一种机场客运航空器碳排放时空均衡性的分析方法与流程

1.本发明属于民航运输领域，具体涉及一种机场客运航空器碳排放时空均衡性分析方法。


背景技术：

2.民航运输业务量的不断增长对民航碳排放的管理和控制提出了更高的要求。随着区域一体化发展进程稳步推进，区域机场一体化发展是大势所趋，由于空间位置差异、经济社会发展、机场发展阶段等不同，区域机场客运航空器碳排放也会呈现出不均衡的现象，构造合适的指标以描绘区域机场客运航空器碳排放发展的不均衡现状，能够推动碳减排政策制定与决策实施，实现多机场碳排放管理的合理统筹。


技术实现要素：

3.发明目的：本发明要解决的技术问题是提供一种机场客运航空器碳排放时空均衡性的分析方法，解决了现有机场航空碳排放时空特征分析方法中缺乏时空均衡性分析指标与方法的不足，考虑了机场客运航空器碳排放量和客均碳排放强度指标，计算了研究期内每年的目标区域机场几何中心和机场客运航空器碳排放量和客均碳排放强度的重心，在此基础上计算出逐年偏差距离和偏差方向、整体偏差距离和整体偏差方向，可对目标区域机场客运航空器碳排放的逐年时空均衡性和整体时空均衡性进行评估，可为区域机场碳排放管理与控制政策制定提供参考。
4.技术方案：本发明所述的一种机场客运航空器碳排放时空均衡性的分析方法，包括以下步骤：
5.确定目标区域内各机场客运航空器碳排放量和客均碳排放强度；
6.根据所述目标区域各机场的地理位置确定目标区域机场的几何中心；
7.根据客运航空器碳排放量和客均碳排放强度确定每年的客运航空器碳排放量和客均碳排放强度的重心；
8.确定目标区域机场的几何中心的经度偏差值、纬度偏差值、偏差距离和偏差方向；
9.根据所述经度偏差值、纬度偏差值和偏差距离确定整体偏差方向和整体偏差距离；
10.根据所述整体偏差距离和整体偏差方向分别对客运航空器碳排放量和客均碳排放强度进行时空均衡性比较与分析，其中，时空均衡性的大小由整体偏差距离表征，整体偏差距离越大则时空均衡性越差，整体偏差方向仅指示不均衡的方向，不指示时空均衡性大小。
11.进一步的，机场客运航空器碳排放量和客均碳排放强度的重心和目标区域机场几何中心的计算方法为：
12.几何中心经度
13.几何中心纬度
14.重心经度
15.重心纬度
16.其中，和分别表示第i年目标区域机场几何中心的经度和纬度，n
i
为第i年机场个数；x
i
和y
i
分别表示机场客运航空器碳排放量和客均碳排放强度的重心第i年的经度和纬度，m
ij
表示第i年j机场机场客运航空器碳排放量和客均碳排放强度的数值，x
j
和y
j
表示j机场的经度和纬度。
17.进一步的，所述经度偏差、纬度偏差、偏差距离和偏差方向由每年的目标区域机场几何中心的坐标和机场客运航空器碳排放量和客均碳排放强度的重心的坐标计算所得，计算公式为：
18.经度偏差
19.纬度偏差
20.偏差距离
[0021][0022]
当δy
i
＞0时,k＝0；当δy
i
＜0时,k＝1
[0023]
偏差方向当δy
i
＝0，δx
i
＞0时，
[0024]
当δy
i
＝0，δx
i
＜0时，
[0025]
当δy
i
＝0，δx
i
＝0时，α
i
＝0
[0026]
其中，δx
i
和δy
i
分别指第i年机场客运航空器碳排放量和客均碳排放强度的重心与目标区域机场几何中心经度和纬度的偏差值；d
i
为第i年机场客运航空器碳排放量和客均碳排放强度的重心与目标区域机场几何中心的偏差距离，r为距离常数，取111.111km；α
i
指第i年机场客运航空器碳排放量和客均碳排放强度的重心相对于目标区域机场几何中心的偏差方向。
[0027]
进一步的，所述整体偏差距离和整体偏差方向根据每年的经度偏差和纬度偏差计算所得，计算公式为：
[0028]
整体偏差距离
[0029]
平均经度偏差
[0030]
平均纬度偏差
[0031]
avg
δy
≠0且avg
δx
≠0
[0032]
当avg
δy
＞0时,k＝0,否则k＝1
[0033]
整体偏差方向当avg
δy
＝0,且avg
δx
＞0时,
[0034]
当avg
δy
＝0,且avg
δx
＜0时,
[0035]
