一种道路交通源的排放量计算方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种道路交通源的排放量计算方法及装置，方法包括：根据预先获取的目标区域的实时路况数据及路网数据，获取在各时刻目标区域中各路段的平均车流量；根据预先获取的各路段中各车型的机动车辆所占的比例、各车型的机动车辆排放各种污染物的基准排放因子和在各时刻各基准排放因子的修正系数，获取在各时刻各路段中各种污染物的综合排放因子；根据各综合因子、各路段的道路长度和在各时刻各路段的平均车流量，获取在各时刻各路段中各种污染物的排放量。本发明专利技术一方面实现对道路交通源的排放量进行实时计算，另一方面，考虑到影响机动车辆排放因子的多种因素，使得获取的综合排放因子更精确，从而使得获取的污染物的排放量更精确。

【技术实现步骤摘要】
一种道路交通源的排放量计算方法及装置
本专利技术属于大气污染物排放清单构建
，更具体地，涉及一种道路交通源的排放量计算方法及装置。
技术介绍
道路机动车排放源是重要的大气污染物排放源，北京、天津、上海等15个城市大气PM2.5源解析工作结果显示，本地排放源中移动源对PM2.5浓度的贡献范围为13.5％至52.1％，是PM2.5二次颗粒物的生成、NOx等气态污染物超标及重污染天气形成的主要原因。然而，由于道路机动车属于典型的移动源，其污染物排放的时空特征及排放强度随着交通的实时情况而变化，较难准确进行定量计算。因此，如何准确估算道路机动车污染物排放源的排放量是开展城市道路机动车污染控制的基础和核心工作。为了摸清道路机动车排放现状、排放特征，国内外学者针对机动车排放开展了广泛地研究。如郑君瑜等提出了基于交通流量和路网“标准道路长度”的区域机动车污染物排放空间分配方法。王人洁等利用全国国道和省道交通监测站的年均监测数据，估算了全国中国国道和省道机动车尾气排放特征。Wang等利用COPERT模型分析了1995～2009年北京、上海和广州机动车的排放清单。樊守彬等通过调查北京市的机动车车型构成、车辆行驶工况并利用COPERT模型估算了北京市道路排放特征。然而，现有研究多是以研究区域内的机动车为研究对象，将保有量或年均道路监测数据作为活动水平进行大气污染物排放量的计算，较难反映各路段内机动车排放的时空特征及排放强度随着交通的情况变化的特征。道路实时路况数据是通过车辆定位或道路监测设备获得的时空多维数据，可以实时反映交通路网运行状况的数据，其主要包括道路交通车速、拥挤程度等信息，典型的数据如浮动车数据，交通态势数据等,并可通过高德地图等电子地图的API获取进行研究。道路机动车受交通流向、早晚高峰等影响的运行工况变化较大，其污染物排放的水平也呈现出了较大的不同，如《道路机动车大气污染物排放清单编制技术指南(试行))》中对不同车型不同车速下，规定了不同的机动车排放修正因子。国内外还研究了很多工具和模型研究机动车在不同工况下的排放因子变化，如COPERT模型、MOVES模型、IVE模型、MOBILE模型等。由于实时路况数据中包含了不同路段的实时车速等信息，而车速是影响机动车污染物排放的主要因素之一，低速行驶时(低于30km/h)由于发动机负荷较小，燃烧不稳定，机动车排放因子总体较高；中高速行驶时，发动机燃烧状况得到改善，排放因子总体较低。因此基于实时路况数据对不同路段的道路机动车排放进行计算具有很强的应用潜力。交通流宏观基本图(MFD)是Daganzo等在2008年提出的概念，是用来反映交通流三大参数(流量、速度、密度)之间相关性的方法,在MFD中采用流量、速度、密度并通过简单算术平均进行求解，如下式所示：其中，qu、ku、vu分别为路网平均流量、平均密度、平均速度，N为断面总数，i为断面ID。MFD被广泛地应用于小区的动态划分以及交通密度预测等。如Gayah等利用MFD及浮动车的数据实时预测网络交通密度,发现该方法具有实际数据少，计算简单的特点，并在拥挤情况下预测结果较好。随着环境管理要求及技术的不断提高，计算逐条路段的机动车排放对应用街区模式模拟交通排放对PM2.5及臭氧生成的影响、获取实时道路排放特征具有重要的意义。结合交通实况数据、路网数据以及MFD方法，可以获得逐条路段实时的车辆实时运行速度、车道数、道路等级、道路长度等道路基本信息，并估算出道路实时交通流量，在实时计算道路排放方面具有巨大潜力。
