应用于高速公路服务区的车辆碳排放量监测方法和装置与流程
本发明属于汽车碳排放评估，尤其涉及一宗应用于高速公路服务区的车辆碳排放量监测方法和装置。
背景技术：
1、高速公路服务区作为专门为乘客和司机停留休息的场所，提供加油、停泊、充电、餐饮等便民功能。
2、高速公路服务区具有规模大，车流量大，车辆停留时间较长，且需要提供加油及充电等功能，高速公路服务区汽车造成的碳排放占高速公路服务区运营阶段较大的比例，所以需要对高速公路服务区内的车辆碳排放进行监测和评估，定量地测算出高速公路服务区内车辆碳排放量有利于为高速公路服务区实现零碳目标提供重要数据支持，目前，定量地评估高速公路服务区内车辆碳排放量的技术处于空白状态，急需迫切地进行针对性研究。
技术实现思路
1、本发明要实现的目的是：提供一种应用于高速公路服务区的车辆碳排放量监测方法和装置，以解决定量评估高速公路服务区内车辆碳排放量的技术问题，为高速公路服务区实现零碳目标提供重要数据支持。
2、为了实现上述目的，本发明的采取的技术方案为：应用于高速公路服务区的车辆碳排放量监测方法，包括以下步骤：
3、步骤一：根据不同类型车辆的低速行驶和启动驻车状态下的能耗数据来估算单位时间内的车辆碳排放量，确定碳排放因子ec，建立一个不同类型车辆在低速行驶和启动驻车状态下的碳排放因子数据库，将车辆类型、牌照号码和牌照颜色建立关联模型；
4、步骤二：获取车辆出入高速公路服务区停车场的总时长t1；监测车辆在停车泊位上的启停状态，计算车辆在停车泊位上的驻车总时长t2和熄火驻车总时长t3，计算车辆在停车泊位上的启动驻车总时长,通过牌照号码或者牌照颜色从关联模型中确定车辆类型，从碳排放因子数据库中选取所述车辆类型对应的启动驻车状态下的碳排放因子；根据启动驻车总时长计算车辆在停车泊位上启动驻车状态下的碳排放总量cp；
5、
6、t2n为第n辆车辆在停车泊位上的驻车总时长，t3n为第n辆车辆在停车泊位上的熄火驻车总时长；ecn为第n辆车辆启动驻车状态下的碳排放因子；
7、通过牌照号码或者牌照颜色从关联模型中确定车辆类型和从碳排放因子数据库中选择所述车辆类型对应的低速行驶状态下的碳排放因子；计算车辆在高速公路服务区停车场的低速行驶状态下的碳排放总量cz；
8、
9、t1n为第n辆车辆出入停车场的总时长，t2n为第n辆车辆在停车泊位上的驻车总时长，ecn为的第n辆低速行驶状态下的碳排放因子；
10、步骤三：通过牌照号码或者牌照颜色从关联模型中确定出入高速公路服务区加油充电区的车辆类型，获取车辆出入高速公路服务区加油充电区的总时长t4；监测车辆在高速公路服务区加油充电区的加油时长t5，根据车辆类型从碳排放因子数据库中选择相应的低速行驶状态下的碳排放因子；根据加油时长来计算车辆出入高速公路服务区加油充电区的碳排放总量cd；
11、
12、t4m为第m辆车辆在高速公路服务区加油充电区的总时长，t5m为第m辆车辆的在高速公路服务区加油充电区的加油时长，ecm为第m辆车辆在低速行驶状态下的碳排放因子；
13、步骤四：获取高速公路服务区内的电动车辆充电耗能信息，计算高速公路服务区内的电动车辆充电耗能碳排放总量cj；
14、步骤五：计算设定时间阶段内的出入高速公路服务区的所有车辆产生的总碳排放量c；
15、c＝cp+cz+cd+cj；
16、其中，c为高速公路服务区车辆总碳排放量。
17、根据公开的技术方案，通过分析高速公路服务区内车辆的运行状态，确定了车辆会产生碳排放的两种运行状态：低速行驶状态和启动驻车状态；根据国家标准排量的车辆类型的能耗数据估算车辆处于低速行驶状态和启动驻车状态下的单位时间内的碳排放量，从而构建了不同类型车辆的碳排放因子数据库，为高速公路服务区内车辆的碳排放监测提供了基础；通过分析高速公路服务区内车辆所处的不同区域下的运行状态，确定了车辆四种碳排放场景：高速公路服务区停车场寻找停车泊位过程中的低速行驶状态下的碳排放场景、高速公路服务区停车场上停车泊位上的启动驻车状态下的碳排放场景、高速公路服务区加油充电区寻求加油站过程中的低速行驶状态下的碳排放场景、以及电动车辆在加油充电区驻车充电的碳排放场景；分别在高速公路服务区内车辆的四种碳排放场景进行碳排放监测和累计，计算出设定时间阶段内同时在四种碳排放场景下所有车辆产生的碳排放量，完成对高速公路服务区内车辆碳排放量的定量评估。