当avg
δy
＝0,且avg
δx
＝0时,β＝0
[0036]
其中，t为研究期总年数，d为指标(机场客运航空器碳排放量和客均碳排放强度) 重心与目标区域机场几何中心的整体偏差距离，β为指标(机场客运航空器碳排放量和客均碳排放强度)重心与目标区域机场几何中心的整体偏差方向。avg
δx
和avg
δy
为指标 (机场客运航空器碳排放量和客均碳排放强度)重心与目标区域机场几何中心的平均经度偏差和平均纬度偏差。
[0037]
本发明所述的机场客运航空器碳排放时空均衡性分析方法，是以目标区域所有机场每年的客运航空器碳排放重心、客均碳排放重心和目标区域机场几何中心为研究对象，探索指标(机场客运航空器碳排放量和客均碳排放强度)重心与目标区域机场几何中心的经度偏差、纬度偏差、偏差距离和偏差方向，进而从碳排放量和客均碳排放强度两个维度分析碳排放时空均衡性的方法。
[0038]
本发明具有如下有益效果：
[0039]
(1)以目标区域机场客运航空器碳排放的重心、客均排放强度重心与目标区域机场几何中心为研究对象，从碳排放量和客均碳排放强度维度刻画了目标区域机场客运航空器碳排放时空均衡性，克服了以往机场碳排放时空特征分析中缺乏时空均衡性量化分析指标的不足，丰富了时空特征分析的内容；
[0040]
(2)通过使用经度偏差、纬度偏差、偏差距离以及偏差方向，量化了目标区域机场客运航空器碳排放时空均衡性，使时空特征分析结果丰富、清晰；
[0041]
(3)该时空均衡性分析方法的理论基础可靠并且计算简单。
附图说明
[0042]
图1是本发明一实施例提供的一种机场客运航空器碳排放时空均衡性的分析方法的流程图；
[0043]
图2是碳排放量和客均碳排放强度重心与目标区域机场几何中心偏差距离图。
具体实施方式
[0044]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0045]
本实施例提供一种机场客运航空器碳排放时空均衡性的分析方法，参照图1，具体包括下列步骤：
[0046]
步骤(1)确定碳排放评价指标：所述碳排放评价指标为目标区域内各机场客运航空器碳排放量和客均碳排放强度。
[0047]
步骤(2)，计算机场客运航空器碳排放量和客均碳排放强度的重心和目标区域机场几何中心，具体包括以下步骤：
[0048]
步骤(a)，确定机场客运航空器碳排放量和客均碳排放强度的重心经纬度。计算公式为：
[0049]
重心经度
[0050]
重心纬度
[0051]
步骤(b)，确定目标区域机场几何中心经纬度，计算公式为：
[0052]
几何中心经度
[0053]
几何中心纬度
[0054]
步骤(3)，计算经度偏差、纬度偏差、偏差距离和偏差方向。
[0055]
步骤(a)，确定经度偏差和纬度偏差。根据步骤(2)得到的机场客运航空器碳排放量和客均碳排放强度的重心和目标区域机场几何中心计算两者坐标的经纬度偏差。计算方法为：
[0056]
经度偏差
[0057]
纬度偏差
[0058]
步骤(b)，计算偏差距离。根据步骤(a)得到的经度偏差和纬度偏差计算第i 年的指标(机场客运航空器碳排放量和客均碳排放强度)偏差距离,计算方法为：
[0059]
偏差距离
[0060]
步骤(c)，计算偏差方向。根据步骤(a)得到的经度偏差和纬度偏差计算第i 年的机场客运航空器碳排放量和客均碳排放强度的偏差方向，计算方法为。
[0061]
δx
i
≠0,δy
i
≠0
[0062]
当δy
i
＞0时,k＝0；当δy
i
＜0时,k＝1
[0063]
偏差方向当δy
i
＝0，δx
i
＞0时，
[0064]
当δy
i
＝0，δx
i
＜0时，
[0065]
当δy
i
＝0，δx
i
＝0时，α
i
＝0
[0066]
步骤(4)，根据上述步骤所得的所有年份的经度偏差和纬度偏差，计算整体偏差距离和整体偏差方向。
[0067]
步骤(a)，确定平均经度偏差和平均纬度偏差。根据步骤(3)得到的所有年份的经
度和纬度偏差，计算得到平均经度偏差和平均纬度偏差。计算方法为：
[0068]
平均经度偏差
[0069]
平均纬度偏差
