电动汽车生命周期评价方法及系统开发
这是一篇关于电动汽车,生命周期评价,系统开发,环境影响评价的论文, 主要内容为汽车的发展在大量消耗地球资源的同时,也造成了大量环境污染。在提倡节能环保的大环境下,电动汽车得到了大力发展。电动汽车虽然可以通过使用电力减轻国内石油紧缺的压力,减少环境污染,但是这仅仅考虑了使用阶段,没有从产品全生命周期的角度分析其对环境的综合影响。由于电动汽车使用的电能是一种二次能源,实际来源于化石燃料的燃烧,而且电动汽车动力电池的生产和报废环节也需要消耗大量能源,排放污染物。因此,需要从全生命周期的角度对电动汽车的生产、使用、报废等各个环节的能源消耗与环境影响进行综合评价。本文通过查阅电动汽车生命周期评价相关文献,了解电动汽车生命周期活动,收集清单数据,构建电动汽车生命周期评价模型,在此基础上利用Java语言中的Spring Boot框架部署和Intelli JIDEA开发工具,设计开发一款电动汽车生命周期评价系统。主要研究内容包括:(1)对生命周期评价的技术框架进行深入研究,结合电动汽车的特点,对研究目标、研究范围等问题进行详细的论述,提出电动汽车生命周期评价模型。(2)清单数据收集,包括对模型各单元过程涉及的输入输出数据进行收集,为后续的系统设计与开发提供数据支持。(3)基于电动汽车生命周期评价系统的实现过程,介绍评价系统的开发环境,对评价系统的需求进行分析,然后根据系统需求对系统进行总体框架设计、流程分析、界面设计、数据库设计并对系统使用的关键技术进行了阐述,最后介绍了评价系统的实现过程。(4)实例应用。(5)对系统结果进行环境影响类型特征化,得到电动汽车全生命周期环境影响潜值。电动汽车生命周期评价系统是以Web服务器为载体,以电动汽车为对象进行生命周期评价的软件,不同的用户可以通过Web浏览器页面进行操作。该软件分为前台操作模块与后台管理模块。前台操作模块包括车辆基础参数输入和数据输入后的数据输出,后台管理模块包括利用My SQL数据库存储清单数据、编译算法,实现前台界面与后台管理的关联。为验证该系统功能实现情况,本文使用该系统以秦PLUS 2021款EV600km旗舰型、荣威i6MAX新能源2021款1.5TPHEV网约旗舰版和朗逸2022款1.5L自动风尚版为例研究其生命周期内能源消耗与气体排放情况。结果表明,该系统可以对电动汽车和传统燃油车生命周期范围内的资源消耗和气体排放进行计算,并且可以大大缩短生命周期评价时间,帮助电动汽车设计者优选出最节能环保的设计方案,促进生命周期评价方法在电动汽车领域的发展。
机电产品全生命周期清单数据库设计及语义分析建模研究
这是一篇关于生命周期评价,数据库,知识表示,语义查询,LCA服务平台的论文, 主要内容为生命周期评价(Life Cycle Assessment,LCA)是目前国内外公认的评价产品和服务对环境影响最有效的方法。LCA方法的一个重要步骤是产品生命周期清单(Life Cycle Inventory,LCI)分析,即构建产品在其整个生命周期中从原材料获取、产品生产、使用直至服役后处置的每一个过程对资源和环境的影响数据。量化数据是科学有效地进行评价的依据,LCI分析是有效实施LCA的基础和关键。首先,本文对LCA分析方法、LCI数据库及LCI分析语义建模技术研究现状及其对应工具软件进行综述。结合目前最新软件开发技术及参考国际上LCA软件,提出一个新的基于B/S网络云服务架构的LCI分析工具软件框架;针对机电产品LCI分析建模特点,提出一个面向机电产品的LCI分析数据模型和关系型的LCI数据库设计;该数据库包含20余张关系数据表,并导入了Ecoinvent通用数据集,使其包含2000多个基本流数据、多个典型机加工过程数据和一些常用的影响评价方法等;开发了基于矩阵线性求解的清单数据计算方法和程序。