测并生成碳排放报告；以无线传输提供联络和预警，其系统可以有效地对今后的碳排放管理作出合理的规划，提高园区低碳生产管理水平。

上述专利中的方法能够实现工厂的碳排放实时监控和预警，但是存在缺少实际反馈，不能随工厂发展而更新迭代数据的问题。

发明内容

本发明主要提供了一种利用AI实现碳排放量的监控方法及系统，用以解决上述背景技术中提出的技术问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种利用AI实现碳排放量的监控方法，包括以下步骤：

步骤一、成本信息采集，采购部门将采购的化石燃料各型价格和质量储存在安全仓库中，仓库管理端记录入库的化石燃料和用于生产出库化石燃料进行实时汇总并记录在信息存储端里

步骤二、设备碳排放估算，工厂负责设备管理的设备管理端将各个使用化石燃料的机械设备的型号、功率、热效率等信息记录在信息存储端内，智能AI端通过计算各机械设备的理论热效率推算燃烧相应量化石燃料后的理论碳排放值并给出允许误差；

步骤三、设备碳排放实际监控，将所有工业废料的排放出口安装碳排放监控装置，用以实际检测碳排放的浓度和流速，并将信息以设置的间隔时间记录在信息存储端里；

步骤四、实际与理论数值对比，智能AI端通过实时调取信息存储端中碳排放监控装置测出的某设备实际碳排放量与该设备理论碳排放量进行比较；

步骤五、对比加强寻找问题，当某一设备实际碳排放量与该设备理论碳排放量多次连续超过允许误差，智能AI端将大幅减少该设备对应的碳排放监控装置的检测间隔时间，并进行着重比较，若存在连续长时间的碳排放量超过允许误差的问题，将向移动终端发送故障信息，同时智能AI端将对该设备进入故障监控状态；

步骤六、故障处理反馈，移动终端为相应部门的管理人员手机，当移动终端收到信息后，技术人员将分析问题所在，若设备存在问题，技术人员即可将设备修理后，发出检修可发出检修信息终止智能AI端对该设备的故障监控状态，若技术人员认为该设备不存在故障，可以发出正常信息，随即智能AI端将会把这段时间中测得的碳排放效率设置为该设备新的理论碳排放值并终止故障监控状态。

根据以上一种利用AI实现碳排放量的监控方法，还将提供一种利用AI实现碳排放量的监控方法的系统，包括仓库管理端_、设备管理端_、碳排放监控装置_、信息存储端、智能AI端、移动终端，所述信息存储端属于云端设备，所述仓库管理端_、设备管理端、碳排放监控装置与信息存储端通过内部无线网络连接，其数据直接存储在信息存储端内，所述智能AI端与所述信息存储端通过高速有线网络连接，所述智能AI端根据所需可快速调用信息存储端内的数据，所述移动终端与所述信息存储端、智能AI端通过无线网络连接，用以接收所述智能AI端的信息并反馈，以及调取所述信息存储端中记录的数据。。

优选的，所述仓库管理端包括记录化石燃料存储的入库信息模块和记录化石燃料去向的出库信息模块，在本优选的实施例中，通过入库信息模块记录储存的化石燃料，通过出库信息模块记录使用的化石燃料。

优选的，所述设备管理端包括记录工厂现有设备各型号数据的设备信息模块和进行故障报警和处理反馈的故障信息模块，在本优选的实施例中，通过设备信息模块记录每架设备的详细信息，用于智能AI端随时调用，通过故障信息模块反馈设备故障信息。

优选的，所述碳排放监控装置包括检测控制部件，设于检测控制部件两侧的样本抽取部件，在本优选的实施例中，通过分设检测控制部件和样本抽取部件，可实现一组检测器带动多组采集器，在提高样本量的同时减少成本。

优选的，所述检测控制部件包括检测箱，设于所述检测箱内部两端的数个碳排放检测仪，设于所述检测箱底端的时序控制器，设于所述时序控制器顶部的无线信号传输器，设于所述无线信号传输器一侧的天线，设于所述检测箱外部两端的第一安装架，设于所述碳排放检测仪顶部的排气管，在本优选的实施例中，通过时序控制器控制检测的频率和时间，通过无线信号传输器将数据无线传输至信息存储端中。

