[發(fā)明專利]一種基于道路交通流量實(shí)時(shí)估算中心城區(qū)PM2.5濃度的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310156337.7
• 申請(qǐng)日: 2013-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN103234883A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒濱;鄭忠;邱永紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N15/06
• 分類號(hào): G01N15/06
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 歐陽迪奇

1.一種基于道路交通流量實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)估算中心城區(qū)PM_2.5濃度的方法，其特征在于，包括以下步驟：?

步驟1：將中心城區(qū)內(nèi)交通道路污染源離散為固定間隔的點(diǎn)污染源；?

步驟2：在整個(gè)中心城區(qū)內(nèi)進(jìn)行地理加權(quán)函數(shù)的構(gòu)建；?

步驟3：依據(jù)步驟1、步驟2的結(jié)果，進(jìn)行中心城區(qū)源特征地理加權(quán)鄰近受體PM_2.5污染暴露相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；?

步驟4：將步驟2獲得的PM_2.5污染暴露相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)值與PM_2.5濃度值進(jìn)行回歸分析，并實(shí)時(shí)估算中心城區(qū)PM_2.5濃度。?

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1中所述的將中心城區(qū)內(nèi)交通道路污染源離散為固定間隔的點(diǎn)污染源，包括以下步驟：?

獲得中心城區(qū)交通道路的交通流量實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)；?

將中心城區(qū)各交通道路離散為固定間隔的道路段，并計(jì)算離散后道路段的長(zhǎng)度、中點(diǎn)坐標(biāo)；?

按照下列公式計(jì)算各道路段的PM_2.5排放量占整個(gè)中心城區(qū)PM_2.5排放量的權(quán)值：?

其中Q_i代表第i條道路段排放量占整個(gè)中心城區(qū)排放量的權(quán)值，F(xiàn)_i代表第i條道路段實(shí)時(shí)監(jiān)控的交通流量，L_i代表第i條道路段的長(zhǎng)度，n代表整個(gè)中心城區(qū)離散后的道路段數(shù)；?

計(jì)算各道路段的PM_2.5排放量：?

E_i=E_total*Q_i

E_i代表第i條道路段的PM_2.5排放量，E_total代表整個(gè)中心城區(qū)的PM_2.5排放量；?

以第i條道路段的中點(diǎn)坐標(biāo)L_i(X,Y)作為代替交通道路污染源的固定間隔點(diǎn)污染源的空間坐標(biāo)和第i條道路段的PM_2.5排放量E_i作為代替交通道路污染源的固定間隔點(diǎn)污染源的PM_2.5排放量，生成固定間隔點(diǎn)污染源圖層,并對(duì)所有生成的點(diǎn)污染源進(jìn)行編號(hào)。?

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2中所述的在整個(gè)中心城區(qū)內(nèi)進(jìn)行地理加權(quán)函數(shù)的構(gòu)建，包括以下步驟：?

構(gòu)建一個(gè)近高斯函數(shù)模型；?

將近高斯函數(shù)模型向右平移一個(gè)帶寬b的距離；?

其中，i表示上述步驟1中將交通道路污染源離散后的點(diǎn)污染源；j表示在研究區(qū)域內(nèi)按照固定間隔生成的點(diǎn)，以這些點(diǎn)作為探測(cè)區(qū)域內(nèi)污染暴露量空間差異的受體，稱作預(yù)設(shè)受體；W_ij表示由點(diǎn)污染源i排放所導(dǎo)致的預(yù)設(shè)受體j的暴露量占點(diǎn)污染源i排放量的權(quán)重；d_ij表示預(yù)設(shè)受體j與點(diǎn)污染源i之間的距離；b是描述權(quán)重與距離之間函數(shù)關(guān)系的非負(fù)衰減函數(shù)，稱為帶寬；?

選擇中心城區(qū)內(nèi)歷史監(jiān)測(cè)點(diǎn)的PM_2.5真實(shí)監(jiān)測(cè)值的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)值和按照該地理加權(quán)函數(shù)模型計(jì)算后監(jiān)測(cè)點(diǎn)的PM_2.5相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)值，來進(jìn)行帶寬b的確定，步驟如下。?

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的帶寬b是以Akaike信息量為準(zhǔn)則來確定帶寬b的大小，選擇使得AIC（Akaike信息量）最小的帶寬為最優(yōu)帶寬，也即是求得使下式值最小的b值：?

其中n中心城區(qū)內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的個(gè)數(shù)；r_t為中心城區(qū)內(nèi)第t個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的PM_2.5真實(shí)監(jiān)測(cè)值的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)值；R_t按照該地理加權(quán)函數(shù)模型計(jì)算后第t個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的PM_2.5估計(jì)值的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)值；tr(s)為矩陣s的跡，也即是矩陣對(duì)角線元素之和；?e_t為第t個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)周圍的點(diǎn)排放源組成的矩陣；同時(shí)式中W_t為第t個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)到周圍的各點(diǎn)排放源的地理加權(quán)函數(shù)組成的矩陣，是帶寬b的函數(shù)。?