基于个体车辆全过程出行行为链的VOCs排放测算方法技术

本发明专利技术针对现有技术的局限性，提出了一种基于个体车辆全过程出行行为链的VOCs排放测算方法，本发明专利技术会运用时空逻辑关系对不完整序列中缺失数据的车辆行为进行判断，对从卡口记录中提取的不完整的、非正常的车辆轨迹数据进行数据清洗，构建出车辆全过程出行行为链，并对车辆各行为状态下的VOCs进行测算；本发明专利技术对VOCs污染物做补充性的排放清单计算，弥补了以往单车尺度上机动车排放计算中未考虑蒸发排放所产生的VOCs的空缺，该计算结果可加强VOCs的来源解析精度；另外，本发明专利技术无需对不完整轨迹进行重构，仅根据相邻记录的不接续时间差即可计算相应的VOCs排放，降低补测算难度。降低补测算难度。降低补测算难度。

【技术实现步骤摘要】
基于个体车辆全过程出行行为链的VOCs排放测算方法


[0001]本专利技术涉及交通环境工程以及智能交通控制
，具体地，涉及一种基于个体车辆全过程出行行为链的VOCs排放测算方法。

技术介绍

[0002]VOCs是重点防控的大气污染物之一，在基本消除重污染天气的治理中发挥着至关重要的作用。相关研究表明，在VOCs众多的排放源中，随着我国汽车保有量的持续增长，我国人为源机动车汽油挥发和机动车尾气排放的VOCs占比较高，汽车污染已成为VOCs排放的重要来源。如深圳市臭氧污染日VOCs排放汽油挥发占比约为26.0％，机动车尾气占比为21.2％。VOCs作为PM2.5与臭氧的共同前体物，其精确量化制约着PM2.5与臭氧的协同控制，影响城市大气污染源实施精细化管理。全面精细的车辆VOCs排放计算方法能够提高车辆全过程的排放量化精度，同时可以实现对车辆VOCs排放过程进行动态追踪，识别道路交通系统中VOCs排放的高贡献车型、高贡献路段以及高贡献时间段，为车辆VOCs排放精准管控提供支撑。
[0003]车辆产生的VOCs污染物主要源于尾气排放和蒸发排放，也就是说VOCs会在车辆行驶时产生尾气排放和蒸发排放，也在车辆驻停时产生蒸发排放，排放源头多、产生过程非常复杂。授权公开日为2019.09.06的中国专利技术申请：一种基于车辆身份检测数据的单辆车排放轨迹计算方法中，基于对电警式卡口过车数据的采集，通过对车辆时空数据的提取及后处理，重构路网上车辆的行驶轨迹以实现对单辆车动态排放轨迹的追踪。然而，现有技术中，大多只计算了车辆在行驶状态下的尾气排放，而忽略了贯穿车辆整个出行全过程的蒸发排放，因此道路交通VOCs排放低估较严重，加大了清单的不确定性。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的局限，本专利技术提出一种基于个体车辆全过程出行行为链的VOCs排放测算方法，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种基于个体车辆全过程出行行为链的VOCs排放测算方法，包括以下步骤：
[0006]S1，访问预设的卡口过车记录数据库，获取目标日期的全路网过车记录；
[0007]S2，对所述全路网过车记录进行降噪处理以及数据清洗，筛选出目标车辆数据；
[0008]S3，根据所述目标车辆数据，判断目标车辆的车辆状态；
[0009]S4，根据所述车辆状态，对目标车辆的VOCs蒸发排放部分进行计算；
[0010]S5，结合所述步骤S4的结果，计算目标车辆的VOCs总排放。
[0011]相较于现有技术，本专利技术会运用时空逻辑关系对不完整序列中缺失数据的车辆行为进行判断，对从卡口记录中提取的不完整的、非正常的车辆轨迹数据进行数据清洗，构建出车辆全过程出行行为链，并对车辆各行为状态下的VOCs进行测算；本专利技术对VOCs污染物做补充性的排放清单计算，弥补了以往单车尺度上机动车排放计算中未考虑蒸发排放所产生的VOCs的空缺，该计算结果可加强VOCs的来源解析精度；另外，本专利技术无需对不完整轨迹
进行重构，仅根据相邻记录的不接续时间差即可计算相应的VOCs排放，降低补测算难度。
[0012]作为一种优选方案，所述步骤S1中，通过提取以下有效字段：路段ID、车牌号、路段长度、车辆驶入路段的起点时间以及车辆驶出路段的终点时间，获取目标日期的全路网过车记录；所述全路网过车记录的内容包括车辆驶入驶出时间、所在路段、车辆在路段上的行程时间以及运行速度。
[0013]进一步的，所述步骤S2中，数据清洗包括以下过程：
[0014]根据预设的速度范围剔除所述全路网过车记录中的速度粗差点；根据车辆驶入路段的起点时间以及车辆驶出路段的终点时间，删除所述全路网过车记录中的数据重叠记录；将相邻记录时间接续但路段不邻接的记录作为所述全路网过车记录中的位置粗差点予以删除。
[0015]进一步的，所述步骤S2中，降噪处理包括以下过程：
[0016]根据所述全路网过车记录行程中的时间数据分布特点，以路段为分组单位，确定统计时窗；使用行程时间异常数据处理方法，对所有统计时窗内的行程时间数据依次以均值和两倍标准差、中位值和三倍平均绝对偏差为条件进行循环过滤，直至所述全路网过车记录行程中的行程时间数据不再发生变化。
[0017]进一步的，所述步骤S3中，包括以下过程：
[0018]遍历所述目标车辆数据，判断相邻时间记录是否接续；