优选的，所述样本抽取部件包括设于所述检测箱两端的数个导管，由所述导管连接的中继箱，设于所述中继箱一侧的流速管，所述中继箱流速管贯通连接，设于所述流速管内部的转轮，设于所述转轮执行端并位于所述流速管一侧的速度传感器，设于所述中继箱底部的第二安装架，在本优选的实施例中，通过转轮和速度传感器记录工业废气的流速，通过导管抽取废气样本至检测箱内。

优选的，所述智能AI端包括调用信息储存端内部数据的数据调用模块、通过设备信息计算对比数据的理论计算模块、调用实际碳排放检测数据并计算的实际计算模块、将理论数据与实际数据对比的数据比对模块，将数据无线传输到移动终端的信号发射模块以及监视故障设备的故障监控模块，在本优选的实施例中，通过设于智能AI端内的各不同模块分步计算，减少算力消耗。

优选的，所述信息存储端包括记录各端最近一段时间采集数据的临时储存模块，记录故障信息的重点储存模块以及记录过去无问题数据的历史储存模块，在本优选的实施例中，通过信息存储端分层，将重要数据置于可快速读取的地址，将历史文件放置在容量大但读取慢的地址。

优选的，所述移动终端包括接收智能AI端信息的信息收发模块，查询信息存储端各记录数据的数据查询模块，在本优选的实施例中，通过移动终端实时监控设备运行及碳排放量，保证出现问题及时由相关人员知晓。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

通过各环节数据分层以及智能AI端选择性调用数据，在较好的利用智能AI端算力的同时防止过负荷，通过分析设备能源效率和碳排放量的关系，在监控碳排放量的同时监管工厂内各机械设备的运行状态。

通过分设检测控制部件和样本抽取部件，能够方便实时监测装置的安装，同时一组检测器带动多组采集器，能够提高样本量，在提升监测结果的准确性同时减少成本，通过时序控制器控制检测的频率和时间，能够错开各实时监测装置向信息存储端发送信息的时间，使得智能AI端无需排队调取数据进行分析，提高了实时性。

通过无线信号传输将数据分与技术人员知晓，通过技术人员对智能AI端的反馈使得智能AI端对数据进行组合分析，迭代运算，使其分析的数据更为准确。

以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。

附图说明

图1为本发明的整体系统结构框架图；

图2为本发明的计算系统结构框架图；

图3为本发明的信息采集系统结构框架图；

图4为本发明的碳排放监测装置结构轴测图；

图5为本发明的碳排放监测装置结构部分放大图；

图6为本发明的碳排放监测装置结构部分剖视图。

附图说明：10、仓库管理端_；20、设备管理端_；30、碳排放监控装置_；50、信息存储端_；40、智能AI端_；60、移动终端_；11、入库信息模块_；12、出库信息模块_；21、设备信息模块_；22、故障信息模块_；31、检测控制部件；32、样本抽取部件；311、检测箱；312、碳排放检测仪；313、时序控制器；314、无线信号传输器；315、天线；316、第一安装架；317、排气管；321、导管；322、中继箱；323、流速管；324、转轮；325、速度传感器；326、第二安装架；41、数据调用模块；42、理论计算模块_；43、实际计算模块_；44、数据比对模块_；45、信号发射模块_；46、故障监控模块_；51、临时储存模块_；52、重点储存模块_；53、历史储存模块_；61、信息收发模块_；62、数据查询模块。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本发明一优选实施例中，本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种利用AI实现碳排放量的监控方法，包括以下步骤：

步骤一、成本信息采集，采购部门将采购的化石燃料各型价格和质量储存在安全仓库中，仓库管理端10记录入库的化石燃料和用于生产出库化石燃料进行实时汇总并记录在信息存储端50里

步骤二、设备碳排放估算，工厂负责设备管理的设备管理端20将各个使用化石燃料的机械设备的型号、功率、热效率等信息记录在信息存储端50内，智能AI端40通过计算各机械设备的理论热效率推算燃烧相应量化石燃料后的理论碳排放值并给出允许误差；

步骤三、设备碳排放实际监控，将所有工业废料的排放出口安装碳排放监控装置30，用以实际检测碳排放的浓度和流速，并将信息以设置的间隔时间记录在信息存储端50里；

步骤四、实际与理论数值对比，智能AI端40通过实时调取信息存储端50中碳排放监控装置30测出的某设备实际碳排放量与该设备理论碳排放量进行比较；

步骤五、对比加强寻找问题，当某一设备实际碳排放量与该设备理论碳排放量多次连续超过允许误差，智能AI端40将大幅减少该设备对应的碳排放监控装置30的检测间隔时间，并进行着重比较，若存在连续长时间的碳排放量超过允许误差的问题，将向移动终端60发送故障信息，同时智能AI端40将对该设备进入故障监控状态；

