一种船舶尾气遥测数据嫌疑波峰自动识别方法技术

本发明专利技术公开了一种船舶尾气遥测数据嫌疑波峰自动识别方法，首先对遥测数据进行滤波并差分给出增量判别指标，再结合SO

A method of automatic identification of suspected wave peak of remote measurement data of ship exhaust

【技术实现步骤摘要】
一种船舶尾气遥测数据嫌疑波峰自动识别方法
本专利技术涉及大气环境保护检测
，更具体的说是涉及一种船舶尾气遥测数据嫌疑波峰自动识别方法。
技术介绍
嗅探法能够通过船舶尾气中的SO2、CO2浓度有效推算船舶燃油中的硫含量，可应用于船舶燃油监管中。目前已形成了监测船舶尾气SO2、CO2浓度的船舶尾气遥测仪，通常布置在船舶航行的必经之路上，通过采集过往船舶尾气中的SO2、CO2浓度推算燃油中的硫含量。但是，船舶尾气SO2、CO2浓度遥测数据时间序列数据量大，背景噪声变化复杂且具有随机性，其嫌疑波峰具有显著的非同步性。目前形成了数据采集平台，需要人为对数据进行分析判别和计算，目前尚无船舶尾气SO2、CO2遥测数据嫌疑波峰自动识别算法。因此，提供一种精准的船舶尾气SO2、CO2遥测数据嫌疑波峰自动识别方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种船舶尾气遥测数据嫌疑波峰自动识别方法，用于根据船舶遥测尾气数据自动识别使用超标硫含量燃油的嫌疑船舶，解决了人为识别嫌疑波峰工作量大，识别结果不精准且无量化依据的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种船舶尾气遥测数据嫌疑波峰自动识别方法，包括以下顺序步骤：1)获取监测点位时间T内的SO2及CO2浓度随时间变化的数据CS(tk)和CC(tk)，其中k＝1,2,…,N；tk＝kΔt为时间序列，Δt为采样时间间隔，N＝T/Δt为数据长度；2)确定时间尺度Tp＝PΔt，P为时间尺度所对应的数据长度；对CS(tk)按下列公式进行降噪滤波，得到C'S(tj)，其中j＝1,2,…,N；tj＝jΔt为时间序列，其中，m＝1,2,…,N为离散序列；3)计算SO2增量判别指标DS(tj)，计算公式如下:其中当DS(tj)<0时，取DS(tj)＝0；4)计算CO2、SO2相关性判别指标RCS(tj)，计算公式如下：其中，δjP＝{k∈Z|max(1,j-P/2)≤k≤min(N,j+P/2)}，时刻tk在时刻tj附近的时间邻域；当RCS(tj)<0时，取RCS(tj)＝0；5)计算综合判别指标I(tj)，计算公式如下：6)将综合判别指标I(tj)超过阈值I0且间隔超过Tp的波峰时刻记为嫌疑波峰，标记时刻tqi，其中i＝1,2,…,Q；Q为识别到的嫌疑波峰的数量，qi为第i个嫌疑波峰标记时刻所对应的时间序号。进一步的，数据长度N以及时间尺度所对应的数据长度P均取值为偶数。通过采取以上方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术首先对遥测数据进行滤波并差分给出增量判别指标，再结合SO2、CO2浓度时变相关性给出相关性判别指标，最后综合二者给出综合判别指标，用于判别船舶尾气SO2、CO2浓度遥测数据时程中的嫌疑波峰，解决了人为识别嫌疑波峰工作量大，识别结果不精准且无量化依据的问题，能够自动识别SO2超标排放的嫌疑船舶，为海事监管提供依据和支撑。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本专利技术提供的增量判别指标的时程图；图2附图为本专利技术提供的相关性判别指标的时程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例公开了一种船舶尾气遥测数据嫌疑波峰自动识别方法，包括以下顺序步骤：1)获取监测点位时间T内的SO2及CO2浓度随时间变化的数据CS(tk)和CC(tk)，其中k＝1,2,…,N；tk＝kΔt为时间序列，Δt为采样时间间隔，N＝T/Δt为数据长度；2)确定时间尺度Tp＝PΔt，P为时间尺度所对应的数据长度；对CS(tk)按下列公式进行降噪滤波，得到C'S(tj)，其中j＝1,2,…,N；tj＝jΔt为时间序列，其中，m＝1,2,…,N为离散序列；3)计算SO2增量判别指标DS(tj)，计算公式如下:其中当DS(tj)<0时，取DS(tj)＝0；4)计算CO2、SO2相关性判别指标RCS(tj)，计算公式如下：其中，δjP＝{k∈Z|max(1,j-P/2)≤k≤min(N,j+P/2)}，时刻tk在时刻tj附近的时间邻域；当RCS(tj)<0时，取RCS(tj)＝0；5)计算综合判别指标I(tj)，计算公式如下：6)将综合判别指标I(tj)超过阈值I0且间隔超过Tp的波峰时刻记为嫌疑波峰，标记时刻tqi，其中i＝1,2,…,Q；Q为识别到的嫌疑波峰的数量，qi为第i个嫌疑波峰标记时刻所对应的时间序号。本专利技术首先对遥测数据进行滤波并差分给出增量判别指标，再结合SO2、CO2浓度时变相关性给出相关性判别指标，最后综合二者给出综合判别指标，用于判别船舶尾气SO2、CO2浓度遥测数据时程中的嫌疑波峰，解决了人为识别嫌疑波峰工作量大，识别结果不精准且无量化依据的问题，能够自动识别SO2超标排放的嫌疑船舶，为海事监管提供依据和支撑。具体的，数据长度N以及时间尺度所对应的数据长度P均取值为偶数。应用案例：如图1-2所示，对苏通大桥船舶尾气遥测仪采集的船舶尾气中的SO2、CO2浓度时程进行识别。Δt＝5s，时间尺度Tp＝200s，阈值I0取为0.05。首先通过步骤2)进行滤波，通过步骤3)求解增量判别指标，通过步骤4)求解相关性判别指标，通过步骤5)求解综合判别指标，并根据阈值I0识别出嫌疑波峰的时刻。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本专利技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本专利技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船舶尾气遥测数据嫌疑波峰自动识别方法，其特征在于，包括以下顺序步骤：/n1)获取监测点位时间T内的SO

【技术特征摘要】
1.一种船舶尾气遥测数据嫌疑波峰自动识别方法，其特征在于，包括以下顺序步骤：
1)获取监测点位时间T内的SO2及CO2浓度随时间变化的数据CS(tk)和CC(tk)，其中k＝1,2,…,N；tk＝kΔt为时间序列，Δt为采样时间间隔，N＝T/Δt为数据长度；
2)确定时间尺度Tp＝PΔt，P为时间尺度所对应的数据长度；对CS(tk)按下列公式进行降噪滤波，得到C'S(tj)，其中j＝1,2,…,N；tj＝jΔt为时间序列，



其中，m＝1,2,…,N为离散序列；
3)计算SO2增量判别指标DS(tj)，计算公式如下:



其中当DS(tj)<0时，取DS(tj)＝0；
4)计算CO2、SO...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭士涛，苏宁，胡健波，
申请(专利权)人：交通运输部天津水运工程科学研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12