针对目前产品LCI数据主要以关系型数据库存储、缺乏语义和知识表示问题,本文开展了面向机电产品的LCI分析语义建模研究,通过对LCI数据及分析涉及的概念和关系的深入分析,采用OWL构建了产品LCI数据本体模型,包括流本体、过程本体等多个本体概念的定义,通过知识规则丰富产品LCI知识表示;将产品LCI分析表示为由本体标注的过程、流作为节点,属性作为关系边的LCI分析知识图,实现产品的语义关联,从而为LCI清单分析的语义查询和各种知识处理打下基础,提高LCI分析及数据查询的质量和效率。本文提出的方法和模型基于Java等编程语言和工具编程实现,并以2.5MW风电机组为例,验证了提出的模型和方法的可行性与准确性;分析结果表明本文提出的方法和模型可以初步完成产品LCI语义分析建模;通过测试比较,构建的LCI数据正确、符合要求,支持语义查询。
电动汽车生命周期评价方法及系统开发
这是一篇关于电动汽车,生命周期评价,系统开发,环境影响评价的论文, 主要内容为汽车的发展在大量消耗地球资源的同时,也造成了大量环境污染。在提倡节能环保的大环境下,电动汽车得到了大力发展。电动汽车虽然可以通过使用电力减轻国内石油紧缺的压力,减少环境污染,但是这仅仅考虑了使用阶段,没有从产品全生命周期的角度分析其对环境的综合影响。由于电动汽车使用的电能是一种二次能源,实际来源于化石燃料的燃烧,而且电动汽车动力电池的生产和报废环节也需要消耗大量能源,排放污染物。因此,需要从全生命周期的角度对电动汽车的生产、使用、报废等各个环节的能源消耗与环境影响进行综合评价。本文通过查阅电动汽车生命周期评价相关文献,了解电动汽车生命周期活动,收集清单数据,构建电动汽车生命周期评价模型,在此基础上利用Java语言中的Spring Boot框架部署和Intelli JIDEA开发工具,设计开发一款电动汽车生命周期评价系统。主要研究内容包括:(1)对生命周期评价的技术框架进行深入研究,结合电动汽车的特点,对研究目标、研究范围等问题进行详细的论述,提出电动汽车生命周期评价模型。(2)清单数据收集,包括对模型各单元过程涉及的输入输出数据进行收集,为后续的系统设计与开发提供数据支持。(3)基于电动汽车生命周期评价系统的实现过程,介绍评价系统的开发环境,对评价系统的需求进行分析,然后根据系统需求对系统进行总体框架设计、流程分析、界面设计、数据库设计并对系统使用的关键技术进行了阐述,最后介绍了评价系统的实现过程。(4)实例应用。(5)对系统结果进行环境影响类型特征化,得到电动汽车全生命周期环境影响潜值。电动汽车生命周期评价系统是以Web服务器为载体,以电动汽车为对象进行生命周期评价的软件,不同的用户可以通过Web浏览器页面进行操作。该软件分为前台操作模块与后台管理模块。前台操作模块包括车辆基础参数输入和数据输入后的数据输出,后台管理模块包括利用My SQL数据库存储清单数据、编译算法,实现前台界面与后台管理的关联。为验证该系统功能实现情况,本文使用该系统以秦PLUS 2021款EV600km旗舰型、荣威i6MAX新能源2021款1.5TPHEV网约旗舰版和朗逸2022款1.5L自动风尚版为例研究其生命周期内能源消耗与气体排放情况。结果表明,该系统可以对电动汽车和传统燃油车生命周期范围内的资源消耗和气体排放进行计算,并且可以大大缩短生命周期评价时间,帮助电动汽车设计者优选出最节能环保的设计方案,促进生命周期评价方法在电动汽车领域的发展。
基于WEB的生命周期评价软件设计与研究