技术实现思路
为克服上述现有道路交通源的排放量计算方法计算精确度低的问题或者至少部分地解决上述问题，本专利技术提供一种道路交通源的排放量计算方法及装置。根据本专利技术的第一方面，提供一种道路交通源的排放量计算方法，包括：根据预先获取的目标区域的实时路况数据及路网数据，获取在各时刻所述目标区域中各路段的平均车流量；根据预先获取的各车型的机动车辆排放各种污染物的基准排放因子、目标区域的各路段中各车型的机动车辆所占的比例和在各时刻各所述基准排放因子的修正系数，获取在各时刻各所述路段中各种污染物的综合排放因子；根据各所述综合因子、各所述路段的道路长度和在各时刻各所述路段的平均车流量，获取在各时刻各所述路段中各种污染物的排放量。根据本专利技术第二方面提供一种道路交通源的排放量计算装置，包括：第一获取模块，用于根据预先获取的目标区域的实时路况数据及路网数据，获取在各时刻所述目标区域中各路段的平均车流量；第二获取模块，用于根据预先获取的、各车型的机动车辆排放各种污染物的基准排放因子和在各时刻各所述基准排放因子的修正系数，获取在各时刻各所述路段中各种污染物的综合排放因子；第三获取模块，用于根据各所述综合因子、各所述路段的道路长度和在各时刻各所述路段的平均车流量，获取在各时刻各所述路段中各种污染物的排放量。本专利技术提供一种道路交通源的排放量计算方法及装置，该方法通过基准排放因子、目标区域的各路段中各车型的机动车辆所占的比例和在各时刻各基准排放因子的修正系数，获取在各时刻各路段中各种污染物的综合排放因子，进而根据各综合因子、各路段的道路长度和在各时刻各路段的平均车流量，获取在各时刻各路段中各种污染物的排放量，一方面实现对道路交通源的排放量进行实时计算，另一方面，考虑到影响机动车辆排放因子的多种因素，使得获取的综合排放因子更精确，从而使得获取的污染物的排放量更精确。附图说明图1为本专利技术实施例提供的道路交通源的排放量计算方法整体流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的道路交通源的排放量计算方法中道路周围住宅类POI与工业类POI的比值以及平均客车流量与平均货车流量的比值之间的关系示意图；图3为本专利技术实施例提供的道路交通源的排放量计算方法中北京市五环逐小时单向车流量示意图；图4为本专利技术实施例提供的道路交通源的排放量计算方法中北京市五环逐小时PM2.5排放量示意图；图5为本专利技术实施例提供的道路交通源的排放量计算装置整体结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的电子设备整体结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。在本专利技术的一个实施例中提供一种道路交通源的排放量计算方法，图1为本专利技术实施例提供的道路交通源的排放量计算方法整体流程示意图，该方法包括：S101，根据预先获取的目标区域的实时路况数据及路网数据，获取在各时刻目标区域中各路段的平均车流量；其中，估算逐条道路的道路交通流量主要选取交通流基本图中的平均速度-平均密度关系模型，该模型反映了平均速度-平均流量、平均流量-平均密度关系模型。常见的平均速度-平均流量关系的模型有线性模型、指数模型、对数模型，其中Underwood指数模型在低、中、高密度时均和实测数据有较好的拟合效果，利用该模型也可获得平均流量-平均速度模型，公式如下：其中，q为平均车流量，单位为pcu/h/lane；v为平均车辆车速，单位为km/h；ρm为车流量最大时对应的密度，也称为最佳密度,单位为pcu/km/lane；vf为车辆间没有相互干扰、不必考虑交通控制、根据驾驶员主观意愿自由选择的行驶速度，单位为km/h。