【附圖說明】
[0038]圖1為本發(fā)明所涉及的方法總體流程圖。
[0039]圖2為仿真場(chǎng)景圖例。
[0040]圖3為交通網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D例。
[0041]圖4為排放因子估計(jì)流程圖。
[0042]圖5為智能手機(jī)加速度傳感器獲取加速度信息坐標(biāo)示意圖。
[0043]圖6為交通數(shù)據(jù)采集流程圖。
[0044]圖7為本方法的實(shí)施流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0046] 第一部分是交通建模與仿真。本發(fā)明首先基于CTM模型對(duì)城區(qū)路網(wǎng)進(jìn)行建模、仿 真。
[0047] 根據(jù)CTM模型將空間和時(shí)間離散化?？臻g離散化即元胞劃分方法，將街道路段劃分 成多個(gè)具有相同長(zhǎng)度的元胞，同時(shí)將時(shí)間劃分為等時(shí)間間隔，作為時(shí)間步長(zhǎng)，且滿足在一個(gè) 時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)，車輛以最大速度行駛的距離小于元胞長(zhǎng)度。本發(fā)明的元胞劃分方法為:選取元 胞長(zhǎng)度為1米，時(shí)間間隔為t秒，1 一般取20，t一般取1。具體劃分步驟如下：
[0048] (1)將目標(biāo)區(qū)域以交叉口和區(qū)域邊界為節(jié)點(diǎn)劃分成η條鏈路，每條鏈路沿車輛行駛 方向劃分成兩部分，稱之為方向鏈路，代表同一條道路不同的行駛方向；
[0049] (2)每條方向鏈路按1米長(zhǎng)度劃分成多個(gè)元胞，將方向鏈路與交叉口連接的元胞分 為分離元胞和融合元胞，分離元胞組成交叉口處不同行駛方向的車道，分離元胞內(nèi)的車輛 將駛?cè)虢徊婵?，融合元胞接收來自交叉口的車輛；
[0050] (3)分離元胞根據(jù)交叉口類型，元胞的劃分方法稍有不同，對(duì)于丁字路口，分離元 胞分為兩種:直行元胞和左轉(zhuǎn)元胞，或直行元胞和右轉(zhuǎn)元胞，或左轉(zhuǎn)元胞和右轉(zhuǎn)元胞;對(duì)于 十字路口，分離元胞分為三種:直行元胞、左轉(zhuǎn)元胞和右轉(zhuǎn)元胞；
[0051] (4)若交叉口處分離車道的長(zhǎng)度為Id米，相同行駛方向的分離元胞個(gè)數(shù)則為i= round(ld/l)個(gè)，其中round( ·)為四舍五入函數(shù)。
[0052]按以上元胞劃分步驟，以北京市CBD城區(qū)光華路與金桐西路和金桐東路交叉形成 的路網(wǎng)為例，將該路段劃分為元胞，劃分結(jié)果如圖2所示。在此基礎(chǔ)上建立的交通網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?圖如圖3所示。
[0053]為區(qū)分不同元胞、不同截面流量以及方便編程，需要對(duì)交通網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中的元胞 和截面流量進(jìn)行編號(hào)。本發(fā)明以方向鏈路為單位進(jìn)行編號(hào)，不同方向鏈路內(nèi)元胞和截面流 量的編號(hào)方法相同。
[0054]首先對(duì)不同方向鏈路進(jìn)行編號(hào)，具體編號(hào)方法為:鏈路編號(hào)+方向縮寫，鏈路編號(hào) 采用羅馬數(shù)字，方向縮寫采用15、14，分別代表北、南、西、東，如11預(yù)代表鏈路3北側(cè)的方 向鏈路;其次對(duì)方向鏈路內(nèi)的元胞進(jìn)行編號(hào)；
[0055] 元胞編號(hào)方法:首先，按照直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)將所有分離元胞分別編號(hào)為S、L、R，其 次，自融合元胞或邊界元胞起，沿車輛行駛方向除分離元胞外依次編為正整數(shù)1、2、一、11，分 離元胞則在此順序下繼續(xù)編號(hào)，所以分離元胞的最終編號(hào)為所以分離元胞的最終編號(hào)為S [n+1]，S[n+2]，···，S[n+i]，如S13，S14,其余方向以此類推。最后結(jié)合方向鏈路編號(hào)和元胞 編號(hào)即可區(qū)分區(qū)域內(nèi)所有的元胞;最后對(duì)截面流量進(jìn)行編號(hào)。