这是一篇关于生命周期评价,物质流,单元过程,评价方案,在线建模的论文, 主要内容为由于日益严重的环境和资源消耗等问题,越来越多的国家意识到产品绿色制造和可持续发展的重要性,因此亟需一款操作简单高效、分析结果科学客观的评价软件对产品生命周期过程评价分析,为产品绿色制造和可持续发展提供决策依据,缓解所面临的环境与资源问题。本文首先介绍了课题的背景和意义,阐述了LCA软件开发的必要性,并概述了国内外有关LCA软件的相关学术研究和应用现状,确定了LCA软件的产品定位,即面向政府或者企业,为制定环境保护相关政策法规和选择产品最优生产方案提供科学依据。然后基于LCA评价体系和相关国家标准,介绍了LCA的理论基础,运用统一建模语言(UML)从业务和功能性两个角度对软件进行了详细的需求分析,根据LCA理论基础建立了软件的体系结构框架和功能模块框架,将软件初步划分为计量单位信息管理、物质流信息管理、生产单元信息管理、模型方案信息管理和系统管理五个模块,并通过类图和描述表详细介绍了各模块类之间的关系。软件基于可交互式图形绘制Java Script框架技术(Go JS)设计的在线建模工具,以模型图的形式再现工厂的产品生产流程,进而建立数据与模型之间的映射关系,结合评价算法得到分析报告展示给用户,相对于C/S架构的LCA软件,这款B/S架构软件消除了地域限制,简化软件操作,实现数据实时共享。软件后台采用Spring Boot框架,解决了传统Spring框架配置繁琐的问题,提高了代码的灵活性和可维护性。最后,对软件进行了用例测试,软件基本满足用户需求,并希望尽快建立符合我国国情的LCA数据库,为软件提供更丰富的数据支持,不断完善软件功能。
基于WEB的生命周期评价软件设计与研究
这是一篇关于生命周期评价,物质流,单元过程,评价方案,在线建模的论文, 主要内容为由于日益严重的环境和资源消耗等问题,越来越多的国家意识到产品绿色制造和可持续发展的重要性,因此亟需一款操作简单高效、分析结果科学客观的评价软件对产品生命周期过程评价分析,为产品绿色制造和可持续发展提供决策依据,缓解所面临的环境与资源问题。本文首先介绍了课题的背景和意义,阐述了LCA软件开发的必要性,并概述了国内外有关LCA软件的相关学术研究和应用现状,确定了LCA软件的产品定位,即面向政府或者企业,为制定环境保护相关政策法规和选择产品最优生产方案提供科学依据。然后基于LCA评价体系和相关国家标准,介绍了LCA的理论基础,运用统一建模语言(UML)从业务和功能性两个角度对软件进行了详细的需求分析,根据LCA理论基础建立了软件的体系结构框架和功能模块框架,将软件初步划分为计量单位信息管理、物质流信息管理、生产单元信息管理、模型方案信息管理和系统管理五个模块,并通过类图和描述表详细介绍了各模块类之间的关系。软件基于可交互式图形绘制Java Script框架技术(Go JS)设计的在线建模工具,以模型图的形式再现工厂的产品生产流程,进而建立数据与模型之间的映射关系,结合评价算法得到分析报告展示给用户,相对于C/S架构的LCA软件,这款B/S架构软件消除了地域限制,简化软件操作,实现数据实时共享。软件后台采用Spring Boot框架,解决了传统Spring框架配置繁琐的问题,提高了代码的灵活性和可维护性。最后,对软件进行了用例测试,软件基本满足用户需求,并希望尽快建立符合我国国情的LCA数据库,为软件提供更丰富的数据支持,不断完善软件功能。
装配式住宅全生命周期环境影响评价研究
这是一篇关于装配式住宅,环境影响,生命周期评价,环境政策,系统开发的论文, 主要内容为随着中国城乡规划的不断推进,城镇住宅的发展促进了国民经济的飞速增长,但也带来了严重的环境污染。与传统现浇式住宅相比,装配式住宅具有能耗低、污染少和效率高等优势,是实现住宅产业可持续发展的有效手段。目前我国装配式住宅正处于高速发展阶段,相应的环境污染管理政策不健全,环保措施技术不成熟,装配式住宅环境影响定量评价体系不完善,环境管理工作缺乏科学性依据。