(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号 CN 104112357 A
(43)申请公布日 2014.10.22
(21)申请号 CN201410317894.7
(22)申请日 2014.07.04
(71)申请人 浙江大学
    地址 310027 浙江省杭州市西湖区浙大路38号
(72)发明人 王绍楠 王慧
(74)专利代理机构 杭州求是专利事务所有限公司
    代理人 杜军
(51)Int.CI
      G08G1/00
      G08G1/048
      G06F17/50
                                                                  权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
      一种恶劣霾天气的城市区域交通紧急预案方法
(57)摘要
      本发明公开一种恶劣霾天气的城市区域交通紧急预案方法。针对近期出现的雾霾天气，本发明建立了由数据库模块、中观仿真器模块、离线优化平台模块、择优预案模块组成的紧急预案系统。系统模拟了城市区域机动车污染物排放情况和污染物浓度扩散情况。基于这些情况，预案系统通过计算和优化，获得了合理有效的紧急预案方法，即限制机动车进入城市区域的比例和区域内信号灯配时的新方案。在恶劣天气下，本发明方法保证了城市区域的天气不会由于机动车污染物排放而进一步恶化，也避免了污染物威胁人类的身体健康。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种恶劣霾天气的城市区域交通紧急预案方法，应用于以下预案            系统，该预案系统包括数据库模块、中观仿真器模块、离线优化平台模            块、择优预案模块；数据库模块将采集到的数据传送至中观仿真器模块、            离线优化平台模块、择优预案模块；中观仿真器模块通过交通流模型、            机动车污染物排放模型和污染物扩散模型，模拟得到机动车总旅行时            间、实地区域污染物浓度两个数据，并将上述两个数据传送至离线优化            平台模块；离线优化平台模块根据实地区域污染物浓度确立应急预案的            集合，得到最优预案集，并将最优预案集传送至择优预案模块；择优预            案模块通过微观交通仿真软件平台选取区域总旅行时间最少的预案作            为最优预案，并且在实地区域实施；其特征在于该方法包括以下步骤：            360天气
步骤(1).对实地区域采集环境参数、机动车流量、信号灯配时、道            路几何参数四个数据，并建立数据库模块：           
1.1)对实地区域采集环境参数；其中环境参数包括实地区域污染物            浓度背景值、污染物排放因子、实地区域路网的近似箱体体积；           
1.1.1)实地预测未来一天的实地区域污染物浓度背景值p<sub>0</sub>；           
采用加权移动平均法对未来1天的预测实地空气质量(AQI)指数进            行预测，见公式(1)，得到未来1天的空气质量指数A<sub>-1</sub>；然后将未来1            天的空气质量指数A<sub>-1</sub>转化为实地区域污染物浓度背景值p<sub>0</sub>；           
A<sub>-1</sub>＝w<sub>0</sub>·A<sub>0</sub>+w<sub>1</sub>·A<sub>2</sub>+…+w<sub>n-1</sub>·A<sub>n-1</sub>+w<sub>n</sub>·A<sub>n</sub>          (1)           
其中A<sub>-1</sub>为未来1天的空气质量指数，w<sub>n</sub>为距离当天n天的相应权重，            A<sub>n</sub>为距离当天n天的空气质量指数；           
1.1.2)通过机动车车载测试对实地区域采集机动车污染物排放因            子；           
所述的机动车污染物排放因子是指实地区域内，机动车在单位时间            内以不同工况行驶排放污染物的量，单位为g/s；其中不同工况为机动            车的行驶状态，具体是怠速、加速、减速以及巡航；           
污染物排放因子计算公式如下：           
<maths><math><mrow><msub><mi>ξ</mi><mi>j</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><msub><mi>e</mi><mi>j</mi></msub><msub><mi>T</mi><mi>j</mi></msub></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></math></maths>
其中ξ<sub>j</sub>为工况j时机动车污染物排放因子，e<sub>j</sub>为工况j时污染物排放            量总和，T<sub>j</sub>为工况j时时间统计；           
1.1.3)通过电子地图计算实际实地区域的近似箱体体积ΔV，如下：           
ΔV＝S·H                    (3)           
其中箱体底面积S为覆盖实际实地区域的最小面积，H为高度；           
1.2)对实地区域采集机动车流量并进行统计；           
所述的机动车流量包括所有交叉口进口路段的车流量Q，以及左、            直、右转弯的车流量转弯比例β；           
1.3)通过实地区域采集获取信号灯配时；           
所述的信号灯配时包括所有交叉口的信号灯周期Y，各个相位的开            始b时刻和持续时间d；           
1.4)通过实地区域采集获取路网的道路几何参数；           
所述的道路几何参数为相邻交叉口路段的长度、车道数、交叉口渠            化、车道连接以及车道限制；           
步骤(2).步骤(1)采集得到的数据通过中观仿真器模块，得到实地区            域机动车总旅行时间、实地区域污染物浓度：           
所述的中观仿真器模块包括交通流模型、机动车污染物排放模型、            污染物扩散模型；
           
2.1)通过现有的交通流模型建立交通流仿真器模拟机动车车流的            运转；交通流仿真器根据步骤(1)采集得到的机动车流量、信号灯配            时、道路几何参数三个数据进行仿真，得到实地区域机动车总旅行时间            J、各个工况时间统计T；           
2.1.1)通过现有的交通流模型建立交通流仿真器；交通流仿真器仿            真过程中记录第k个采样周期的路段剩余容量c(k)、车辆排队长度ω(k)；            仿真结束时，将路段车辆总容量C减去第k个采样周期的路段剩余容量            c(k)，差值即为在该路网上第k个采样周期的机动车总数目C-c(k)；然            后第k个采样周期的机动车总数目C-c(k)乘以采样周期时长t<sub>s</sub>即可得到            第k个采样周期实地区域的机动车总旅行时间J(k)，如下式：           
J(k)＝t<sub>s</sub>·[C-c(k)]                 (6)；