步骤六、故障处理反馈，移动终端60为相应部门的管理人员手机，当移动终端60收到信息后，技术人员将分析问题所在，若设备存在问题，技术人员即可将设备修理后，发出检修可发出检修信息终止智能AI端40对该设备的故障监控状态，若技术人员认为该设备不存在故障，可以发出正常信息，随即智能AI端40将会把这段时间中测得的碳排放效率设置为该设备新的理论碳排放值并终止故障监控状态。

根据以上实施例以及附图1、3所示，还将提供一种利用AI实现碳排放量的监控方法的系统，包括仓库管理端10_、设备管理端20_、碳排放监控装置30_、信息存储端50、智能AI端40、移动终端60，所述信息存储端50属于云端设备，所述仓库管理端10_、设备管理端20、碳排放监控装置30与信息存储端50通过内部无线网络连接，其数据直接存储在信息存储端50内，所述智能AI端40与所述信息存储端50通过高速有线网络连接，所述智能AI端40根据所需可快速调用信息存储端50内的数据，所述移动终端60与所述信息存储端50、智能AI端40通过无线网络连接，用以接收所述智能AI端40的信息并反馈，以及调取所述信息存储端50中记录的数据。

需要说明的是，智能AI端40通过调取入库信息模块11和出库信息模块12内的数据，可以监控仓库内化石燃料的使用情况和剩余容量；

进一步的，仓库管理端10通过入库信息模块11及时记录进库的化石燃料以及储存位置和存储方式，通过出库信息模块12及时记录出库使用的化石燃料及其去向；

进一步的，设备管理端20通过设备信息模块21将工厂内的设备信息及时记录在信息存储端50内，当设备反映出现问题时，故障信息模块22将会报错，当技术人员处理并在移动终端60反馈后，报错才会停止。

请着重参照附图2、3所示，智能AI端40包括调用信息储存端50内部数据的数据调用模块41、通过设备信息计算对比数据的理论计算模块42、调用实际碳排放检测数据并计算的实际计算模块43、将理论数据与实际数据对比的数据比对模块44，将数据无线传输到移动终端的信号发射模块45以及监视故障设备的故障监控模块46，信息存储端50包括记录各端最近一段时间采集数据的临时储存模块51，记录故障信息的重点储存模块52以及记录过去无问题数据的历史储存模块53，移动终端60包括接收智能AI端信息的信息收发模块61，查询信息存储端50各记录数据的数据查询模块62。

需要说明的是，临时储存模块51储存的是各估计值和反馈值以及碳排放监控装置30最近一段时间内实时反馈的数据，该模块储存小但调用速度快，重点储存模块52储存的是发现故障时其相应设备的碳排放监控装置30持续反馈的数据，历史储存模块53储存的是碳排放监控装置30过去记录的无问题的数据；

进一步的，理论计算模块42用以调用仓库管理端10出库化石燃料信息，通过分析各机械设备理论工作效率，在各设备信息输入之后便以固定值的形式储存在临时储存模块51中，

进一步的，数据调用模块41用以调用储存在临时储存模块51内碳排放监控装置30的临时数据，由实际计算模块43进行差值平均算法计算得出实际碳排放量；

进一步的，数据比对模块44用以多轮对比理论碳排放量和实际碳排放量，判断该设备的化石燃料的利用率是否达标，当实际碳排放量长时间多次超过允许的误差值时，即可判断某一方面工业机械上出现了效率低下的问题；

进一步的，信号发射模块45用以将前几个模块处理过的数据结果发射到信息收发模块61上，通知相应部门进行处理，故障监控模块46改变智能AI端40的工作重点，调用更多算力实时监控故障设备并将该段时间的数据导入到重点储存模块52；

进一步的，当技术人员处理掉设备问题时，通过信息收发模块61反馈信息，若反馈的为修理完成的信息，则故障监控模块46直接停止工作，智能AI端40正常计算，若反馈的是无问题的信息，则智能AI端40将会将这段时间测得的数据转化为理论值，之后故障监控模块46停止工作，智能AI端40正常计算；

