[发明专利]一种城市路网机动车尾气实时遥感监测基址选取方法

摘要

本发明公开了一种城市路网机动车尾气实时遥感监测基址选取方法，由准备工作层、选址算法层和方案决策层组成。在确定了监测区域并收集了相关信息以后，根据道路的特征进行建模，然后基于此模型寻找城市路网内在的相似性并将其分类，从每类中选取代表道路，根据道路环境进行设备选择，每套方案独立运行。接着对每个分类结果进行评估，选出一个最优方案。本发明原理简单，易于执行，计算量适中且能取得良好的效果。

主权项

一种城市路网机动车尾气实时遥感监测基址选取方法，其特征在于由上往下分为准备工作层，选址算法层以及方案决策层；其中：(1)准备工作层步骤如下：(11)确定监测区域，收集该区域内道路的交通信息；(12)基于步骤(11)中收集到的交通信息对道路进行特征建模并定义距离来表征两条路之间的差异性；特征建模如下所示：首先建立如下的数据矩阵：其中，Y＝{y1，y2，...，yp}表示城市内所有登记在册车辆的集合，其作为道路E＝{e1，e2，...，eq}的特征指标；xij是布尔类型的数值，其取值如下所示：那么就表示某条道路上出现的不同车辆的总数，采用欧氏距离来描述两条道路ei，ej之间的差异性；上式中dij即为ei，ej之间的距离，p为城市内所有登记在册车辆数量；该欧氏距离满足非负性、对称性和三角不等式；(13)根据步骤(12)中定义的道路之间的差异性确定核心道路和分类数，确定多种初始方案；(2)选址算法层步骤如下：(21)在步骤(13)中的多种初始方案中确定k个核心道路；(22)以步骤(21)中所确定的k个核心道路为中心，按照每条道路归类到其最靠近的中心的类别的原则进行分类；数学表示如下：其中，表示第t次分类，d表示距离，k为分类数，为第t次分类中每类道路的重心，重心的计算如下，以的重心为例：其中ni是类中的样品数；(23)分类完毕后重新计算聚点，聚点计算方法是求这个类别里面所有道路的重心；(24)再次按照每条道路归类到其最靠近的中心的类别的原则进行分类，得到新的道路重心，直到最终分类不再变化；(25)从每类中选取代表道路，根据道路环境进行设备选择，设备的选择依据如下原则：如果该道路环境不适合布设横穿式和垂直式机动车尾气检测器，那么就使用车载移动式机动车尾气检测器进行检测，以增加城市路网机动车尾气监测密度； 在允许布设横穿式和垂直式机动车尾气检测器的情况下，如果为单车道，就布设单车道横穿式机动车尾气检测器；如果为多车道且车流量不大，就布设多车道横穿式机动车尾气检测器；如果为多车道且车流量较大，就布设多车道垂直式机动车尾气检测器；(3)方案决策层步骤如下：(31)确定方案性能指标集合；(32)对不同量纲的性能指标进行标准化，对于一系列方案性能指标θ＝{θ1，θ2，...，θa}，对θ进行标准化的方法为，选取一个区间[θL，θH]，该区间能包括90％的情况，则有标准化方法：上式中θi，i＝1，2，…，a为所选取的a个性能指标，θ′i，i＝1，2，…，a表示标准化后的a个性能指标，从而得到θ′；(33)为标准化后性能指标分配权值，求加权和得到方案评分；(34)选取评分最高的作为最终方案。