[发明专利]一种基于PM2.5健康出行的路径规划装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于PM2.5健康出行的路径规划装置及方法，包括车载PM2.5检测设备、信息传输模块和服务器终端三大部分，其中，信息传输模块包括GPS模块和GPRS模块，服务器终端包括路径规划模块，PM2.5检测设备安装于浮动车上，并与信息传输模块相连，信息传输模块与服务器终端相连，用户的移动设备只需借助浏览器便可轻松访问服务器终端内的数据。本发明采用改进型Dijkstra算法，主要以PM2.5综合浓度为阻抗，以总浓度最小为目标，健康路径规划遵循以PM2.5最优路径目标优化函数。

主权项

1.一种基于PM2.5健康出行的路径规划方法，其特征在于具体步骤为：步骤一：确定单路段浮动车样本量统计时间段T_p内，平均PM2.5估计值式中，Pi为第i辆浮动车的PM2.5值；i为浮动车序号；Np为统计时间段内经过路段的浮动车总数；令M为PM2.5浓度值P的对数，即M＝In(P)，对M进行标准化处理，以为标准分布的上α分位点，则单路段上的浮动车数量计算模型为：式中，为上α分位点；σ_p为标准差；ε_p为允许浓度误差值；对Np进行修订得：式中，l为目标路段长度；Tp为统计时间；步骤二：确定路网浮动车样本量浮动车在任意道路上出现的概率Pi为：式中，a为道路等级个数，为常数；Ni为类型i道路总数；ρi为i道路交通流密度；li,j为类型i道路中第j段路段ri,j的长度；浮动车在类型i道路中第j段路段ri,j上出现的概率Pi,j为：修订Pi,j为：P′i,j＝Pi,j(1‑Ps)(1‑Pc)式中，Ps为浮动车停驶率；Pc为浮动车错误率，整个路网下的浮动车数量计算模型为：式中，Nz,i为i型道路所需浮动车数，可利用步骤一求得；Zi为不同类型道路的影响因子，计算方法为：步骤三：根据PM2.5浓度值序列路径规划在起点(x1,y1)、终点(x2,y2)确定后，建立限制搜索的矩形区域：式中，对x，y求偏导，得到x、y的极值xmin、xmax、ymin、ymax，极点坐标(xmax,ymax)、(xmin,ymin)、(xmax,ymin)、(xmin,ymax)四点组成限制搜索的矩形区域；其中，在限制搜索矩形区域内以PM2.5最优为目标遍历网络拓扑节点，获得最优路径，即构建环境最优路径目标优化函数：式中，gij(t)为t时刻从节点i到j的PM2.5浓度值；fi(t)为t时刻从i到终点的最优PM2.5浓度值，N为终点处节点。