[發(fā)明專利]汽車尾氣城市尺度擴(kuò)散預(yù)測方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611145206.9
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106600056A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王鵬;余利仁
• 申請（專利權(quán)）人: 濟(jì)寧市新蘭德環(huán)境技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F17/30;G06F17/50
• 代理公司: 北京思創(chuàng)大成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11614
• 代理人: 張清芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境領(lǐng)域，具體地，涉及一種汽車尾氣城市尺度擴(kuò)散預(yù)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

汽車排放的廢氣主要由一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?HC)和氮氧化合物(NOX)等組成，它們在空氣中積累到一定程度后在太陽光線的作用下，氮氣化合物和碳?xì)浠衔飼鸱磻?yīng)，生成含有二氧化氮(NO₂)和臭氧(O₃)的光化學(xué)煙霧，這兩種物質(zhì)均難溶于水，被吸入人體會長驅(qū)直入到肺部，濃度大時可引起中毒性水腫，進(jìn)入血液可形成變性血紅蛋白，使組織缺氧，對人們健康危害極大。另外，氫氧化合物進(jìn)入大氣后會形成酸雨，危害生態(tài)環(huán)境。隨著汽車數(shù)量不斷增加，世界各國日益重視汽車廢氣的排放問題。

當(dāng)前，交通尾氣是國內(nèi)外許多城市大氣污染的首要來源，其貢獻(xiàn)比例還將隨著清潔能源的推廣和環(huán)境執(zhí)法的到位而不斷提高。世界各國治理污染的發(fā)展趨勢是對各類污染通過模擬、監(jiān)測等手段，分門別類地進(jìn)行深入研究，提出針對性的管控措施，最終達(dá)到有效治理之目的。人們尚無法從現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)中區(qū)分出尾氣排放污染物所占的比例，僅靠數(shù)量有限的監(jiān)測站點，并不能提供城市地區(qū)尾氣污染的足夠信息。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，汽車尾氣擴(kuò)散現(xiàn)象模型可分四類：高斯擴(kuò)散模型、數(shù)值模型、統(tǒng)計或經(jīng)驗?zāi)Ｐ图拔锢砟Ｐ?，使用有限線源概念和求解高斯擴(kuò)散方程的解決方案，仍然是計算、模擬尾氣排放造成的污染擴(kuò)散的主流方法。與求解點源和面源排放相比，現(xiàn)有移動源污染擴(kuò)散數(shù)學(xué)模型和工具都存在著使用條件和適用范圍的限制。適用范圍小，只適用于道路兩側(cè)各150米狹長條帶區(qū)域的所謂‘微尺度區(qū)域’(micro-scale region)。汽車尾氣城市尺度擴(kuò)散預(yù)測及圖形化是一個尚未解決的難題，因此，有必要研發(fā)一種能夠更大范圍預(yù)測汽車尾氣城市尺度擴(kuò)散方法及系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了汽車尾氣城市尺度擴(kuò)散預(yù)測方法及系統(tǒng)，所述方法能夠基于多線源高斯擴(kuò)散模型及所述城市尺度地圖，獲取城市尺度汽車尾氣擴(kuò)散模擬值，基于氣動粗糙系數(shù)數(shù)據(jù)庫調(diào)整城市尺度汽車尾氣擴(kuò)散模擬值，獲取城市尺度汽車尾氣擴(kuò)散預(yù)測數(shù)據(jù)，進(jìn)而準(zhǔn)確的實現(xiàn)了汽車尾氣城市尺度擴(kuò)散預(yù)測，通過繪制城市尺度汽車尾氣擴(kuò)散分布圖更加直觀的體現(xiàn)汽車尾氣城市尺度擴(kuò)散的預(yù)測結(jié)果。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出了一種汽車尾氣城市尺度擴(kuò)散預(yù)測方法，所述方法包括：a)、建立城市尺度地圖；b)、基于多線源高斯擴(kuò)散模型及所述城市尺度地圖，獲取城市尺度汽車尾氣擴(kuò)散模擬值；c)、基于氣動粗糙系數(shù)建立氣動粗糙系數(shù)數(shù)據(jù)庫；d)、基于氣動粗糙系數(shù)數(shù)據(jù)庫調(diào)整所述城市尺度汽車尾氣擴(kuò)散模擬值，獲取城市尺度汽車尾氣擴(kuò)散預(yù)測數(shù)據(jù)；e)、基于城市尺度汽車尾氣擴(kuò)散預(yù)測數(shù)據(jù)，繪制城市尺度汽車尾氣擴(kuò)散分布圖。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種汽車尾氣城市尺度擴(kuò)散預(yù)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：建立城市尺度地圖的單元；基于多線源高斯擴(kuò)散模型及所述城市尺度地圖，獲取城市尺度汽車尾氣擴(kuò)散模擬值的單元；基于氣動粗糙系數(shù)建立氣動粗糙系數(shù)數(shù)據(jù)庫的單元；基于氣動粗糙系數(shù)數(shù)據(jù)庫調(diào)整所述城市尺度汽車尾氣擴(kuò)散模擬值，獲取城市尺度汽車尾氣擴(kuò)散預(yù)測數(shù)據(jù)的單元；基于城市尺度汽車尾氣擴(kuò)散預(yù)測數(shù)據(jù)，繪制城市尺度汽車尾氣城市尺度擴(kuò)散分布圖的單元。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

(1)本發(fā)明能夠基于多線源高斯擴(kuò)散模型及所述城市尺度地圖，獲取城市尺度汽車尾氣擴(kuò)散模擬值。

(2)本發(fā)明通過基于氣動粗糙系數(shù)數(shù)據(jù)庫調(diào)整城市尺度汽車尾氣擴(kuò)散模擬值，獲取城市尺度汽車尾氣擴(kuò)散預(yù)測數(shù)據(jù)，進(jìn)而準(zhǔn)確的實現(xiàn)了汽車尾氣城市尺度擴(kuò)散預(yù)測。

(3)本發(fā)明通過繪制城市尺度汽車尾氣擴(kuò)散分布圖更加直觀的體現(xiàn)汽車尾氣城市尺度擴(kuò)散的預(yù)測結(jié)果。

本發(fā)明的裝置具有其它的特性和優(yōu)點，這些特性和優(yōu)點從并入本文中的附圖和隨后的具體實施方式中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實施方式中進(jìn)行詳細(xì)陳述，這些附圖和具體實施方式共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。

附圖說明

通過結(jié)合附圖對本發(fā)明示例性實施方式進(jìn)行更詳細(xì)的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯，其中，在本發(fā)明示例性實施方式中，相同的參考標(biāo)號通常代表相同部件。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的汽車尾氣城市尺度擴(kuò)散預(yù)測方法的步驟的流程圖。

圖2a-b示出了根據(jù)本發(fā)明的城市尺度地圖的示意圖。

圖3a-b示出了根據(jù)本發(fā)明的城市尺度柵格地圖的示意圖。

圖4a-d示出了根據(jù)本發(fā)明的城市尺度二維汽車尾氣濃度場分布圖。