[發明專利]一種基于交通運行狀態的路網細顆粒物研究方法

在審

• 申請號: 202110942558.1
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113642241A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 于濱;劉忠山;張力;崔少華;薛勇杰
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06K9/62;G08G1/01;G06F119/02
• 代理公司: 合肥云道爾知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34230
• 代理人: 司楠

1.一種基于交通運行狀態的路網細顆粒物研究方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：基于細顆粒物區域傳輸識別算法建立城市細顆粒物傳輸識別模型，從時間和空間兩個維度對細顆粒物區域傳輸進行識別；

步驟2：根據道路車輛實際運行狀態對城市路網中的道路進行類型劃分，采用基于車輛運行參數的自適應密度聚類算法，得到更為符合實際行駛狀態的城市路網分類；

步驟3：使用車輛軌跡數據建立比功率排放模型，構建基于比功率分布圖譜的細顆粒物排放因子計算方法；

步驟4：建立數據驅動的路網交通運行狀態提取方法，通過對歷史交通運行狀態的特征提取并作為到路網時空排放模型的輸入，從而得到考慮交通運行狀態的路網時空排放。

2.根據權利要求1所述的基于交通運行狀態的路網細顆粒物研究方法，其特征在于：所述步驟1中，通過建立監測帶閾值矩陣來識別區域輸入細顆粒物的輸入監測點以及后續傳播方向信息，結合歷史數據構建細顆粒物區域傳輸數據庫，通過歷史數據挖掘和實時數據的輸入，城市細顆粒物傳輸識別模型實現對細顆粒物區域傳輸提早發現、實時監測效果；具體步驟為：

通過單監測點時間數據的細顆粒物濃度識別算法得到單個監測點的區域細顆粒物輸入的時間和濃度信息，將多個監測點數據進行關聯，建立起監測帶細顆粒物閾值矩陣，可以從空間上判斷區域輸入顆粒物的輸入監測點及飄移方向；監測帶細顆粒物閾值矩陣存儲不同時段的閾值歷史數據，并結合將識別區上的全部監測點的實時數據接入進行監測帶細顆粒物閾值矩陣對區域細顆粒物輸入的進行實時判別，同時對監測帶細顆粒物閾值矩陣自我迭代更新；

通過外、內兩層監測帶上監測點E_n和I_n，使用表示外層監測帶上監測點E_n在月份m時刻t的基準濃度向量、表示內層監測帶上監測點I_n在月份m時刻t的基準濃度向量；其中E_n和I_n分別表示外層監測帶的第n個點及內層監測帶的第n個點；通過和建立起區域細顆粒物傳輸識別區監測點上限濃度向量；即使同一時刻t內、外層監測上各監測點之間由于所處位置的不同，各監測點之間的基準濃度和上限濃度可能存在一定的差異；設內層監測帶上監測點為I_a，在月份m時刻t監測點I_a的基準濃度為上限濃度為下限濃度為同一時刻，內層監測帶上監測點I_b的基準濃度為上限濃度為下限濃度為而外層監測帶上監測點E_c的基準濃度為上限濃度為下限濃度為則該時刻，內層監測點I_a與I_b間的濃度差異閾值的上限為，見式(1)：

同理，內層監測點I_a與I_b間的濃度差異閾值的下限為，見式(2)：

用表示識別區內外層監測帶不同監測點間細顆粒物上限閾值矩陣在在月份m時刻t的矩陣數值，見式(3)：

同理，用表示內外層監測帶不同監測點間細顆粒物下限閾值矩陣在在月份m時刻t的矩陣數值；當存在細顆粒物區域傳輸情況發生的時候，通過單監測點細顆粒物濃度識別算法可以得到每個監測點濃度峰值時刻、到達和離開時刻；當監測點的細顆粒物濃度變化的數值超過了監測帶閾值矩陣在月份m時刻t的矩陣數值，該監測點就有區域細顆粒物輸入的現象存在；由于在不同區域傳輸方向下，各監測點距離傳輸路徑的距離遠近導致對不同監測點細顆粒物的濃度影響的大小可能并不一致，通過對比不同監測點區域傳輸開始時刻和結束時刻的先后，判斷一次區域細顆粒物傳輸率先抵達的監測點和傳輸方向。