的使用年限、不同的飛行員操作習(xí)慣等，均對(duì)飛機(jī)的實(shí)際燃油排放的燃油排放效率有所影響。因此傳統(tǒng)的估算方式無法準(zhǔn)確計(jì)算個(gè)別飛機(jī)的排放量。而根據(jù)本發(fā)明的可追蹤排放遙測(cè)系統(tǒng)能夠方便地對(duì)每個(gè)排放物體的排放進(jìn)行檢測(cè)，而不像現(xiàn)有技術(shù)那樣僅僅是對(duì)某個(gè)類別和/或某個(gè)型號(hào)的排放物體的排放進(jìn)行粗略估計(jì)。而且，根據(jù)本發(fā)明的可追蹤排放遙測(cè)系統(tǒng)和方法還能考慮諸如環(huán)境溫度、風(fēng)速、濕度之類的輔助信息，從而能夠?qū)ε欧盼矬w的排放進(jìn)行更準(zhǔn)確的分析。
[0059]另外，作為以燃油或電力驅(qū)動(dòng)的汽車、輪船等移動(dòng)排放體的上游排放單位，發(fā)電廠、煉油廠等工廠的排放也有統(tǒng)一納入全球整體排放檢測(cè)體系的需求。而現(xiàn)有的技術(shù)手段無法提供全面的此類排放測(cè)量。根據(jù)本發(fā)明的可追蹤排放遙測(cè)系統(tǒng)，可以針對(duì)能源運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)鏈上對(duì)單個(gè)排放物體(例如運(yùn)輸工具以及發(fā)電廠、煉油廠等工廠的煙@)的排放進(jìn)行檢測(cè)，從而能夠?qū)φ麄€(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的真實(shí)排放進(jìn)行更準(zhǔn)確的分析。
[0060]更進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的可追蹤排放遙測(cè)系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)單個(gè)排放物體的排放數(shù)字化。例如，借助于本發(fā)明的可追蹤排放遙測(cè)系統(tǒng)，可建立每個(gè)排放物體的排放檔案，排放檔案比如可包括單個(gè)排放物體以時(shí)間為坐標(biāo)軸的排放歷史，比如以一定時(shí)間(比如，年)為坐標(biāo)軸的目標(biāo)氣體的年排放量、排放物體的排放信用記錄等，但不限于此。這些針對(duì)單個(gè)排放物體的排放的數(shù)字化信息可通過云平臺(tái)而在較大范圍甚至全球范圍內(nèi)進(jìn)行共享，即，即使在商務(wù)系統(tǒng)之間不對(duì)接的情況下也能夠借助于云平臺(tái)而與商務(wù)系統(tǒng)之間的對(duì)接來實(shí)現(xiàn)共享。這將大大有助于對(duì)排放進(jìn)行監(jiān)管，比如可對(duì)單個(gè)排放物體以及不同型號(hào)的排放物體進(jìn)行有針對(duì)性的監(jiān)管和服務(wù)。例如，可對(duì)排放量高或超出標(biāo)準(zhǔn)的排放物體實(shí)施諸如警告、罰款或禁止進(jìn)入特定區(qū)域(例如特定港口、城市等)之類的處罰。還例如，如果屬于某一型號(hào)的船舶的多數(shù)船舶的排放檔案顯示出比較高的二氧化硫排放量，則可表明該型號(hào)的船舶整體上排放二氧化硫比較嚴(yán)重，進(jìn)而可分析其原因，比如是源于該型號(hào)船舶本身的設(shè)計(jì)還是源于其使用了高含硫量的燃油，由此可對(duì)其執(zhí)行有針對(duì)性的監(jiān)管措施。同時(shí)，這些排放物體的數(shù)字化排放信息也可為排放物體的制造商提供有益的參考和指導(dǎo)。
[0061]不僅如此，根據(jù)本發(fā)明的可追蹤排放遙測(cè)系統(tǒng)還能提供區(qū)域性和跨區(qū)域性的綜合排放信息，諸如上述的某區(qū)域的各港口、機(jī)場(chǎng)和/或車站的排放總量、各類型的排放物體以及各港口、機(jī)場(chǎng)和/或車站的排放效益排名等，這些區(qū)域性的綜合排放信息可通過云平臺(tái)而在較大范圍甚至全球范圍內(nèi)進(jìn)行共享，從而幫助監(jiān)管部門制定監(jiān)管策略。