S102，根据预先获取的各车型的机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种道路交通源的排放量计算方法，其特征在于，包括：根据预先获取的目标区域的实时路况数据及路网数据，获取在各时刻所述目标区域中各路段的平均车流量；根据预先获取的各所述路段中各车型的机动车辆所占的比例、各车型的机动车辆排放各种污染物的基准排放因子和在各时刻各所述基准排放因子的修正系数，获取在各时刻各路段中各种污染物的综合排放因子；根据各所述综合因子、各所述路段的道路长度和在各时刻各所述路段的平均车流量，获取在各时刻各所述路段中各种污染物的排放量。

【技术特征摘要】
1.一种道路交通源的排放量计算方法，其特征在于，包括：根据预先获取的目标区域的实时路况数据及路网数据，获取在各时刻所述目标区域中各路段的平均车流量；根据预先获取的各所述路段中各车型的机动车辆所占的比例、各车型的机动车辆排放各种污染物的基准排放因子和在各时刻各所述基准排放因子的修正系数，获取在各时刻各路段中各种污染物的综合排放因子；根据各所述综合因子、各所述路段的道路长度和在各时刻各所述路段的平均车流量，获取在各时刻各所述路段中各种污染物的排放量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预先获取的目标区域的实时路况数据及路网数据，获取在各时刻所述目标区域中各路段的平均车流量的步骤具体包括：根据所述目标区域的实时路况数据及路网数据，获取各路段的自由流速度、最佳密度和通行能力的道路特征参数，以及在各时刻各所述路段的平均车速；根据各所述路段的自由流速度、最佳密度和各时刻各所述路段的平均车速，获取在各时刻各所述路段的平均车流量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过以下公式根据在各所述路段的自由流速度、最佳密度和各时刻各所述路段的平均车速，获取在各时刻各所述路段的平均车流量：其中，q为平均车流量，v为平均车速，ρm为最佳密度，vf为自由流速度。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预先获取的各所述路段中各车型的机动车辆所占的比例、各车型的机动车辆排放各种污染物的基准排放因子和在各时刻各所述基准排放因子的修正系数，获取在各时刻各路段中各种污染物的综合排放因子的步骤之前还包括：根据预先获取的所述目标区域中不同类型的POI数据，获取各所述路段中各车型的机动车辆所占的比例；和/或，基于排放因子修正模型或排放因子修正函数，获取在各时刻各所述基准排放因子的修正系数。5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，通过以下公式根据预先获取的各所述路段中各车型的机动车辆所占的比例、各车型的机动车辆排放各种污染物的基准排放因子和在各时刻各所述基准排放因子的修正系数，获取在各时刻各路段中各种污染物的综合排放因子：其中，i为污染物类型，j为路段编号，t为时刻，k为车型，EFi,j,t为t时刻j路段中i污染物的综合排放因子，EFi,k为k车型的机动车辆排放i污染物的基准排放因子，Pj,k为j路段k车型的机动车辆所占的比例，Ji,j,k,t为在t时刻j路段中k车型的机动车辆排放i污染物的基准排放因子的修正系数，nk为k车型的机动车量的数目。6.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，通过以下公式根据各所述综合因子、各所述路段的道路长度和在各时刻各所述路段的平均车流量，获取在各时刻各所述路段中各种...

【专利技术属性】
技术研发人员：王堃，王晨龙，高超，高佳佳，童亚莉，岳涛，张晓曦，
申请(专利权)人：北京市劳动保护科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11