一种船用燃料油含硫量移动监测装置及方法

技术领域

本发明属于船舶领域，具体涉及一种船用燃料油含硫量移动监测装置及方法。

背景技术

船舶排放控制政策规定，进入国内排放控制区应使用硫含量不超过0.5％m/m的燃料油。因此，需要对船用燃料油硫含量进行监测，以保证船舶排放控制政策的实施。目前，已有的成果是基于SO

公开号为CN109901615A的专利公开了一种基于飞行平台的船舶排放检测方法及系统，利用无人机搭载的气体监测传感器实现船舶排放尾气浓度的采集，并计算烟羽中心的排放因子，以判断船舶排放是否合格。但是该专利并没有实现船舶燃料油的实时监测，且船舶排放烟羽的浓度具有明显的扩散性，难以与背景浓度进行分离，故该专利提出的方法难以用于实际船舶排放监测。

公开号为CN109060014A的专利公开了一种船舶废气排放合规性判定与违规船舶识别方法及系统，该专利利用SO

发明内容

本发明的目的在于，提供一种船用燃料油含硫量移动监测装置及方法，对船用燃料油硫含量进行监测。

本发明所采用的技术方案如下：

一种船用燃料油含硫量移动监测装置，包括：

多源传感器移动搭载平台，其上搭载有SO

船舶信息收集机构，用于收集被监测船舶的静态信息和航行动态信息；

地面控制机构，用于操控多源传感器移动搭载平台，并接收多源传感器移动搭载平台的航行数据和多源传感器移动搭载平台采集的数据。

优选地，多源传感器移动搭载平台为无人机，无人机下部设有吊舱，SO

优选地，气象环境信息包括风向、风速、温度、湿度、气压。

优选地，多源传感器移动搭载平台的航行数据包括经度、纬度、高度。

优选地，船舶的静态信息包括船名、船舶呼号、船舶动力设备信息、船舶吨位、船长、船宽、吃水信息、船舶烟囱高度、烟囱半径、烟囱数量；船舶航行动态信息包括航速、航向、船位信息。

优选地，SO

一种利用上述的船用燃料油含硫量移动监测装置实现船用燃料油含硫量移动监测的方法，包括以下步骤：

S1、数据采集：

船舶信息收集机构收集被监测船舶的静态信息和航行动态信息；

先利用SO

至少在有效监测时间内，利用气象环境监测机构采集气象环境信息，利用红外测温机构监测船舶烟囱排放温度，同时采集多源传感器移动搭载平台的航行数据；

S2、基于船舶信息收集机构收集的信息，计算船舶在使用合规燃料油情况下的SO

S3、基于高斯烟团扩散模型，建立移动船舶排放SO

S4、利用实时获取的SO

S5、估算被监测船舶的船用燃料油含硫量E

式中，t

优选地，将SO

优选地，船舶在使用合规燃料油情况下的SO

式中，E为船舶在使用合规燃料油情况下的SO

优选地，步骤S3包括：

S31、对移动船舶排放SO

S32、建立风向坐标系，构建以船舶航行轨迹点为坐标原点、以下风向为x轴，以横风向为y轴的风向坐标系，将多源传感器移动搭载平台的坐标从大地坐标系转换至风向坐标系；

S33、建立移动船舶排放SO

C

式中，C

S34、求解船舶在有效检测时间内航行轨迹范围排放的SO

多源传感器移动搭载平台所处位置(x,y,z)受船舶排放SO

本发明的有益效果为：本发明的船用燃料油含硫量移动监测装置及方法，仅需利用SO

附图说明

图1是本发明实施例的船用燃料油含硫量移动监测方法示意图。

图2是本发明实施例的无人驾驶飞机示意图。

图3是本发明实施例的岸基地面控制系统示意图。

图中：1-无人驾驶飞机，2-吊舱，3-SO

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的说明：

本发明的目的在于提供一种船用燃料油含硫量移动监测装置及方法，该装置和方法操作简单，能仅利用移动监测平台搭载的SO

本发明实施例的船用燃料油含硫量移动监测装置，如图2和图3所示，至少包括：

多源传感器移动搭载机构，用于搭载SO

船舶信息收集机构，用于收集被监测船舶的动态航行信息、静态信息和烟囱排放温度信息。

地面控制机构，用于监控和操纵移动搭载平台，实现多源数据的管理，为地面监控和操纵平台提供太阳能电源。

在本实施例中，多源传感器移动搭载机构至少包括无人驾驶飞机1。无人驾驶飞机1用的型号是KWT-X6L-15；位于无人机下部的吊舱2，用来装载SO

在本实施例中，SO

在本实施例中，微型气象环境信息监测机构至少包括位于吊舱内部的微型气象环境监测仪4，型号是HY-WDS5，气象信息收集机构用来收集周围的气象环境信息，包括风向、风速、温度、湿度、压强。

在本实施例中，船舶信息收集机构至少包括位于地面岸基的船舶自动识别系统8，采用型号为RS35-VHF船用AIS接收机，用于实时收集周围船舶的静态信息和航行动态信息，船舶的静态信息包括船名、船舶呼号、船舶动力设备信息、船舶吨位、船长、船宽、吃水信息、船舶烟囱高度、烟囱半径、烟囱数量；船舶航行的动态信息包括航速、航向、船位信息。船舶自动识别系统8通过手脚支架9设置于地面岸基上。

船舶信息收集机构还用于收集吊舱内部的红外测温仪的测温数据。在本方案中，红外测温仪包括位于吊舱内部的四个方向上的红外测温仪，采用RS30-MAG32HT无线红外测温系统，测温范围为20-500℃，可探测船舶的距离范围为0-4400m，实时测量周围环境温度，并监测船舶烟囱口的排放温度。

在本实施例中，地面控制机构至少包括位于岸基的岸基地面控制系统7，用来控制无人驾驶飞机的航行轨迹及航行状态，用来接收无人驾驶飞机的航行数据，包括无人航行飞机实时的经度、纬度、高度，用来接收位于吊舱内部的SO

本发明还提供一种采用上述船用燃料油硫含量移动监测装置进行船用燃料油硫含量估计方法，包括如下步骤：

S1、采集参数，所述参数包括SO

对于SO

根据获取的SO

S2、基于船舶活动数据，计算船舶在使用合规燃料油情况下的SO

船舶SO

其中，E为船舶在使用合规燃料油情况下的SO

S3、基于高斯烟团扩散模型，建立移动船舶排放SO

S31、对移动船舶排放SO

S32、建立风向坐标系，构建以船舶航行轨迹点为坐标原点、以下风向为x轴，以横风向为y轴的风向坐标系，将无人机的坐标从大地坐标系转换至风向坐标系；

S33、建立移动船舶排放SO

C

其中，C

S34、求解船舶在有效航行轨迹范围排放的大气污染物，在t

无人机所处位置(x,y,z)受船舶排放SO

S4、船舶排放的SO

m

S5、利用计算的假设船舶在使用合规含硫量燃料油情况下，排放的SO

其中，E

本领域的技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。