进一步的，有权限的人员可通过数据查询模块62查询重点储存模块52和历史储存模块53内的数据。

请着重参照附图4、5、6所示，碳排放监控装置30包括检测控制部件31，设于检测控制部件31两侧的样本抽取部件32，检测控制部件31包括检测箱311，设于检测箱311内部两端的数个碳排放检测仪312，设于检测箱311底端的时序控制器313，设于时序控制器313顶部的无线信号传输器314，设于无线信号传输器314一侧的天线315，设于检测箱311外部两端的第一安装架316，设于碳排放检测仪312顶部的排气管317，样本抽取部件32包括设于检测箱311两端的数个导管321，由导管321连接的中继箱322，设于中继箱322一侧的流速管323，所述中继箱322流速管323贯通连接，设于流速管323内部的转轮324，设于转轮324执行端并位于流速管323一侧的速度传感器325，设于中继箱322底部的第二安装架326。

需要说明的是，由于工业废气排出口各区域的流速并不一致，单独选择某一区域进行采样测出的误差会很大，所以本实施例设置了多个样本抽取部件32分置在不同区域，通过各样本抽取部件32测得的平均值来分析工业废气的流速；

进一步的，通过第一安装架316和第二安装架326分别将检测控制部件31和数个样本抽取部件32环形安装在排气口外；

进一步的，废气通过流速管323，转轮324在废气吹动下旋转，速度传感器325记录下转速；

进一步的，废气通过中继箱322，经导管321流进检测箱311内的碳排放检测仪312中，检测其中的碳排放量，多余的气体由排气管317排出；

进一步的，时序控制器313以设定好的间隔给无线信号传输器314释放信号，使其以同样间隔通过天线315给信息存储端50远程输送信息。

本发明的具体流程如下：

仓库管理端10通过入库信息模块11及时记录进库的化石燃料以及储存位置和存储方式，通过出库信息模块12及时记录出库使用的化石燃料及其去向，设备管理端20通过设备信息模块21将工厂内的设备信息及时记录在信息存储端50内，当设备反映出现问题时，故障信息模块22将会报错，当技术人员处理并在移动终端60反馈后，报错才会停止，废气通过流速管323，转轮324在废气吹动下旋转，速度传感器325记录下转速，废气通过中继箱322，经导管321流进检测箱311内的碳排放检测仪312中，检测其中的碳排放量，多余的气体由排气管317排出，时序控制器313以设定好的间隔给无线信号传输器314释放信号，使其以同样间隔通过天线315给信息存储端50远程输送信息至临时储存模块51内，理论计算模块42用以调用仓库管理端10出库化石燃料信息，通过分析各机械设备理论工作效率，在各设备信息输入之后便以固定值的形式储存在临时储存模块51中，数据调用模块41用以调用储存在临时储存模块51内碳排放监控装置30的临时数据，由实际计算模块43进行差值平均算法计算得出实际碳排放量，数据比对模块44用以多轮对比理论碳排放量和实际碳排放量，信号发射模块45将数据结果发射到信息收发模块61上，故障监控模块46改变智能AI端40的工作重点，调用更多算力实时监控故障设备并将该段时间的数据导入到重点储存模块52，技术人员处理掉设备问题时，通过信息收发模块61反馈信息，若反馈的为修理完成的信息，则故障监控模块46直接停止工作，智能AI端40正常计算，若反馈的是无问题的信息，则智能AI端40将会将这段时间测得的数据转化为理论值，之后故障监控模块46停止工作，智能AI端40正常计算，有权限的人员可通过数据查询模块62查询重点储存模块52和历史储存模块53内的数据。

Claims (10)

1.一种利用AI实现碳排放量的监控方法，其特征在于,包括以下步骤：

步骤一、成本信息采集，采购部门将采购的化石燃料各型价格和质量储存在安全仓库中，仓库管理端(10)记录入库的化石燃料和用于生产出库化石燃料进行实时汇总并记录在信息存储端(50)里；

步骤二、设备碳排放估算，工厂负责设备管理的设备管理端(20)将各个使用化石燃料的机械设备的型号、功率、热效率等信息记录在信息存储端(50)内，智能AI端(40)通过计算各机械设备的理论热效率推算燃烧相应量化石燃料后的理论碳排放值并给出允许误差；

步骤三、设备碳排放实际监控，将所有工业废料的排放出口安装碳排放监控装置(30)，用以实际检测碳排放的浓度和流速，并将信息以设置的间隔时间记录在信息存储端(50)里；

