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考虑布控区域边界点的移动污染源排放遥测站点选址方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2017-12-19
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2018-06-29
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2021-10-08
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2037-12-19
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201711373985.2 申请日 2017-12-19
公开/公告号 CN108122185B 公开/公告日 2021-10-08
授权日 2021-10-08 预估到期日 2037-12-19
申请年 2017年 公开/公告年 2021年
缴费截止日
分类号 G06Q50/26 主分类号 G06Q50/26
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 1
权利要求数量 2 非专利引证数量 1
引用专利数量 1 被引证专利数量 0
非专利引证 1、2006.01.11张墨逸 等.基于图论与矩阵论的交通检测器布设新方法《.公路交通科技》.2012,(第11期),第130-134页. 林培群 等.基于图论的路网交通检测器之布点《.控制理论与应用》.2010,第27卷(第12期),第1605-1611页.;
引用专利 EP1460599B 被引证专利
专利权维持 4 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 杭州电子科技大学 当前专利权人 杭州电子科技大学
发明人 蒋鹏、刘俊、许欢、郑松、俞程、佘青山 第一发明人 蒋鹏
地址 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街 邮编 310018
申请人数量 1 发明人数量 6
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省杭州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
杭州君度专利代理事务所 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
朱月芬
摘要
本发明公开了一种考虑布控区域边界点的移动污染源排放遥测站点选址方法,本发明寻找机动车尾气排放遥测站点在布控区域中合适的位置,以实现该区域内的车辆至少被监测到一次的目的。根据城市路网的拓扑结构以及交通流向,将其抽象成一个有向图,采用广度优先遍历确定布点路口顺序,再根据各路口车流量的流入流出平衡关系获取最小覆盖集合,即最小布点路段集合。本发明能够在保证能够监测路网中所有机动车尾气排放的前提下得出无冗余的布点结果,并且充分考虑监测区域边界点问题,能够处理存在交通流量非平衡点的路网模型,具有较强的适应性。
  • 摘要附图
    考虑布控区域边界点的移动污染源排放遥测站点选址方法
  • 说明书附图:图1
    考虑布控区域边界点的移动污染源排放遥测站点选址方法
  • 说明书附图:图2
    考虑布控区域边界点的移动污染源排放遥测站点选址方法
  • 说明书附图:图3
    考虑布控区域边界点的移动污染源排放遥测站点选址方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2021-10-08 授权
2 2021-09-21 著录事项变更 发明人由蒋鹏 俞程 佘青山 变更为蒋鹏 刘俊 许欢 郑松 俞程 佘青山 
3 2018-06-29 实质审查的生效 IPC(主分类): G06Q 50/26 专利申请号: 201711373985.2 申请日: 2017.12.19
4 2018-06-05 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.考虑布控区域边界点的移动污染源排放遥测站点选址方法,该方法具体包括以下步骤:
步骤一:根据城市交通路网的拓扑结构以及交通流向,将其抽象成一个有向图,再将有向图转化成一个邻接矩阵,化简该邻接矩阵,分别以各个平衡顶点作为起始点,采用广度优先遍历确定这些平衡顶点的遍历顺序,具体过程如下:
(1)寻找出度与入度相等,并且与其连接的相邻顶点只有两个的顶点,删除该顶点在矩阵中对应的行和列,调整矩阵中与该顶点直接相连的两个顶点的连接关系,从而简化了该邻接矩阵;
(2)在步骤(1)得到的最简邻接矩阵中以某个顶点作为起始顶点,并访问;
(3)依次访问该顶点的各个未被访问过的邻接顶点,将全部邻接顶点都访问到;
(4)分别从上一步骤访问到的顶点出发,依次访问它们的未被访问过的邻接顶点,并使先被访问的顶点的邻接顶点先于后被访问的顶点的邻接顶点被访问,以此循环,直到所有顶点都被访问到;
(5)依次以其他顶点为初始顶点,重复步骤(2)(3)(4),得出所有的顶点遍历方案;
步骤二:根据步骤一的顶点遍历顺序,依次对各个平衡顶点直接相连的有向边进行布点操作,从而得出各个布点路段集合;布点操作过程如下:将与当前访问的顶点直接相连的有向边分成两个集合,即流入边集合和流出边集合,比较这两个集合中未知边个数,选择未知边个数少的集合中的未知边作为布点路段,此时与该顶点直接相连的有向边全都更新为已知边,减少了下一个路口的流入流出路段集合中未测路段数量,在访问下一个顶点时可以避免冗余布点的情况发生;求得各个备选布点路段集合的基数,即监测站点的布设数目,选择数目最少的集合作为布设监测站点的路段集合。