[0070]
步骤(b)，计算整体偏差距离。根据步骤(3)得到的所有年份的经度和纬度偏差计算整体偏差距离，计算方法为：
[0071]
整体偏差距离
[0072]
步骤(c)，计算整体偏差方向。根据步骤(a)得到的平均经度偏差和平均纬度偏差计算整体偏差方向，计算方法为：
[0073]
avg
δy
≠0且avg
δx
≠0
[0074]
当avg
δy
＞0时,k＝0,否则k＝1
[0075]
整体偏差方向当avg
δy
＝0,且avg
δx
＞0时,
[0076]
当avg
δy
＝0,且avg
δx
＜0时,
[0077]
当avg
δy
＝0,且avg
δx
＝0时,β＝0
[0078]
具体以长江三角洲区域机场为例，对2007
‑
2016年长江三角洲区域机场进行基于重心偏差的机场客运航空器碳排放时空均衡性分析。首先，确定机场的经纬度坐标，如表1 所示。
[0079]
表1长江三角洲区域机场的经纬度坐标
[0080]
[0081]
其次，计算出2007
‑
2016年长江三角洲区域各机场客运航空器碳排放量和客均碳排放强度的具体数值，再结合各机场的经纬度坐标得到长江三角洲区域各机场每年的客运航空器碳排放重心坐标和客均碳排放强度重心坐标，然后，计算出长江三角洲区域机场几何中心。历年的长江三角洲区域机场客运航空器碳排放重心坐标、客均碳排放强度重心坐标和几何中心坐标结果如表2所示。
[0082]
表2重心坐标和几何中心坐标
[0083][0084]
根据表2计算出逐年经度偏差和纬度偏差，如表3所示。
[0085]
表3重心与几何中心历年经度偏差和纬度偏差
[0086][0087]
根据表3计算出逐年偏差距离和偏差方向(表4)，并绘制碳排放量和客均碳排放强度重心与机场几何中心偏差距离图，同时绘制采用指数拟合的演化趋势线(图2)。通过所述
图表，可以更加直观地识别指标(机场客运航空器碳排放量和客均碳排放强度) 重心和机场几何中心偏差距离和偏差方向演化趋势。
[0088]
表4重心与机场几何中心历年偏差距离和偏差方向
[0089][0090]
基于每年的经度和纬度偏差(表3)、偏差距离(表4)可以计算整体偏差方向(正北方向为0
°
，正东方向为90
°
，正西方向为
‑
90
°
)和整体偏差距离，如表5所示。
[0091]
表5重心坐标与机场几何中心坐标整体偏差值
[0092][0093]
基于计算得到的逐年偏差数据和整体偏差数据，可以发现：(1)客均碳排放强度的时空均衡性高于碳排放量，而客均碳排放强度的整体偏差方向为西偏北方向，碳排放量的整体偏差方向为东偏南方向；(2)虽然研究期内客均碳排放强度和碳排放量的逐年偏差距离和偏差方向演化有所波动，但客均碳排放强度时空均衡性呈上升趋势，碳排放量时空均衡性呈下降趋势，且偏差方向未发生明显变化。
[0094]
另外，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其中，该计算机可读存储介质可存储有程序，该程序执行时包括上述方法实施例中记载的任何机场客运航空器碳排放时空均衡性的分析方法的部分或全部步骤。
[0095]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0096]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体
现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：u盘、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0097]
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器(英文：read
‑
only memory，简称：rom)、随机存取器(英文：random access memory，简称：ram)、磁盘或光盘等。
[0098]
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。