[0062]根據(jù)本發(fā)明的可追蹤排放遙測(cè)系統(tǒng)還能將諸如單個(gè)排放物體的排放的數(shù)字化信息和區(qū)域性的和跨區(qū)域性綜合排放信息之類的信息諸如通過多種應(yīng)用提供給有需要的用戶，比如付費(fèi)用戶，從而滿足多方面的需要，而不僅僅像現(xiàn)有的檢測(cè)系統(tǒng)那樣僅將采集的有限排放信息用于監(jiān)管部門的檢測(cè)報(bào)告。
[0063]另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還很容易領(lǐng)會(huì)到的是，根據(jù)本發(fā)明的可追蹤排放遙測(cè)系統(tǒng)采用了模塊化的設(shè)計(jì)思想，因此易于更新、調(diào)整和應(yīng)用。另外，根據(jù)本發(fā)明的可追蹤排放遙測(cè)系統(tǒng)與算法具有很好的兼容性，用來進(jìn)行分析的算法可以很容易寫入相應(yīng)的模塊中。并且由于諸如原始采集的個(gè)體排放數(shù)據(jù)也可被存儲(chǔ)，在開發(fā)出新的算法時(shí)，可以很方便地調(diào)出存儲(chǔ)的原始個(gè)體排放數(shù)據(jù)，采用新算法來進(jìn)行重新分析，將各個(gè)算法的分析結(jié)果進(jìn)行比較以優(yōu)化算法。
[0064]上述這些優(yōu)點(diǎn)將在下文所描述的本發(fā)明各種實(shí)施例中變得更加顯而易見。
[0065]圖3是根據(jù)圖1或圖2的可追蹤排放遙測(cè)系統(tǒng)100的遙測(cè)單元10的實(shí)施例的示意性框圖。遙測(cè)單元10包括遙測(cè)裝置12和與遙測(cè)裝置12連接的嵌入式模塊14。遙測(cè)裝置12可以是能對(duì)待檢測(cè)對(duì)象(比如，待檢測(cè)排放物體所排放的混合氣體)進(jìn)行檢測(cè)的任何類型的遙測(cè)裝置。在一些實(shí)施例中，遙測(cè)裝置12是傅里葉變換紅外光譜儀。遙測(cè)裝置12還可以是紫外差分吸收光譜分析儀、可調(diào)諧二極管激光吸收光譜儀(Tunable D1deLaser Absorpt1n Spectroscopy, TDLAS)或差分吸收激光雷達(dá)(Differential Absorpt1nLidar, DIAL)。在一些其他實(shí)施例中，遙測(cè)裝置12還可包括可見光或紅外成像設(shè)備。在還有一些實(shí)施例中，遙測(cè)裝置12還結(jié)合和/或集成有煙塵黑度檢測(cè)儀器，例如基于林格曼黑度的黑度檢測(cè)儀，比如林格曼黑度計(jì)、林格曼測(cè)煙望遠(yuǎn)鏡、光電測(cè)煙儀等，從而使得能夠?qū)ε欧盼矬w排放的黑煙進(jìn)行檢測(cè)。
[0066]嵌入式模塊14能夠根據(jù)接收到的控制命令來對(duì)排放物體的排放物的檢測(cè)進(jìn)行操縱，比如在待檢測(cè)的移動(dòng)排放物體駛?cè)刖噙b測(cè)裝置12 —定距離時(shí)或非移動(dòng)排放物體(例如煉油廠、發(fā)電廠的煙囪)例如由于工廠按照規(guī)定安排開始生產(chǎn)而產(chǎn)生排煙時(shí)，啟動(dòng)對(duì)這些目標(biāo)排放物體的排放的檢測(cè)。
[0067]嵌入式模塊14例如可以是微計(jì)算機(jī)、專用集成電路、微處理器或其他系統(tǒng)。嵌入式模塊14可具有人機(jī)交互界面以及在必要時(shí)與其他模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的數(shù)據(jù)接口。嵌入式模塊14還可以是諸如raspberry pi系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理器(Digital SignalProcessor, DSP)系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field Programmable Gate Array, FPGA)系統(tǒng)之類的系統(tǒng)，但不限于此。