[0056] 截面流量編號(hào)方法：在元胞編號(hào)基礎(chǔ)上編號(hào)，首先將每個(gè)元胞的輸出流量記為 ，其余的流量根據(jù)指向的元胞編號(hào)記為yυ+τ??|5§·。
[0057]根據(jù)每個(gè)元胞對(duì)應(yīng)的道路幾何信息和通行能力，確定以下元胞參數(shù)：
[0058]R:-個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)T內(nèi)能流入元胞的最大車輛數(shù)；
[0059]S:-個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)T內(nèi)能流出元胞的最大車輛數(shù)；
[0060]Q:-個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)T內(nèi)元胞之間截面能流過的最大車輛數(shù)。
[0061]N:元胞中能容納的最大車輛數(shù)；
[0062]N。:路段為臨界密度時(shí)元胞中的車輛數(shù)；
[0063]建立元胞之間交通流傳輸關(guān)系。本發(fā)明元胞之間的連接包括三種方式:簡(jiǎn)單連接、 融合和分離，各連接方法在示例區(qū)域圖3中都有體現(xiàn)，結(jié)合示例說明各個(gè)連接的計(jì)算方法： [0064] (1)簡(jiǎn)單連接
[0065] 圖3中兩元胞之間只有單個(gè)箭頭的連接即為簡(jiǎn)單連接。如圖3中A部分所示為簡(jiǎn)單 連接的而個(gè)元朐·元朐1和元朐_走際的佑輸流量為：
[0066]
[0067] 其中：y12為T時(shí)間內(nèi)元胞1實(shí)際的流出車輛數(shù)，也為T時(shí)間內(nèi)元胞2實(shí)際的流入車輛 數(shù);n#Pn2分別為元胞1和元胞2內(nèi)現(xiàn)有的車輛數(shù)W分別為T時(shí)間內(nèi)元胞1能流出的和 元胞2能流入的最大車輛數(shù);Ν2元胞2內(nèi)能容納的最大車輛數(shù);δ2為元胞2的自由流速度和反 向波速度的比，即δ=Nc/ (N-Nc)。
[0068] (2)融合連接
[0069] 圖3中交叉口處由多個(gè)箭頭匯集到一個(gè)箭頭的連接即為融合連接。如圖3中B部分 所示為融合連接的三個(gè)元胞，當(dāng)該路口處直行信號(hào)燈為綠燈時(shí)，元胞S、元胞R和元胞1之間 的實(shí)際傳輸流量為：
[0072]yui=ys+yR[0073] 其中.? =min{，η]. .? :.=min?忠,％;耳力=min{β/，(5； (- /?):}。[0074] 式中：as和aR為融合比，即元胞1分配給元胞S和元胞R的空間比例，而且as+aR=l;mid函數(shù)表示取三個(gè)值的中間值;Ys和YR表示T時(shí)間內(nèi)元胞S和元胞R能流出的最大車輛數(shù)； Υυι表示T時(shí)間內(nèi)元胞1可以接收的最大車輛數(shù);ys和yR表示T時(shí)間內(nèi)元胞S和元胞R實(shí)際流出
[0070]
[0071] 的車輛數(shù);yia表示T時(shí)間內(nèi)元胞1實(shí)際接收的車輛數(shù)。
[0075] 圖3中融合連接因不同交叉路口和不同紅綠燈相位實(shí)際為以下幾種情況:無連接、 簡(jiǎn)單連接和融合連接。實(shí)際為融合連接的連接用上述公式計(jì)算。仿真時(shí)，根據(jù)信號(hào)燈配時(shí)選 擇元胞之間不同的連接方式。
[0076]對(duì)于丁字路口，有3個(gè)融合元胞，沒有接收來自右轉(zhuǎn)分離元胞內(nèi)車輛的融合元胞 (IIS1)，與其他兩個(gè)元胞(ISS14、IVWL5)做融合連接時(shí)，實(shí)際為無連接或者簡(jiǎn)單連接:直行 信號(hào)燈為綠時(shí)，IIS1只接收到來自ISS14的車輛，實(shí)際只與一個(gè)元胞連接，所以此時(shí)為簡(jiǎn)單 連接;方向鏈路IVW左轉(zhuǎn)信號(hào)燈為綠時(shí)，IIS1只接收到來自IVWL5的車輛，亦然;方向鏈路IN 左轉(zhuǎn)信號(hào)燈為綠時(shí)，沒有車輛流入IIS1，此時(shí)為無連接。路口處其余兩個(gè)融合元胞（INI、 IVE1)情況一致，實(shí)際為簡(jiǎn)單連接或融合連接，此處不再做詳細(xì)說明。