步骤四、实际与理论数值对比，智能AI端(40)通过实时调取信息存储端(50)中碳排放监控装置(30)测出的某设备实际碳排放量与该设备理论碳排放量进行比较；

步骤五、对比加强寻找问题，当某一设备实际碳排放量与该设备理论碳排放量多次连续超过允许误差，智能AI端(40)将大幅减少该设备对应的碳排放监控装置(30)的检测间隔时间，并进行着重比较，若存在连续长时间的碳排放量超过允许误差的问题，将向移动终端(60)发送故障信息，同时智能AI端(40)将对该设备进入故障监控状态；

步骤六、故障处理反馈，移动终端(60)为相应部门的管理人员手机，当移动终端(60)收到信息后，技术人员将分析问题所在，若设备存在问题，技术人员即可将设备修理后，发出检修可发出检修信息终止智能AI端(40)对该设备的故障监控状态，若技术人员认为该设备不存在故障，可以发出正常信息，随即智能AI端(40)将会把这段时间中测得的碳排放效率设置为该设备新的理论碳排放值并终止故障监控状态。

2.一种利用AI实现碳排放量的监控方法的系统，包括仓库管理端(10)_、设备管理端(20)_、碳排放监控装置(30)_、信息存储端(50)、智能AI端(40)、移动终端(60)，其特征在于，所述信息存储端(50)属于云端设备，所述仓库管理端(10)_、设备管理端(20)、碳排放监控装置(30)与信息存储端(50)通过内部无线网络连接，其数据直接存储在信息存储端(50)内，所述智能AI端(40)与所述信息存储端(50)通过高速有线网络连接，所述智能AI端(40)根据所需可快速调用信息存储端(50)内的数据，所述移动终端(60)与所述信息存储端(50)、智能AI端(40)通过无线网络连接，用以接收所述智能AI端(40)的信息并反馈，以及调取所述信息存储端(50)中记录的数据。

3.根据权利要求2所述的一种利用AI实现碳排放量的监控方法的系统，其特征在于，所述仓库管理端(10)包括记录化石燃料存储的入库信息模块(11)和记录化石燃料去向的出库信息模块(12)。

4.根据权利要求2所述的一种利用AI实现碳排放量的监控方法的系统，其特征在于，所述设备管理端(20)包括记录工厂现有设备各型号数据的设备信息模块(21)和进行故障报警和处理反馈的故障信息模块(22)。

5.根据权利要求2所述的一种利用AI实现碳排放量的监控方法的系统，其特征在于，所述碳排放监控装置(30)包括检测控制部件(31)，设于检测控制部件(31)两侧的样本抽取部件(32)。

6.根据权利要求5所述的一种利用AI实现碳排放量的监控方法的系统，其特征在于，所述检测控制部件(31)包括检测箱(311)，设于所述检测箱(311)内部两端的数个碳排放检测仪(312)，设于所述检测箱(311)底端的时序控制器(313)，设于所述时序控制器(313)顶部的无线信号传输器(314)，设于所述无线信号传输器(314)一侧的天线(315)，设于所述检测箱(311)外部两端的第一安装架(316)，设于所述碳排放检测仪(312)顶部的排气管(317)。

7.根据权利要求6所述的一种利用AI实现碳排放量的监控方法的系统，其特征在于，所述样本抽取部件(32)包括设于所述检测箱(311)两端的数个导管(321)，由所述导管(321)连接的中继箱(322)，设于所述中继箱(322)一侧的流速管(323)，所述中继箱(322)和流速管(323)贯通连接，设于所述流速管(323)内部的转轮(324)，设于所述转轮(324)执行端并位于所述流速管(323)一侧的速度传感器(325)，设于所述中继箱(322)底部的第二安装架(326)。

8.根据权利要求2所述的一种利用AI实现碳排放量的监控方法的系统，其特征在于，所述智能AI端(40)包括调用信息储存端(50)内部数据的数据调用模块(41)、通过设备信息计算对比数据的理论计算模块(42)、调用实际碳排放检测数据并计算的实际计算模块(43)、将理论数据与实际数据对比的数据比对模块(44)，将数据无线传输到移动终端的信号发射模块(45)以及监视故障设备的故障监控模块(46)。

9.根据权利要求2所述的一种利用AI实现碳排放量的监控方法的系统，其特征在于，所述信息存储端(50)包括记录各端最近一段时间采集数据的临时储存模块(51)，记录故障信息的重点储存模块(52)以及记录过去无问题数据的历史储存模块(53)。

10.根据权利要求2所述的一种利用AI实现碳排放量的监控方法的系统，其特征在于，所述移动终端(60)包括接收智能AI端信息的信息收发模块(61)，查询信息存储端(50)各记录数据的数据查询模块(62)。