18、进一步的，步骤四：通过高速公路服务区的加油充电区的智慧充电桩可实时监测充电枪的功率及充电时间，充电枪的状态，计算设定时间阶段内的电动车辆充电耗能碳排放总量cj，具体如下：
19、cj＝p×td×ed；
20、其中，cj为充电耗能产生的碳排放量；p为充电功率；td为充电时间；ed单位电能产生的碳排放量。
21、根据公开的技术方案，进一步的限定了计算电动车辆在加油充电区驻车充电的碳排放场景的碳排放的方式，此计算方式简单，精准和成本低。
22、进一步的，所述车辆类型包括汽油车辆类型、柴油车辆类型和电动车辆类型；所述汽油车辆类型的碳排放因子根据国家不同标准排量的汽油车辆在10-15km/h低速行驶状态下和启动驻车状态下的单位时间内的平均能耗来分别核算，所述柴油车辆类型的碳排放因子根据国家不同标准排量的柴油车辆在10-15km/h低速行驶状态下和启动驻车状态下的单位时间内的平均能耗来分别核算，所述电动车辆类型在10-15km/h低速行驶状态下和启动驻车状态下的碳排放因子默认为零。
23、根据公开的技术方案，考虑到车辆在服务站内低速行驶的速度多数情况下会在10-15km/h区间，所以选定不同标准排量的车辆在10-15km/h低速行驶状态下和启动驻车状态下的单位时间内的平均能耗来核算碳排放因子，有利于降低建立碳排放因子数据库的难度，在碳排放因子数据库的构建成本和数据准确性之间取一个平衡点，电动车辆在低速行驶和驻车状态下的能耗并不高，相对于为了燃油车辆产生的碳排放量占比非常小，忽略不计，可减少方法过程中的数据处理成本和提高数据处理效率。
24、进一步的，通过红外摄像头拍摄车辆图像来识别车辆排气管的最高温度，若最高温度低于设定的温度，则判定车辆处于熄火驻车状态。根据公开的技术方案，通过红外摄像的方式来识别汽车尾部的温度，确定燃油车辆的排气管的温度来判断是否处于熄火状态，此方式较为简单，成本低。
25、进一步的，通过智慧加油设备监测车辆在高速公路服务区加油充电区的加油时长t5。此技术方案中智慧加油设备能监测到车辆的牌照、加油量、加油时长等信息，准确性高。
26、进一步的，通过汽车电子牌照监测识别设备来获取车辆出入停车场的总时长t1，车辆在停车泊位上的驻车总时长t2和车辆出入高速公路服务区加油充电区的总时长t4。智能的汽车电子牌照监测识别设备都能实现监测牌照号码、颜色以及进出时长，在商业上应用很广，用于停车缴费，为公知技术，本发明不具体展开说明。
27、应用于高速公路服务区的车辆碳排放量监测装置，包括如下模块：
28、碳排放因子数据库和模型构建模块，用于根据不同类型车辆的低速行驶和启动驻车状态下的能耗数据来估算单位时间内的车辆碳排放量，确定碳排放因子ec，建立一个不同类型车辆在低速行驶和启动驻车状态下的碳排放因子数据库，将车辆类型、牌照号码和牌照颜色建立关联模型；
29、第一碳排放计算模块，用于获取车辆牌照号码、牌照颜色、出入停车场的总时长t1、车辆在停车泊位上的启停信息、车辆在停车泊位上的驻车总时长t2和熄火驻车总时长t3，计算车辆在停车泊位上的启动驻车总时长,通过牌照号码或者牌照颜色从关联模型中确定车辆类型，从碳排放因子数据库中选取所述车辆类型对应的启动驻车状态下的碳排放因子；根据启动驻车总时长计算车辆在停车泊位上启动驻车状态下的碳排放总量cp；从碳排放因子数据库中选择所述车辆类型对应的低速行驶状态下的碳排放因子；计算车辆在高速公路服务区停车场的低速行驶状态下的碳排放总量cz，从而获取车辆在停车场产生的碳排放总量；
30、第二碳排放计算模块，用于获取车辆牌照号码、牌照颜色、车辆出入高速公路服务区加油充电区的总时长t4和加油时长t5，通过牌照号码或者牌照颜色从关联模型中确定车辆类型，根据车辆类型从碳排放因子数据库中选择相应的低速行驶状态下的碳排放因子；根据加油时长来计算车辆出入高速公路服务区加油充电区的碳排放总量cd；
31、第三碳排放计算模块，用于获取高速公路服务区内的电动车辆充电耗能信息，计算高速公路服务区内的电动车辆充电耗能碳排放总量cj；