[0077]對(duì)于十字路口，有4個(gè)融合元胞，它們的情況一致，實(shí)際都為簡(jiǎn)單連接或融合連接， 且最多為兩個(gè)元胞融合到一個(gè)元胞，此處亦不做詳細(xì)說明。
[0078] (3)分離連接
[0079] 圖3中元胞之間由一個(gè)箭頭分離為多個(gè)箭頭的連接即為分離連接。如圖3中C部分 和D部分所示，C部分為丁字路口前一個(gè)元胞分離為兩個(gè)元胞，D部分為十字路口前一個(gè)元胞 分離為三個(gè)元胞，分離的計(jì)算方法類似，此處只對(duì)D部分做詳細(xì)說明，元胞15與元胞L、元胞 S、元胞R之間的實(shí)際傳輸流量為：
[0080]
[0081 ]yuL= 0Lyi5；yus=Psyi5；yuR= 0Ryi5
[0082] 其中&、和&為分離比，即車流從元胞15進(jìn)入元胞L、元胞S和元胞R的比例，且&+ &+0R = 1〇
[0083] 利用以上元胞連接方法，并分別為這兩個(gè)路口配置交通信號(hào)燈配時(shí)方案，用實(shí)時(shí) 的交通流量作為路段的邊界值進(jìn)行仿真，即可得到該路段不同元胞內(nèi)的車輛數(shù)、元胞之間 的傳輸流量等交通數(shù)據(jù)。
[0084] 為得到路段內(nèi)的車輛數(shù)和路段截面的車流量，即鏈路內(nèi)兩個(gè)方向鏈路中并列元胞 的總車輛數(shù)和并列截面的總車流量，還需要對(duì)并列的元胞內(nèi)車輛數(shù)和并列截面的總車流量 進(jìn)行相加，為滿足并列條件，仿真時(shí)元胞內(nèi)車輛數(shù)相加原則為:若鏈路內(nèi)有η列元胞，相加的 多個(gè)元胞的編號(hào)中的數(shù)字相加為η+1;截面車流量相加原則為:若鏈路內(nèi)有η列元胞，除鏈路 兩端的截面流量外，相加的兩個(gè)截面流量的編號(hào)中的數(shù)字相加為η，且無下標(biāo)"U"，兩端的截 面流量，相加的多個(gè)截面流量的編號(hào)中的數(shù)字相加為η+1。
[0085] 至此，路網(wǎng)內(nèi)每個(gè)路段的車輛數(shù)和每個(gè)截面的車流量即可仿真得到。
[0086] 第二部分是對(duì)機(jī)動(dòng)車污染物排放量的計(jì)算。本發(fā)明計(jì)算機(jī)動(dòng)車主要的排放物，包 括氮化物NOx、碳?xì)浠颒C和一氧化碳C0。機(jī)動(dòng)車污染物排放量可由污染物排放源強(qiáng)計(jì)算得 出，每種污染物的排放強(qiáng)源可用下式計(jì)算：
[0087]
[0088]式中，Q為強(qiáng)源[mg·(m·sr1];Ni為某類車的車流量(輛·h';Ei為某類車的排放 因子[g·(km·輛Γ1];n為機(jī)動(dòng)車分類數(shù)。
[0089]由排放強(qiáng)源表達(dá)式可以看出，機(jī)動(dòng)車污染物排放量與交通流量和機(jī)動(dòng)車污染物排 放因子有著直接的關(guān)系。交通流量是指在單位時(shí)間內(nèi)，通過道路某橫斷面的車輛數(shù)，單位是 輛· 1Γ1。機(jī)動(dòng)車排放因子是指單輛機(jī)動(dòng)車運(yùn)行單位里程或消耗單位燃料排放污染物的量， 單位是g/km，它是反映機(jī)動(dòng)車排放狀況的最基本的參數(shù)，也是確定機(jī)動(dòng)車污染物排放總量 及其環(huán)境影響的重要依據(jù)。本發(fā)明中，交通流量由第一部分的CTM模型仿真得出，機(jī)動(dòng)車污 染物排放因子根據(jù)機(jī)動(dòng)車實(shí)際工況下的行駛參數(shù)，結(jié)合排放因子模型實(shí)時(shí)模擬估計(jì)得出。
[0090]針對(duì)機(jī)動(dòng)車排放因子在實(shí)際應(yīng)用過程中存在的不同車輛技術(shù)類型、不同工況等差 異性問題，本發(fā)明利用基于智能手機(jī)的交通數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集城區(qū)街道機(jī)動(dòng)車實(shí)際道 路行駛參數(shù)，基于VSP模型對(duì)實(shí)際行駛工況下機(jī)動(dòng)車尾氣排放因子進(jìn)行估計(jì)，結(jié)合第一部分 中計(jì)算得到的交通流量確定交通源的排放因子。
[0091]通過基于智能手機(jī)的交通數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)采