[0068]遙測(cè)單元10通常可被安裝在港口碼頭、機(jī)場(chǎng)、車站的泊位、或諸如發(fā)電廠、煉油廠之類的工廠煙囪附近的空地和/或根據(jù)實(shí)際需要的其他地方，當(dāng)船舶、飛機(jī)、車輛和/或待檢測(cè)的排放有害氣體和/或溫室氣體的其他移動(dòng)排放物體行駛進(jìn)入距離遙測(cè)單元10中的遙測(cè)裝置12 —定范圍內(nèi)(比如幾百米乃至上千米)時(shí)或者非移動(dòng)排放物體(例如煉油廠、發(fā)電廠的煙@)例如由于工廠按照規(guī)定安排開始生產(chǎn)而產(chǎn)生排煙時(shí)，遙測(cè)裝置12就可根據(jù)來自本地控制單元30的控制命令，調(diào)用相應(yīng)的指令/指令集，從而通過遙測(cè)技術(shù)來采集與排放物體所排放的混合氣體有關(guān)的個(gè)體排放數(shù)據(jù)。個(gè)體排放數(shù)據(jù)例如可以是排放物體所排放的混合氣體的光譜，但不限于此。在一些實(shí)施例中，個(gè)體排放數(shù)據(jù)是排放物體所排放的混合氣體的干涉光譜。
[0069]在一些實(shí)施例中，嵌入式模塊14還可向本地控制單元30發(fā)送反饋信息。反饋信息可以是狀態(tài)反饋信息，比如遙測(cè)裝置12是正在進(jìn)行檢測(cè)還是處于空閑狀態(tài)。反饋信息還可以是故障反饋信息，例如由于控制命令傳輸錯(cuò)誤導(dǎo)致的無法調(diào)取指定的指令或指令集，本地控制單元30接收到該故障反饋信息后，重新生成新的控制命令，并將所述新的控制命令發(fā)送回遙測(cè)單元10中的嵌入式模塊14以用于對(duì)排放物體的遙測(cè)進(jìn)行操縱。故障反饋信息還可以是指示遙測(cè)單元10內(nèi)的遙測(cè)裝置12發(fā)生故障的信息，但不限于此。反饋信息既可由嵌入式模塊14根據(jù)設(shè)置自動(dòng)發(fā)送，也可由位于遙測(cè)單元10處的現(xiàn)場(chǎng)用戶進(jìn)行發(fā)送，但不限于此。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)遙測(cè)裝置12發(fā)生故障時(shí)，在遙測(cè)單元10處的現(xiàn)場(chǎng)用戶通過嵌入式模塊14將該故障信息發(fā)送給本地控制單元30以安排維修或更換該遙測(cè)裝置12。在一些實(shí)施例中，當(dāng)遙測(cè)裝置12發(fā)生故障時(shí)，嵌入式模塊14按照預(yù)定設(shè)置自動(dòng)將該故障信息發(fā)送給本地控制單元30。在還有一些實(shí)施例中，在同一泊位還設(shè)置有附加的備用遙測(cè)裝置，當(dāng)本地控制單元30接收到其中一個(gè)遙測(cè)裝置的故障信息時(shí)，則生成并發(fā)送控制命令，啟動(dòng)備用遙測(cè)裝置進(jìn)行遙測(cè)。
[0070]遙測(cè)裝置12將所采集的個(gè)體排放數(shù)據(jù)傳送給嵌入式模塊14，嵌入式模塊14然后將所述個(gè)體排放數(shù)據(jù)繼續(xù)傳送給數(shù)據(jù)變換處理器20以供處理。在一些實(shí)施例中，嵌入式模塊14將個(gè)體排放數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)變換處理器20之前，還對(duì)所述個(gè)體排放數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。在一些實(shí)施例中，預(yù)處理是對(duì)個(gè)體排放數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮。數(shù)據(jù)壓縮的格式可以是任何常用的壓縮格式，只要能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無損傳輸即可。在一些實(shí)施例中，采用主成分分析法進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮。
