[發明專利]基于路段污染相似性的空氣質量監測設備布點選址方法

有效

• 申請號: 202110320263.0
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113222328B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 康宇;陳杰;曹洋;許鎮義;夏秀山;李兵兵
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學先進技術研究院;安徽省生態環境監測中心（安徽省重污染天氣預報預警中心）
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06V10/764;G06V10/80;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 苗娟

1.一種基于路段污染相似性的空氣質量監測設備布點選址方法，其特征在于，包括以下步驟，

構建圖卷積網絡模型，利用城市路網中機動車的行駛軌跡，結合城市道路結構拓撲連通性，獲得城市路網道路的K個尾氣污染類別；

根據道路的尾氣污染類別，計算每個類別中所屬道路的分布信息熵，并標記建設優先級，從而選擇合適的點位；

利用城市路網中機動車的行駛軌跡，結合城市道路結構拓撲連通性，獲得城市路網道路的K個尾氣污染類別具體包括：

S1、獲取城市路網中機動車行駛的軌跡數據，根據其經緯度信息，進行道路匹配；

S2、根據路段的交點分布，即路段起始點，將每條軌跡劃分為一系列子軌跡，同一路段相關的子軌跡組合在一起，形成一組初始簇，表示為IC＝{ic₁，ic₂，...，ic_n}，其中n表示為路段總數，ic_i＝{ic_i1，ic_i2，...，ic_iJ}表示路段i的分車型子軌跡簇構成，其中J表示車型數量，一個路段軌跡簇由各個車型的子軌跡共同組成；

S3、根據排放因子模型，使用本地化排放因子，計算車隊的路段污染排放X＝{ice₁，ice₂，...，ice_N}，其中N表示為路段總數，ice_i＝{ice_i1，ice_i2，...，ice_id}，其中d表示計算的路段排放總時刻數目，其中路段i的t時刻的車隊總排放量為：

其中，Ef_m表示第m種車型的排放因子，desity(ic_im)表示路段i上t時刻時第m種車型的子軌跡數目，len(ic_i)表示路段i的道路長度，J表示車型數量；

所述S3還包括路段轉換，將路段抽象成節點，兩個節點之間的連接表示路網中兩個相應路段的連通性，給定路段連通圖G＝(V₀，ε，W)，其中V₀是N個路段組成的有限頂點集，ε是邊的集合，表示路段間的連通性，W∈R^N×N表示圖G的鄰接權重矩陣，每個頂點v_i∈V₀包含地理位置信息，通過路段連通性計算移動源污染圖的鄰接矩陣，最終的空間加權鄰接矩陣可以記作：

其中，dist_ij表示路段v_i和v_j間地理位置歸一化距離，link(i，j)表示路段v_i和v_j間的路段連通性，如果link(i，j)值為1，則v_i和v_j間是連通的，否則它們是不連通的，θ²＝0.05用來控制鄰接矩陣尺度和稀疏性；

所述S3還包括，城市道路網絡中的尾氣排放X∈R^N×d，輸入端到端的結構聚類框架，最終得到路段的聚類結果，將全路網路段劃分成若干個聚類子簇(X₁，X₂，...，X_K)，其中K表示聚類簇數；

每行x_i∈X代表第i個樣本，即第i個路段，N為路段總數，d為維數，即排放總時刻數目。

2.根據權利要求1所述的基于路段污染相似性的空氣質量監測設備布點選址方法，其特征在于：所述圖卷積網絡模型包括提取污染排放規律的BERT模塊、提取路網結構的GCN模塊，提取外部因素的DNN模塊，及統一排放規律特征提取與路網結構提取的雙重自監督模塊。