[发明专利]一种基于机动车尾气浓度分布预测的遥测设备布点方法

说明书

本发明涉及一种基于机动车尾气浓度分布预测的遥测设备布点方法，首先收集待测区域的相关信息，构建机动车尾气浓度关联图，确定机动车尾气浓度关联图的边的权重，然后计算机动车尾气浓度关联图中未知节点的机动车尾气浓度分布及其不确定度，以及所有未知节点的平均不确定度，并最小化平均不确定度，最后将不确定度最小的未知节点标记为已知节点，更新机动车尾气浓度关联图，得出需要布设遥测设备的基本路段。本发明很好地解决了如何预测任意位置的机动车尾气浓度分布和确定遥测设备的最佳位置以提高预测可靠性等问题，可为监管部门进行机动车尾气浓度分布预测以及部署遥测设备提供有效帮助。

技术领域

本发明涉及一种基于机动车尾气浓度分布预测的遥测设备布点方法，属于环境监测技术领域。

背景领域

根据环境保护部发布的《中国机动车环境管理年报(2017)》，到2016年我国已经连续8年成为世界机动车产销第一大国。机动车尾气是城市空气污染物的主要来源，其排放的一氧化碳和碳氢化合物超过80％，氮氧化物和颗粒物超过90％，此外，机动车尾气排放造成的城市光化学烟雾污染问题日益突出，机动车尾气污染防治的紧迫性日益凸显。机动车尾气遥测设备采取非接触方法检测在路车辆排放的污染物浓度，可以提高机动车尾气污染监督管理的工作效率。机动车尾气遥测设备可以在不妨碍正常交通的情况下较为真实地反映机动车的实际排放状况，并且可以实时监测机动车尾气浓度分布。由于机动车尾气遥测设备成本昂贵，因此需要一些布点选址方法来指导机动车尾气遥测设备的部署。

对于这一问题，申请号为201510214145.6和201611267877.2的发明专利提出了用于检测不同类别车辆和估计道路污染物浓度的遥感监测设备选址方法，申请号为201710449337.4和201710461305.6的发明专利提出了用于识别高排放车辆和截获交通流量的尾气检测设备布点方法。但是对于如何利用机动车尾气遥测设备预测城市机动车尾气浓度分布，以及在已有部分设备点位基础上在何处增加点位这类问题，未见相关研究。

发明内容

本发明技术解决问题：由于我国大多数城市只有少量的空气自动监测站，并且监测站布点不尽合理，覆盖面和代表性不足，难于获得足够的机动车尾气浓度数据，本发明提供一种基于机动车尾气浓度分布预测的遥测设备布点方法，利用少量的机动车尾气遥测设备检测数据预测城市任意位置的机动车尾气浓度分布，并提出如何增加点位的策略。

本发明技术解决方案：一种基于机动车尾气浓度分布预测的遥测设备布点方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：收集欲布设尾气遥测设备区域的信息，所述信息包括交通路网路段、车流量、天气特征信息，以及已经布设的尾气遥测设备获得的设备所处路段的机动车尾气浓度分布信息。

步骤二：根据步骤一获取的所述信息，构建机动车尾气浓度关联图，根据机动车尾气浓度关联图节点之间的相关性确定机动车尾气浓度关联图的边的权重ω_i,j，其中i,j表示机动车尾气浓度关联图中两个相连的节点。

步骤三：计算机动车尾气浓度关联图中未知节点u的机动车尾气浓度分布P_u，计算P_u的不确定度χ_u和所有未知节点的平均不确定度调整ω_i,j使最小，计算调整后χ_u的值。

步骤四：选取步骤三中调整后χ_u最小的未知节点，将最小的未知节点标记为已知节点，加入到已知节点的集合，同时将最小的未知节点从未知节点的集合中剔除，更新机动车尾气浓度关联图。

步骤五：重复步骤三、步骤四直到标记了k个未知节点，即得出需要布设遥测设备的基本路段。

所述步骤二中，机动车尾气浓度关联图的构建方法如下：