[发明专利]一种基于低空气污染暴露风险道路路径选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境风险评估与交通智能导航领域，特别涉及一种基于低空气污染暴露风险道路路径选择方法。

背景技术

全球性大气污染在世界范围内引起了一系列环境与健康问题，使人类的生存和发展受到严峻的挑战。特别是作为发展中国家的中国，世界上污染最严重的10个城市之中，有近7个位于中国，其空气污染的形势不容乐观；据WHO报道：空气中污染物浓度的增加与居民死亡率的升高密切相关，日均PM₁₀污染浓度每上升10ug/m³，人群总死亡率将上升0.6％，尤其针对敏感人群(例如：慢性支气管炎、肺癌等疾病的患者)空气污染的危害尤其显著；在世界多数国家采取减少污染源排放降低空气质量浓度至WHO规定安全值的措施短期难以奏效的情况下，从保障健康的角度，具有重要的理论意义和实践价值。

日常步行或乘坐交通工具出行吸入空气污染物，是公众空气污染暴露风险来源最主要的途径之一。因此，基于空气污染浓度高时空分辨率制图，优化出行路径，是一种指导公众有效规避空气污染相关健康损害的重要手段之一。

然而目前已经存在的出行路径选择方法中，大多数方法仅考虑道路路径选择的起点与终点之间距离最短、路况最好、时间最少、价格最低、风景最美等因素，或者基于动态道路车流量情况为居民提供实时最优路径；综合考虑以上的因素，降低空气污染暴露健康损害为目的的道路路径选择方法尚未见报道。

因此，利用待搜索区域范围内各监测站点位置空气污染物小时浓度监测数据和交通道路空间分布、扬尘地表空间分布、人口密度、土地利用类型百分比、气温、风速、湿度等辅助数据，以最小二乘法则为基础，构建高时空分辨率多元线性回归制图模型，实时生成与动态更新待搜索区域范围内各空气污染物小时浓度趋势面；其次，按照最佳间隔将道路离散为道路段，结合待修复区范围内各空气污染物小时浓度趋势面，提取与更新道路段各空气污染物暴露浓度，并以其与致死率之间的暴露响应关系作为空气污染暴露风险系数，顾及交通工具在道路段上的行驶时间，计算各道路段空气污染暴露风险权重，并在累积求和的基础上，对各条道路对应的空气污染暴露风险权重进行实时动态估算；最后，基于实时动态估算后各条道路对应的空气污染暴露风险权重，选择具有低空气污染暴露风险道路路径，并结合道路限速数据计算预计行驶时间，以此判断是否需要对该路径选择进行更新，从而能够及时、准确地向公众提供规避空气污染风险的道路路径选择建议。

发明内容

为了能够实现及时、准确地向公众提供规避空气污染风险的交通道路路径选择建议，以制定科学有效的防控措施目的，本发明的技术方案是，一种低空气污染暴露风险的道路路径选择方法，包括以下步骤：

步骤1：基于待搜索区域范围内各监测站点的空间位置及各空气污染物小时浓度动态监测数据，结合空间化后的交通道路和扬尘地表的空间分布数据、环境因子数据，构建基于最小二乘准则的高时空分辨率多元线性回归制图模型，估算待搜索区域范围内各空气污染物小时浓度趋势面；

步骤2：基于步骤1待搜索区域范围内空气污染物小时浓度趋势面，计算距离监测站点位置最近的交通道路离散点与监测站点各空气污染物小时浓度之间的相关系数，然后根据得到的相关系数确定道路离散最佳间隔；并按照最佳间隔将道路离散为道路段，结合待修复区范围内各空气污染物小时浓度趋势面提取道路段各空气污染物小时暴露浓度，以各空气污染物小时暴露浓度与致死率之间的暴露响应关系计算各空气污染物暴露风险系数，然后利用空气污染物暴露风险系数与交通工具在道路段上的行驶时间，计算各道路段空气污染暴露风险权重，最后通过对各道路段空气污染暴露风险权重累积求和来得到各条道路空气污染暴露风险权重；

步骤3：基于步骤2计算得到的各条道路空气污染暴露风险权重，进行低空气污染暴露风险道路路径的选择；然后根据道路限速数据，计算按照选择的低空气污染暴露风险道路路径行驶，需要花费的时间，并结合低空气污染暴露风险道路路径选择的开始时刻和各监测站点空气污染物小时浓度更新时刻，判断在各监测站点空气污染物小时浓度更新时，人或交通运输工具能否到达终点，以此确定是否需要对路径进行重新选择，从而实现低空气污染暴露风险道路路径实时动态选择。

所述的一种低空气污染暴露风险的道路路径选择方法，步骤2中所述的道路离散最佳间隔的确定，包括以下步骤：

步骤1)：由于各监测站点空气污染物浓度按照小时更新，因此，道路路径选择都基于整点时刻；设道路路径的选择时刻为T，获取时刻T对应的整点时刻t；例如：道路路径的选择时刻为T＝16:32，时刻T对应的整点时刻为16点；