[0071]圖4是根據(jù)圖1或圖2的可追蹤排放遙測(cè)系統(tǒng)100的數(shù)據(jù)變換處理器20的實(shí)施例的示意性框圖?？勺粉櫯欧胚b測(cè)系統(tǒng)100包括譜信號(hào)處理模塊22。譜信號(hào)處理模塊22對(duì)接收到的個(gè)體排放數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以得到第一分析結(jié)果。第一分析結(jié)果是在數(shù)據(jù)變換處理器端產(chǎn)生的結(jié)果，特別地，它是針對(duì)特定排放個(gè)體指定單次排放檢測(cè)任務(wù)內(nèi)的排放行為的數(shù)據(jù)采集分析得到的結(jié)果。在一些實(shí)施例中，譜信號(hào)處理模塊22首先將接收到的個(gè)體排放數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為透射譜/吸收譜，然后根據(jù)比爾朗伯定律，對(duì)已轉(zhuǎn)換為透射譜/吸收譜的光譜曲線進(jìn)行擬合分析，從而得到第一分析結(jié)果。在一些實(shí)施例中，第一分析結(jié)果可包括排放物體排放的混合氣體中的待檢測(cè)目標(biāo)氣體類別和/或每種待檢測(cè)目標(biāo)氣體在排放的混合氣體中的濃度。在一些實(shí)施例中，第一分析結(jié)果還可包括排放物體排煙的黑度特征。
[0072]譜信號(hào)處理模塊22還將得到的第一分析結(jié)果傳送給與之連接的本地控制單元30并存儲(chǔ)在其中。
[0073]圖5是根據(jù)圖1或圖2的可追蹤排放遙測(cè)系統(tǒng)100的數(shù)據(jù)變換處理器20的另一實(shí)施例的示意性框圖。與圖4相比，根據(jù)圖5的數(shù)據(jù)變換處理器20還包括與譜信號(hào)處理模塊22連接的譜信號(hào)緩存模塊24。譜信號(hào)緩存模塊24首先接收來自遙測(cè)單元10的個(gè)體排放數(shù)據(jù)，并對(duì)所述個(gè)體排放數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，使得對(duì)排放物體的排放的遙測(cè)與分析可以不必同步進(jìn)行。譜信號(hào)緩存模塊22還將所述個(gè)體排放數(shù)據(jù)傳送給譜信號(hào)處理模塊22進(jìn)行處理以得到第一分析結(jié)果。在一些實(shí)施例中，譜信號(hào)緩存模塊22還將緩存的個(gè)體排放數(shù)據(jù)傳送至本地控制單元30并存儲(chǔ)在其中。
[0074]圖6是根據(jù)圖1或圖2的可追蹤排放遙測(cè)系統(tǒng)100的數(shù)據(jù)變換處理器20的又一實(shí)施例的示意性框圖。與圖5相比，根據(jù)圖6的數(shù)據(jù)變換處理器20除了包括譜信號(hào)處理模塊22和譜信號(hào)緩存模塊24之外，還包括與譜信號(hào)處理模塊22連接的輔助信息模塊26，從而使得在導(dǎo)出第一分析結(jié)果的過程中可以利用一些輔助信息以提高第一分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。輔助信息比如是現(xiàn)有光譜譜庫、排放物體距遙測(cè)裝置的距離、環(huán)境溫度、風(fēng)速、濕度等，但不限于此。其中光譜譜庫可以是諸如NIST (Nat1nal Institute of Standards andTechnology)譜庫和 / 或 HITRAN (High-resolut1n transmiss1n data base)譜庫之類的譜庫。其可被預(yù)先寫入到輔助信息模塊26中，并且還可通過寫入新的光譜譜庫信息來更新。而諸如環(huán)境溫度、風(fēng)速、濕度等信息可例如通過設(shè)置在遙測(cè)單元10和/或排放物體上的溫度、風(fēng)速、濕度傳感器獲得。這些所獲得的輔助信息可存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)變換處理器20中的輔助信息模塊26中，并且當(dāng)譜信號(hào)處理模塊22進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)能被傳送給譜信號(hào)處理模塊22，使得譜信號(hào)處理模塊22可對(duì)個(gè)體排放數(shù)據(jù)和輔助信息一起進(jìn)行綜合分析以得到第一分析結(jié)果。在一些實(shí)施例中，輔助信息也被傳送并存儲(chǔ)在本地控制單元30中。