因此,有必要对装配式住宅全生命周期环境影响评价进行系统性的研究,为提升装配式住宅环境污染管理水平提供理论依据。在文献调查和理论分析的基础上,明确LCA(Life Cycle Assessment,生命周期评价)的基本框架和方法,建立装配式住宅全生命周期环境影响评价模型。首先,确定包括物化阶段、运营使用阶段和废弃拆除阶段的生命周期评价范围,根据装配式住宅各阶段特点,从能源消耗和污染排放两方面进行清单分析并建立数据库。然后,根据清单分析结果,识别了包括温室效应、酸化等7种环境影响类型,构建装配式住宅环境影响评价指标体系;以2020年为基准年,2025和2030年为目标年,梳理目标年份环境政策,基于目标距离法建立动态指标权重体系,依据过去5年内建筑行业在7种环境类型中的影响比重,对权重体系进行修正。基于Spring Boot框架和Vue.js框架开发LCEI-PH(装配式住宅生命周期环境影响评价)系统,实现了评价过程自动化和评价结果可视化。以某装配式住宅项目为例进行环境影响分析,结果表明:在全生命周期分析中,修正后权重体系下的评价结果比修正前上涨22.91人当量,涨幅为22.04%,物化、运营使用和废弃拆除阶段的环境影响占比分别为19.54%、69.22%及11.24%;在分阶段分析中,三个阶段内环境影响最大的类型分别为固体废弃物排放、水体富营养化污染及固体废弃物排放。在影响分析结果的基础上,对包括预制率、建材运输距离和建材回收利用率三个因素进行敏感性分析,得出不同因素对环境影响评价结果的作用,针对各阶段提出了环境改善措施。
垃圾分类背景下不同垃圾处置模式碳足迹及减排潜能分析——以青岛市为例
这是一篇关于生活垃圾,碳减排,生命周期评价,碳足迹,青岛市的论文, 主要内容为由温室效应导致的气候变化和生态环境问题是21世纪人类面临的严峻挑战。生活垃圾处置单元作为重要的温室气体排放源,降低生活垃圾处置单元温室气体排放对于我国实现双碳目标具有重要意义。传统生活垃圾处理主要以填埋、焚烧处置为主,随着我国逐步开展生活垃圾分类,垃圾产生量、垃圾组成及特性等都会发生变化,此外垃圾收集、运输、末端处理处置过程也会明显区别于传统垃圾处理处置过程,因此,温室气体排放也会存在显著差异。基于此,本研究拟通过IPCC清单模型,在全面掌握青岛市垃圾处置过程温室气体排放规律的基础上,结合青岛市垃圾分类实施情况,基于全生命周期评价的方法,探讨青岛市不同分类情境下的垃圾处置全过程碳足迹,明确垃圾分类对温室气体排放的影响;在此基础上,提出垃圾处理处置过程温室气体的减排措施。相关研究结果将为减少垃圾处置过程温室气体排放量及指导我国垃圾分类具有重要意义。其主要研究结论如下:(1)采用IPCC清单模型,对青岛市2010～2020年城市生活垃圾(MSW)处置单元的GHG排放进行了估算,结果表明GHG排放量(以CO2-eq计)从2010年的131.3万t增长至2016年的223.78万t,2020年排放量下降为95.05万t。2019年前填埋是主要的温室气体排放源,2020年焚烧成为最主要的温室气体排放源,占比为94.84%。(2)青岛市单位GDP温室气体排放量由2010年的24.53 kg CO2-eq/万元下降到2020年的7.58 kg CO2-eq/万元。人均温室气体排放量从2010年的150.65kg CO2-eq/人下降到2020年的94.06kg CO2-eq/人。(3)垃圾处置模式不同,处置全过程净碳排放差异显著,4种模式(模式1为混合收集+填埋,模式2为混合收集+焚烧,模式3为分类收集+厨余垃圾厌氧发酵+其他垃圾焚烧,模式4分类收集+厨余垃圾厌氧发酵+可回收垃圾资源回收+其他垃圾焚烧)的净碳排放量从大到小排列依次为:模式1>模式3>模式2>模式4,理想垃圾分类处理模式其净碳排放量为-226.1 kg CO2-eq/t,相比于传统混合收运模式,可显著减少CO2排放量。(4)净碳排放量与厨余垃圾分类效率呈线性相关,厨余垃圾分类效率每提高20%,净碳排放量增加约13.6kg CO2-eq/t,提高厨余垃圾回收效率并不能降低碳排放。随着垃圾回收效率的提高,碳减排量呈线性增加,可回收垃圾回收效率每提高10%,其净碳排放量下降约28.56 kg CO2-eq/t。适度分离餐厨垃圾、提高可回收垃圾回收效率和降低厨余垃圾厌氧消化沼气泄漏率是目前减少温室气体排放和社会成本的可行策略。