2.根据权利要求1所述的考虑布控区域边界点的移动污染源排放遥测站点选址方法,其特征在于:所述步骤一中,将交通路网信息抽象成一个邻接矩阵,如下:
v1 v2 ... vn
v1 R11 R12 ... R1n
v2 R21 R22 ... R2n
... ... ... ... ...
vn Rn1 Rn2 ... Rnn
其中,v1,v2,...,vn表示交通路网中所有的交通路口,n表示该路网中路口的总数;Rij,i=1,2,...,n,j=1,2,...,n表示路口vi和路口vj的连接情况,若vi与vj不相连,则Rij=Inf,若相连,则Rij=k,k=1,2,...,m,k表示路口vi和路口vj连接的有向路段编号,m为该路网中所有路段总数。
说明书

技术领域

[0001] 本发明设计一种考虑布控区域边界点的移动污染源排放遥测站点选址方法,属于移动污染源排放遥测站点的布设技术领域,以城市交通路网中所有的在路机动车至少能够被监测到一次为目标,根据图论的相关理论,进行建模与求解,进而研究移动污染源排放遥测站点在交通路网中的选址布设问题。

背景技术

[0002] 近几年来,我国机动车数量急剧增长,在为人们的日常出行提供便利的同时,也造成了日益严重的尾气污染情况,对大气环境造成了极大的影响。尾气污染物不仅直接危害人们的身体健康,如增加呼吸系统疾病、城市儿童交通病甚至癌症的患病风险,还会对环境造成不良的影响,如引发酸雨的发生、增强温室效应。而机动车尾气污染治理的前提是对尾气污染物的有效监测,移动污染源排放遥测系统能够在机动车正常行驶的过程中进行尾气排放监测,不会对其产生任何影响,而且可以避免驾驶员为了达到检测标准而采取一些违规手段的行为,能够取得更加准确的尾气监测结果。该系统由广泛分布于交通路网中的尾气遥测站点组成,每天通过这些监测点的车辆数成千上万,其排放情况可以被实时监测。然而由于路网上布设的遥测站点安装、维护成本高,其数量受到了经济预算的限制,所以其选址布设问题是构建移动污染源排放遥测系统的关键。
[0003] 目前国内外对移动污染源排放遥测系统的选址布设问题研究仍处于起步阶段,以至于该系统的实际应用受到了极大的限制。为了使该系统早日能够在城市交通路网中对在路车辆的尾气排放浓度进行实时有效的监测,需要对遥测站点选址布设问题进行研究。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题:克服现有技术的不足,提供一种考虑布控区域边界点的移动污染源排放遥测站点选址方法,只需利用城市交通路网拓扑结构,采用广度优先遍历确定布点路口顺序,然后根据各路口车流量的流入流出平衡关系,以监测站点布设数目最少为目标来获取布点方案,使其能够达到城市路网中所有的在路机动车至少能够被监测到一次的目的。
