[发明专利]一种基于支持向量回归的车辆尾气浓度反演方法

说明书

本发明涉及一种基于支持向量回归的车辆尾气浓度反演方法，分为两个阶段。第一个阶段是车辆尾气遥感监测数据与车辆环检数据进行数据融合及预处理阶段。第二个阶段是建立基于支持向量回归(SVR)的车辆尾气浓度反演模型，并对不同环境下车辆尾气排放浓度进行预测与估计。

技术领域

本发明涉及一种基于支持向量回归的车辆尾气浓度反演方法，属于车辆尾气浓度检测与估计和模式识别领域。

背景技术

在2016年底，我国机动车保有量达2.9亿辆，其中有1.94亿辆汽车。而且机动车保有量还在持续快速地增长。城市中，大量的机动车辆排放的尾气污染物会形成光学烟雾，加剧温室效应，造成污染空气，诱发多种呼吸道疾病。为了控制机动车辆的污染物排放，不仅要改进汽车制造工艺，还要提高城市尾气监控技术。而机动车尾气排放造成的空气污染与气象条件(如风速，风向，温度等)及车辆自身信息密切相关。所以研究不同驾驶模式下车辆CO、CO₂等尾气排放浓度的反演预测是很有理论意义与实用价值的。

目前，在车辆尾气浓度反演与检测方面，国内外研究者做了很多工作，提出很多方法。文献[1]-[3]([1]Merkisz J,Pielecha J,Fuc P,et al.The analysis of the PEMSmeasurements of the exhaust emissions from city buses using differentresearch procedures[C]//Vehicle Power and Propulsion Conference(VPPC),2012IEEE.IEEE,2012:903-907.，[2]Kousoulidou M,Fontaras G,Ntziachristos L,etal.Use of portable emissions measurement system(PEMS)for the development andvalidation of passenger car emission factors[J].Atmospheric Environment,2013,64:329-338.，[3]Rubino L,Bonnel P,Hummel R,et al.On-road emissions and fueleconomy of light duty vehicles using PEMS:chase-testing experiment[J].SAEinternational Journal of Fuels and Lubricants,2008,1(2008-01-1824):1454-1468.)提出在待检测车辆上安装车载尾气检测设备(PEMS)，与车辆尾气排放管道相连，使用探针采集尾气污染物，针对不同污染物使用不同的基于物理模型的反演算法进行估计预测，但这种方法不具有普适性，不可能让所有的机动车辆都安装PEMS设备。文献[4](ShanH,Liu H,Zhang L,et al.The control method of Acceleration Simulation Modeemissions detection systems based on Fuzzy proportional-integral-derivativecontrol[C]//Fuzzy Systems and Knowledge Discovery(FSKD),2015 12thInternational Conference on.IEEE,2015:580-584.)提到使用AMS工况法检测尾气排放状况，但AMS工况法只能检测特定车速(25km/h和40km/h)车辆的尾气排放状况，而且不能判断比较加速或减速过程的车辆尾气排放状况。文献[5]([5]Fastaia A J,Cross TA.Vehicle exhaust gas analysis system with gas blockage interlock:U.S.Patent4,160,373[P].1979-7-10.)提出使用NDIR不分光红外分析法检测碳氧化物尾气浓度，这种方法测量范围较大，响应速度较快，但受气象条件影响较大，不稳定。文献[6]([6]FrancoGarcía V.Evaluation and improvement of road vehicle pollutant emissionfactors based on instantaneous emissions data processing[J].2014.)使用发动机测功机测量尾气浓度，准确度较高，但仅限于实验室模拟条件。文献[7]([7]Zhang Y,Stedman D H,Bishop G A,et al.Worldwide on-road vehicle exhaust emissionsstudy by remote sensing[J].Environmental science&technology,1995,29(9):2286-2294.)提出单纯使用遥感监测的方法来检测尾气排放浓度，但结果受环境因素影响较大，尤其是对低污染车辆检测结果不准确。文献[8]([8]国家环境保护总局.GB18285-2005点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法(双怠速法及简易工况法)[S].北京:中国环境科学出版社，2005.)提到使用怠速法和双怠速法检测尾气浓度，但怠速法与双怠速法属于无负荷尾气检测方法，与车辆真实运行状况有较大差距，检测结果不准确，对高污染车辆尾气浓度的检测尤为不准确。