[發明專利]一種基于低空氣污染暴露風險道路路徑選擇方法

有效

• 申請號: 201410475413.5
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN104217126B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 鄒濱;鄭忠;徐錚
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 歐陽迪奇

1.一種低空氣污染暴露風險的道路路徑選擇方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：基于待搜索區域范圍內各監測站點的空間位置及各空氣污染物小時濃度動態監測數據，結合空間化后的交通道路和揚塵地表的空間分布數據、環境因子數據，構建基于最小二乘準則的高時空分辨率多元線性回歸制圖模型，估算待搜索區域范圍內各空氣污染物小時濃度趨勢面；

步驟2：基于步驟1待搜索區域范圍內空氣污染物小時濃度趨勢面，計算距離監測站點位置最近的交通道路離散點與監測站點各空氣污染物小時濃度之間的相關系數，然后根據得到的相關系數確定道路離散最佳間隔；并按照最佳間隔將道路離散為道路段，結合待修復區范圍內各空氣污染物小時濃度趨勢面提取道路段各空氣污染物小時暴露濃度，以各空氣污染物小時暴露濃度與致死率之間的暴露響應關系計算各空氣污染物暴露風險系數，然后利用空氣污染物暴露風險系數與交通工具在道路段上的行駛時間，計算各道路段空氣污染暴露風險權重，最后通過對各道路段空氣污染暴露風險權重累積求和來得到各條道路空氣污染暴露風險權重；

步驟3：基于步驟2計算得到的各條道路空氣污染暴露風險權重，進行低空氣污染暴露風險道路路徑的選擇；然后根據道路限速數據，計算按照選擇的低空氣污染暴露風險道路路徑行駛，需要花費的時間，并結合低空氣污染暴露風險道路路徑選擇的開始時刻和各監測站點空氣污染物小時濃度更新時刻，判斷在各監測站點空氣污染物小時濃度更新時，人或交通運輸工具能否到達終點，以此確定是否需要對路徑進行重新選擇，從而實現低空氣污染暴露風險道路路徑實時動態選擇；

步驟2中所述的道路離散最佳間隔的確定，包括以下步驟：

步驟1)：由于各監測站點空氣污染物濃度按照小時更新，因此，道路路徑選擇都基于整點時刻；設道路路徑的選擇時刻為T，獲取時刻T對應的整點時刻t；

步驟2)：在t時刻按照固定離散間隔d^t，將待搜索區域范圍內各條道路離散為具有相同長度d的多條道路段，并依據各離散后道路段的中點坐標，生成一系列交通道路離散點；

步驟3)：以各監測站點為圓心，將距離監測站點位置最近的交通道路離散點與其進行匹配，并基于待搜索區域范圍內t時刻空氣污染物小時濃度趨勢面，提取這些匹配后交通道路離散點位置t時刻對應的各空氣污染物濃度，按照以下公式，計算其相關系數：

$R^t=\frac{\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}(Y_i^{j,t}-\stackrel{\‾}{Y_i^t})(C_i^{j,t}-\stackrel{\‾}{C_i^t})}{\sqrt{\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{(Y_i^{j,t}-\stackrel{\‾}{Y_i^t})}^2\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{(C_i^{j,t}-\stackrel{\‾}{C_i^t})}^2}}$

其中，Y_i^j,t表示t時刻監測站點j位置空氣污染物類型i的監測濃度，表示t時刻監測站點位置空氣污染物類型i的監測濃度的平均值，表示歷史t時刻距離監測站點位置最近的交通道路離散點j位置空氣污染物類型i的監測濃度，表示t時刻距離監測站點位置最近的交通道路離散點空氣污染物類型i的監測濃度的平均值，n表示監測站點個數，監測站點個數與距離監測站點位置最近的交通道路離散點個數一致，m表示監測站點監測的空氣污染物種類數，R^t為t時刻相關系數，R^t絕對值越大表示t時刻監測站點各空氣污染物濃度和距離監測站點位置最近的交通道路離散點各空氣污染物的相關性越強，道路離散后的道路離散點代表性越強，道路離散間隔越佳，取值范圍在[-1,1]之間；

步驟4)：在100m-1000m區間范圍內，改變道路離散間隔d^t，并重復上述步驟1)-3)，在t時刻計算獲得的所有相關系數R^t中，選取最大絕對值所對應的離散間隔作為t時刻道路離散的最佳間隔。