[0075]在一個(gè)實(shí)施例中，為了得到第一分析結(jié)果，首先通過遙測(cè)裝置12采集排放物體所排放的混合氣體的光譜，然后去除背景噪聲，將所得到的去除了背景噪聲的光譜轉(zhuǎn)換成透射譜，然后再利用NIST譜庫對(duì)該透射譜進(jìn)行擬合，導(dǎo)出在混合氣體中待檢測(cè)的一氧化碳?xì)怏w的濃度。在另一實(shí)施例中，首先通過遙測(cè)裝置12采集排放物體所排放的混合氣體的光譜，然后去除背景噪聲，將所得到的去除了背景噪聲的光譜轉(zhuǎn)換成吸收譜，然后再利用HITRAN譜庫對(duì)該吸收譜進(jìn)行擬合，導(dǎo)出在混合氣體中待檢測(cè)的一氧化碳?xì)怏w的濃度。在另一實(shí)施例中，首先采集排放物體所排放的混合氣體的光譜，去除背景噪聲后，利用現(xiàn)場(chǎng)采集的背景溫度和氣體溫度包絡(luò)線得到吸收光譜，再進(jìn)行擬合計(jì)算得到氣體濃度。在又一實(shí)施例中，首先采集排放物體所排放的混合氣體的光譜，去除背景噪聲后，轉(zhuǎn)換成吸收譜，通過擬合(比如利用比爾朗伯定律或通過譜庫擬合)得到氣體濃度后，再利用現(xiàn)場(chǎng)采集的風(fēng)速，通過擴(kuò)散模型方法計(jì)算氣體排放源的排放速率，從而得出氣體濃度。本領(lǐng)域技術(shù)人員要理解的是，可以采用本領(lǐng)域公知的方法和/或未來開發(fā)出來的方法將通過遙測(cè)所采集到的光譜轉(zhuǎn)換成吸收譜或透射譜。本領(lǐng)域技術(shù)人員還要理解的是，這些實(shí)施例只是出于例示的目的示出了如何利用個(gè)體排放數(shù)據(jù)和輔助信息相結(jié)合地導(dǎo)出第一分析結(jié)果的方法步驟，但導(dǎo)出第一分析結(jié)果的方法步驟并不限于此，而是包括能夠通過對(duì)所采集的個(gè)體排放數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的其他可能的方法步驟，而且可檢測(cè)的氣體也決不限于一氧化碳，而是可包括其他待檢測(cè)的目標(biāo)氣體，諸如二氧化硫這樣的有害氣體和二氧化碳這樣的溫室氣體。本領(lǐng)域技術(shù)人員還要理解的是，在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理器20可僅包括譜信號(hào)處理模塊22和輔助信息模塊26，而不包括譜信號(hào)緩存模塊24。
[0076]圖7是根據(jù)圖1或圖2的可追蹤排放遙測(cè)系統(tǒng)100的本地控制單元30的實(shí)施例的示意性框圖。本地控制單元30包括調(diào)度模塊32和與調(diào)度模塊32連接的控制模塊34、以及本地存儲(chǔ)模塊36和與本地存儲(chǔ)模塊36通信連接的排放衍生服務(wù)模塊38。
[0077]在操作過程中，調(diào)度模塊32首先從本地資源信息系統(tǒng)獲取本地資源信息。如前所述的那樣，本地資源信息系統(tǒng)例如可以是本地的碼頭、機(jī)場(chǎng)、車站或發(fā)電廠、煉油廠等工廠的信息系統(tǒng)，本地資源信息例如可以是諸如船舶、飛機(jī)或、車輛或之類的移動(dòng)排放物體到達(dá)和/或離開港口碼頭、機(jī)場(chǎng)或車站的某個(gè)泊位的時(shí)間表以及所述移動(dòng)排放物體的型號(hào)、載重、高度等信息或非移動(dòng)排放物體如工廠煙@的排放時(shí)間、相關(guān)的生產(chǎn)車間生產(chǎn)計(jì)劃等信息，但并不限于此。然后調(diào)度模塊32將獲取的本地資源信息傳送給控制模塊34，控制模塊34根據(jù)這些本地資源信息生成控制命令，控制命令例如指示檢測(cè)過程需要執(zhí)行什么指令或指令集(即多個(gè)指令的集合)以及其執(zhí)行次序和時(shí)間，比如規(guī)定什么時(shí)候以及針對(duì)哪一個(gè)排放物體啟動(dòng)遙測(cè)、遙測(cè)的目標(biāo)氣體、遙測(cè)裝置視場(chǎng)調(diào)整等?？刂颇K34然后將所生成的控制命令傳送給遙測(cè)單元10中的嵌入式模塊14。