32、第四碳排放计算模块，用于计算设定时间阶段内的出入高速公路服务区的所有车辆产生的总碳排放量c。
33、与现有技术相比，本发明的有益效果是：根据高速公路服务区内车辆的运行状态，针对性的构建了不同类型车辆的碳排放因子数据库，为高速公路服务区内车辆的碳排放监测提供了基础，通过分析高速公路服务区内车辆所处的不同区域下的运行状态，确定了车辆四种碳排放场景，针对高速公路服务区内车辆的四种碳排放场景进行碳排放监测和累计，计算出设定时间阶段内同时在四种碳排放场景下所有车辆产生的碳排放量，相对准确地定量评估了高速公路服务区内车辆碳排放量，为服务区落实“零碳”目标提供数据支持。
技术特征：
1.应用于高速公路服务区的车辆碳排放量监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的应用于高速公路服务区的车辆碳排放量监测方法，其特征在于，步骤四：通过高速公路服务区的加油充电区的智慧充电桩可实时监测充电枪的功率及充电时间，充电枪的状态，计算设定时间阶段内的电动车辆充电耗能碳排放总量cj，具体如下：
3.如权利要求1所述的应用于高速公路服务区的车辆碳排放量监测方法，其特征在于，所述车辆类型包括汽油车辆类型、柴油车辆类型和电动车辆类型；所述汽油车辆类型的碳排放因子根据国家不同标准排量的汽油车辆在10-15km/h低速行驶状态下和启动驻车状态下的单位时间内的平均能耗来分别核算，所述柴油车辆类型的碳排放因子根据国家不同标准排量的柴油车辆在10-15km/h低速行驶状态下和启动驻车状态下的单位时间内的平均能耗来分别核算，所述电动车辆类型在10-15km/h低速行驶状态下和启动驻车状态下的碳排放因子默认为零。
4.如权利要求1所述的应用于高速公路服务区的车辆碳排放量监测方法，其特征在于，所述牌照颜色分别为蓝色、绿色和黄色；蓝色代表汽油车辆类型，绿色代表电动车辆类型，黄色代表柴油车辆类型。
5.如权利要求1所述的应用于高速公路服务区的车辆碳排放量监测方法，其特征在于，通过红外摄像头拍摄车辆图像来识别车辆排气管的最高温度，若最高温度低于设定的温度，则判定车辆处于熄火驻车状态。
6.如权利要求1所述的应用于高速公路服务区的车辆碳排放量监测方法，其特征在于，通过智慧加油设备监测车辆在高速公路服务区加油充电区的加油时长t5。
7.如权利要求1所述的应用于高速公路服务区的车辆碳排放量监测方法，其特征在于，通过汽车电子牌照监测识别设备来获取车辆出入停车场的总时长t1，车辆在停车泊位上的驻车总时长cz2和车辆出入高速公路服务区加油充电区的总时长t4。
8.应用于高速公路服务区的车辆碳排放量监测装置，其特征在于，包括如下模块：
9.电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与该至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器能够执行权利要求1所述应用于高速公路服务区的车辆碳排放量监测方法。
10.存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1所述的应用于高速公路服务区的车辆碳排放量监测方法。
技术总结
本发明公开了一种应用于高速公路服务区的车辆碳排放量监测方法和装置，首先建立一个不同类型车辆在低速行驶和启动驻车状态下的碳排放因子数据库，将车辆类型、牌照号码和牌照颜色建立关联模型；计算车辆在停车泊位上启动驻车状态下的碳排放总量Cp；计算车辆在高速公路服务区停车场的低速行驶状态下的碳排放总量Cz，从而获取车辆在停车场产生的碳排放总量；计算车辆出入高速公路服务区加油充电区的碳排放总量Cd；计算高速公路服务区内的电动车辆充电耗能碳排放总量Cj；计算设定时间阶段内的出入高速公路服务区的所有车辆产生的总碳排放量C，相对准确地定量评估了高速公路服务区内车辆碳排放量，为服务区落实“零碳”目标提供数据支持。
技术研发人员：马治国,龙荣广,王亮,杨华,聂贤辉,赵英爱,杨晓辉,胡泽成,杨泽宇,付奎,罗磊
受保护的技术使用者：中电建路桥集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23