[發明專利]一種計算人口在不同微環境的活動模式概率密度函數的方法和系統

在審

• 申請號: 202010066449.3
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111241489A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 畢軍;劉苗苗;馬宗偉;周琪
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06F30/20;G06K9/62;G06Q50/26
• 代理公司: 江蘇瑞途律師事務所 32346
• 代理人: 金龍

本發明公開了一種計算人口在不同微環境的活動模式概率密度函數的方法和系統，屬于大氣污染防控技術領域。針對大氣風險健康損益評估多為針對小群體的試點研究的局限，本發明通過融合隨機森林模型和主體行為模型，開發了一種低成本的計算人口處于不同微環境開展不同活動模式的概率密度函數的方法，先通過信息獲取單元先采集行為模式數據，采集后將行為模式數據發送到數據處理單元進行分析處理，獲得個體行為決策規則；分析處理后獲得的個體行為決策規則通過模型仿真單元輸出仿真后的人口空間分布圖，獲得動態人口分布結果。本發明使用方法精度高，解決了模擬大規模群體活動模式的概率分布的技術難題，提高了活動模式模擬的精準度。

技術領域

本發明涉及大氣污染防控技術領域，更具體地說，涉及一種計算人口在不同微環境的活動模式概率密度函數的方法和系統。

背景技術

伴隨著我國經濟的快速發展和城市化進程的持續推進，大氣污染已逐漸發展為我國的一個突出環境問題。國內外流行病學研究結果表明，大氣污染尤其是PM_2.5暴露與一系列急性和慢性健康終端變化存在重要關聯，包括呼吸系統疾病和循環系統疾病的發病和死亡。全球疾病負擔研究結果也表明，2010年PM_2.5是中國第4大致死風險因素，導致了約123萬的超額死亡人數，該數字在2015年略微下降但仍高達111萬人。

暴露評估是大氣污染健康損益評估的重要環節之一。通常而言，人群暴露量一方面取決于客觀存在的環境污染物濃度，另一方面也受到人體對污染物接觸時間和頻率等的影響。當前大部分的健康損益的研究中都直接采用大氣污染物的環境濃度作為暴露水平來匹配，而未將室內環境排放源以及人的行為活動等因素考慮到個體暴露評估的過程中，從而不能表征個體實際的暴露水平。

為糾正此偏差，國內外學者開發了采用便攜式個體采樣器在暴露個體的呼吸區域內連續監測一定時間內個人身體表層接觸環境介質中污染物濃度的方法。但由于個體采樣監測法儀器花費昂貴且需要花費大量時間和人力對被測試者進行培訓，儀器佩戴會對被測試者的日常行為產生不可控的影響甚至侵犯隱私等，其在實際暴露評估中大范圍的應用受到了限制，因而近年來國內外采用該方法進行的個體暴露研究大多是非代表性的試點研究，并不適用于為宏觀層面的健康損益評估研究提供暴露數據。目前，特別需要開發一種科學反映人群在不同微環境下開展不同行為活動模式的新的定量計算方法，以滿足宏觀層面健康損益評估的技術需求。

發明內容

1.要解決的技術問題

針對大氣風險健康損益評估多為針對小群體的試點研究的局限，本發明融合隨機森林算法和主體行為模型，開發一種計算人口在不同微環境的活動模式概率密度函數的方法和系統，本發明使用方法成本低、精度高，可以實現在宏觀層面對公眾群體的健康損益評估提供技術支撐。

2.技術方案

本發明的目的通過以下技術方案實現。

一種計算人口在不同微環境的活動模式概率密度函數的方法，包括以下步驟：

步驟一：獲取目標區域內常住人口的靜態空間分布數據，在目標區域內采用隨機抽樣法開展公眾行為模式的問卷調研，得到公眾行為模式數據；

步驟二：采用隨機森林機器學習分類算法，獲得特定特征的個體在一天內特定時段開始前決定其在下一時段進行特定活動及選擇特定活動場所的概率分布函數；

A_i，t，d＝f(Age_i，Sex_i，Edu_i，Car_i，A_i，t-1，d)；

L_i，t，d＝f(Age_i，Sex_i，Edu_i，Car_i，L_i，t-1，A_i，t，d)；