[0005] 本发明技术解决方案:
[0006] 考虑布控区域边界点的移动污染源排放遥测站点选址方法,该方法具体包括以下步骤:
[0007] 步骤一:根据城市交通路网的拓扑结构以及交通流向,将其抽象成一个有向图,再将有向图转化成一个邻接矩阵,化简该邻接矩阵,分别以各个平衡顶点作为起始点,采用广度优先遍历确定这些平衡顶点的遍历顺序。
[0008] 步骤二:根据步骤一的顶点遍历顺序,依次对各个平衡顶点直接相连的有向边进行布点操作,从而得出各个布点路段集合。布点操作过程如下:将与当前访问的顶点直接相连的有向边分成两个集合,即流入边集合和流出边集合,比较这两个集合中未知边个数,选择未知边个数少的集合中的未知边作为布点路段,此时与该顶点直接相连的有向边全都更新为已知边,减少了下一个路口的驶入驶出路段集合中未测路段数量,在访问下一个顶点时可以避免冗余布点的情况发生。求得各个备选布点路段集合的基数,即监测站点的布设数目,选择数目最少的集合作为布设监测站点的路段集合。
[0009] 所述步骤一中,将交通路网信息抽象成一个邻接矩阵,如下:
[0010]
[0011] 其中,v1,v2,...,vn表示交通路网中所有的交通路口,n表示该路网中路口的总数;Rij,i=1,2,...,n,j=1,2,...,n表示路口vi和路口vj的连接情况,若vi与vj不相连,则Rij=Inf,若相连,则Rij=k,k=1,2,...,m,k表示路口vi和路口vj连接的有向路段编号,m为该路网中所有路段总数。
[0012] 所述步骤一中,化简邻接矩阵,分别以各个平衡顶点作为起始点,采用广度优先遍历确定这些平衡顶点的遍历顺序具体过程如下:
[0013] (1)寻找出度与入度相等,并且与其连接的相邻顶点只有两个的顶点,删除该顶点在矩阵中对应的行和列,调整矩阵中与该顶点直接相连的两个顶点的连接关系,从而简化了该邻接矩阵;
[0014] (2)在步骤(1)得到的最简邻接矩阵中以某个顶点作为起始顶点,并访问;
[0015] (3)依次访问该顶点的各个未被访问过的邻接顶点,将全部邻接顶点都访问到;
[0016] (4)分别从上一个步骤访问到的顶点出发,依次访问它们的未被访问过的邻接顶点,并使先被访问的顶点的邻接顶点先于后被访问的顶点的邻接顶点被访问,以此循环,直到矩阵中所有顶点都被访问到;
[0017] (5)依次以其他顶点为初始顶点,重复步骤(2)(3)(4),得出所有的顶点遍历方案。
[0018] 本发明与现有技术相比存在的优点在于:
[0019] (1)本发明需要利用的信息很少,只需交通路网的拓扑结构,且该发明获得的结果中无冗余项。
[0020] (2)本发明充分考虑布控区域边界点问题,能够处理存在非平衡点的路网模型,更加贴合实际,而且该发明适应于任意路网,具有很强的适应性。