选煤信息管理系统研发与碳排放核算预测的应用研究
这是一篇关于选煤,信息管理系统,碳排放,Hadoop生态圈,生命周期评价,GA遗传算法,BP神经网络的论文, 主要内容为《煤矿智能化建设指南(2021年版)》中明确提出针对选煤智能化的建设目标与总体设计。在选煤智能化与选煤数智化背景下,选煤厂积极探索信息化转型,探索过程中暴露出现有选煤信息系统中选煤数据来源纷杂,数据量井喷式增长,数据集成、处理与可视化能力欠缺等一系列问题。针对上述问题,研究了基于大数据Hadoop生态圈技术的选煤信息管理系统的框架设计与关键技术。确定了包括系统架构、业务模块、数据库、网络拓扑与运行环境等设计方案。关键技术包括采用面向服务的企业服务总线(ESB)和主数据管理系统(MDM)字段映射实现了不同系统中选煤数据集成与互通互联。设计角色设定、样本集拆分、归一化去量纲和皮尔逊相关性分析程序实现选煤数据处理。利用Echarts组件开发智慧大屏看板,实现了选煤数据可视化展示与实时交互。在对选煤信息管理系统研究的基础之上,发现系统中选煤能源、能耗等相关数据处理效率低、数据分析能力弱等问题。而在“碳达峰”、“碳中和”背景下,选煤厂积极践行降碳减排已成为绿色、可持续发展的关键之举。全生命周期、全生产链路的碳排放核算是作为能耗大户的选煤厂降碳减排的基础性、关键性工作。由于洗选加工是煤炭从开采到使用必不可少的工艺环节,选煤厂碳排放在煤炭生产链集群企业整个生命周期碳排放中占据重要地位,因此如何界定选煤厂碳排放源与碳排放边界、解决碳排放因子取值混乱、弥补缺失的核算模型和精准预测未来碳排放量等问题成为选煤厂实现降碳减排的基本支点。在梳理学界关于选煤厂碳排放核算与预测领域研究成果的基础之上,以山西焦煤集团太原选煤厂为研究对象,参考国内外最新的碳排放核算、预测体系与方法,并结合太原选煤厂实际生产工况,确定了该选煤厂的碳排放源、碳排放核算边界、各项碳排放核算因子与影响其碳排放量的关键因素,构建了基于生命周期评价(LCA)的选煤碳排放核算模型和基于遗传算法-神经网络(GA-BP)的选煤碳排放预测模型。本研究通过选煤信息管理系统核算了该选煤厂2012年至2021年十年的全年碳排放量,得出该厂碳排放量整体趋势为稳中有降,年平均碳排放为45255.7 t CO2e。其中,电资源消耗碳排放均占全厂生产碳排放的90%以上。同时,将十年的月度数据分为训练数据和验证数据分别代入基于GA-BP的选煤碳排放预测模型,验证结果表明,该预测模型相对误差均小于3%,平均相对误差为1.28%,充分验证了该预测模型的高度拟合性。将7个影响因素2022年计划值代入基于GA-BP的选煤碳排放预测模型中,得到太原选煤厂2022年碳排放量预测值为38149.5 t CO2e。选煤信息管理系统实现了系统Web端登录、主页、数据管理、报表结算与智慧大屏看板五大功能与系统移动端登陆、主页与应用的三大功能,实现了碳排放活动基础数据的搜集、存储、集成、处理与展示的全生命周期管理,提供了坚实的数据保障。对选煤厂碳排放核算与预测达到了选煤信息管理系统将选煤数据升级为选煤数据资产的目标,最终提高了选煤厂智能化与数智化水平。
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