[0019]若相邻时间记录接续，则判断相邻记录的路段ID是否一致；若路段ID一致则继续遍历下一条数据，若路段ID不一致再去判断两条记录的路段是否邻接；若路段邻接，则继续遍历下一条数据，若路段不邻接，则作为错误数据删掉；
[0020]若相邻时间记录不接续，则判断相邻记录的路段ID是否一致。若路段ID一致，则判断目标车辆的车辆状态为驻停状态；若路段ID不一致，则判断两条记录的路段是否邻接；若路段邻接，则判断目标车辆的车辆状态为驻停状态，若路段不邻接，则判断目标车辆的车辆状态为行驶状态。
[0021]更进一步的，所述步骤S4中，包括以下过程：
[0022]根据预设的机动车因燃油燃烧产生的尾气排放因子EF1、机动车行驶过程中的蒸发排放因子EF2以及机动车驻车期间的蒸发排放因子EF3；当判断目标车辆的车辆状态为驻停状态时，只计算目标车辆因驻停产生的VOCs蒸发排放；当判断目标车辆的车辆状态为行驶状态时，计算目标车辆因燃料燃烧产生的VOCs尾气排放以及行驶过程中的VOCs蒸发排放。
[0023]作为一种优选方案，所述步骤S5中，通过以下方式计算目标车辆的VOCs总排放：
[0024]对因燃料燃烧产生的VOCs尾气排放量求和，记为num1；
[0025]对行驶过程中的VOCs蒸发排放量求和，记为num2；
[0026]对因驻停产生的VOCs蒸发排放量求和，记为num3；
[0027]对过车记录下的VOCs尾气排放量求和，记为num4；
[0028]则目标车辆的VOCs蒸发排放合计为：num2+num3；
[0029]目标车辆的尾气燃烧排放量合计为：num1+num4；
[0030]目标车辆的VOCs总排放合计为：num1+num2+num3+num4。
[0031]本专利技术还包括以下内容：
[0032]一种基于个体车辆全过程出行行为链的VOCs排放测算系统，包括依序连接的全路网过车记录获取模块、目标车辆数据筛选模块、车辆状态判断模块、蒸发排放计算模块以及总排放计算模块；其中：
[0033]所述全路网过车记录获取模块用于访问预设的卡口过车记录数据库，获取目标日期的全路网过车记录；
[0034]所述目标车辆数据筛选模块用于对所述全路网过车记录进行降噪处理以及数据清洗，筛选出目标车辆数据；
[0035]所述车辆状态判断模块用于根据所述目标车辆数据，判断目标车辆的车辆状态；
[0036]所述蒸发排放计算模块用于对目标车辆的VOCs蒸发排放部分进行计算；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于个体车辆全过程出行行为链的VOCs排放测算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，访问预设的卡口过车记录数据库，获取目标日期的全路网过车记录；S2，对所述全路网过车记录进行降噪处理以及数据清洗，筛选出目标车辆数据；S3，根据所述目标车辆数据，判断目标车辆的车辆状态；S4，根据所述车辆状态，对目标车辆的VOCs蒸发排放部分进行计算；S5，结合所述步骤S4的结果，计算目标车辆的VOCs总排放。2.根据权利要求1所述的基于个体车辆全过程出行行为链的VOCs排放测算方法，其特征在于，所述步骤S1中，通过提取以下有效字段：路段ID、车牌号、路段长度、车辆驶入路段的起点时间以及车辆驶出路段的终点时间，获取目标日期的全路网过车记录；所述全路网过车记录的内容包括车辆驶入驶出时间、所在路段、车辆在路段上的行程时间以及运行速度。3.根据权利要求2所述的基于个体车辆全过程出行行为链的VOCs排放测算方法，其特征在于，所述步骤S2中，数据清洗包括以下过程：根据预设的速度范围剔除所述全路网过车记录中的速度粗差点；根据车辆驶入路段的起点时间以及车辆驶出路段的终点时间，删除所述全路网过车记录中的数据重叠记录；将相邻记录时间接续但路段不邻接的记录作为所述全路网过车记录中的位置粗差点予以删除。4.根据权利要求2所述的基于个体车辆全过程出行行为链的VOCs排放测算方法，其特征在于，所述步骤S2中，降噪处理包括以下过程：根据所述全路网过车记录行程中的时间数据分布特点，以路段为分组单位，确定统计时窗；使用行程时间异常数据处理方法，对所有统计时窗内的行程时间数据依次以均值和两倍标准差、中位值和三倍平均绝对偏差为条件进行循环过滤，直至所述全路网过车记录行程中的行程时间数据不再发生变化。5.根据权利要求2所述的基于个体车辆全过程出行行为链的VOCs排放测算方法，其特征在于，所述步骤S3中，包括以下过程：遍历所述目标车辆数据，判断相邻时间记录是否接续；若相邻时间记录接续，则判断相邻记录的路段ID是否一致；若路段ID一致则继续遍历下一条数据，若路段ID不一致再去判断两条记录的路段是否邻接；若路段邻接，则继续遍历下一条数据，若路段不邻接，则作为错误数据删掉；若相邻时间记录不接续，则判断相邻记录的路段ID是否一致。若路段ID一致，则判断目标车辆的车辆状态为驻停状态；若路段ID不一致，则判断两条记录的路段是否邻接；若路段邻接，则判断目标车辆的车辆状态为驻停状态，若路段不邻接，则判断目标车辆的车辆...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永红，杨鑫茹，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：