实施方案

[0024] 为使本发明实现的技术创新点易于理解,下面结合图1,对本发明的实现方式进一步详细叙述,具体步骤如下:
[0025] 步骤一:根据某城市部分交通路网的拓扑结构以及交通流向,将其抽象成一个有向图,如图2所示,再将有向图转化成一个邻接矩阵,如下:
[0026]
[0027] 其中,若vi与vj不相连,则Rij=Inf,若相连,则Rij=k,k=1,2,...,m,k表示路口vi和路口vj连接的有向路段编号,如v2通向v1,连接的有向边为a1,矩阵中R2,1=1。
[0028] 在图2中顶点v3,v6,v10,v13满足出度与入度相等,并且与其连接的相邻顶点只有两个,删除这些顶点在矩阵中对应的行和列,调整矩阵中与该顶点直接相连的两个顶点的连接关系,即R11,4=5,R4,11=22,R5,9=12,R9,5=6,R9,12=25,R12,9=20,从而简化了该邻接矩阵。然后分别以各个平衡顶点(不包括v14,v16,v17)作为起始点,采用广度优先遍历确定各个平衡顶点的遍历顺序,具体过程如下:
[0029] (1)以v1为起始顶点,并访问之;
[0030] (2)依次访问该顶点的各个未被访问过的邻接顶点,将全部邻接顶点都访问到;
[0031] (3)分别从上一步骤访问到的顶点出发,依次访问它们的未被访问过的邻接顶点,并使先被访问的顶点的邻接顶点先于后被访问的顶点的邻接顶点被访问,以此循环,直到所有顶点都被访问到;
[0032] (4)依次以其他平衡顶点为初始顶点,重复步骤(1)(2)(3),得出所有的平衡顶点遍历方案,结果如下:
[0033] S1:v1→v2→v4→v15→v5→v7→v11→v8→v9→v12
[0034] S2:v2→v1→v5→v4→v15→v8→v9→v7→v11→v12
[0035] S3:v4→v1→v7→v11→v2→v15→v8→v12→v5→v9
[0036] S4:v5→v2→v8→v9→v1→v7→v12→v4→v15→v11
[0037] S5:v7→v4→v8→v11→v1→v5→v9→v12→v2→v15
[0038] S6:v8→v5→v7→v9→v12→v2→v4→v11→v1→v15
[0039] S7:v9→v5→v8→v12→v2→v7→v11→v1→v4→v15
[0040] S8:v11→v4→v7→v12→v1→v8→v9→v2→v15→v5
[0041] S9:v12→v8→v9→v11→v5→v7→v4→v2→v1→v15
[0042] S10:v15→v1→v2→v4→v5→v7→v11→v8→v9→v12
[0043] 步骤二:根据步骤一所得到的遍历顺序,依次对各个平衡顶点直接相连的有向边进行布点操作。以S1为例,v1的流入边集合为{a1,a28},未知边个数为2,流出边集合为{a2},未知边个数为1,流入未知边数大于流出未知边数,所以选择在流出未知边a2处布点,此时{a1,a2,a28}都更新为了已知边。下一个顶点v2的流入边集合为{a3},未知边个数为1,流出边集合为{a1,a30},未知边个数为1,流入未知边数等于流出未知边数,所以可以选择a3或a30处布点,此时{a1,a3,a30}都更新为了已知边,以此类推,从而得出布点方案。再按其他的平衡点遍历顺序获取布点方案,比较各个方案的布点数目大小,选择数目最小的方案作为布点结果,此例中最小布点路段集合为{a5,a11,a12,a17,a24,a25,a27}。
[0044] 其他未布设监测点的路段上的车辆能够在驶经布点布点路段时首次被监测到的具体情况如图3所示,其中圆盘的7层为布设尾气监测设备的路段,从内到外依次为a5,a11,a12,a17,a24,a25,a27,有颜色填充的扇形区域表示某未布点路段上的全部或部分车辆在行驶到某布点路段上时首次被监测到,例如未布点路段a2上的所有车辆分别行驶到布点路段a5,a11,a17,a24上首次被监测到。由此可见,该方法能够保证每辆在路车辆能够至少被监测一次。
[0045] 总之,本发明更具可行性以及普适性,相比于已有的移动污染源排放遥测站点的选址布设方法,本发明利用的信息更少,得出的结果无冗余项,而且充分考虑布控区域边界点问题,能够处理存在非平衡点的路网模型,适用于任意城市交通网络,对移动污染源排放遥测站点的选址布设方法研究提供了新的思路和方法。
[0046] 提供以上实施例仅仅是为了描述本发明的目的,而并非要限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定。不脱离本发明的精神和原理而做出的各种等同替换和修改,均应涵盖在本发明的范围之内。

附图说明

[0021] 图1为本发明方法流程图;
[0022] 图2为某城市部分交通路网有向图;
[0023] 图3为未布点路段上的车辆在布点路段上首次被监测的具体情况。
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