一種健康出行路徑動(dòng)態(tài)搜索算法與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2021-06-09 10:58
為方便公眾優(yōu)化出行路徑,規(guī)避或減少空氣污染暴露損害,提出一種基于低空氣污染暴露的健康出行路徑動(dòng)態(tài)搜索算法(dynamic healthy-route search algorithm, DHRSA),并設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了相應(yīng)健康出行路線規(guī)劃系統(tǒng)。該算法通過(guò)融合土地利用回歸制圖、暴露風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重估算和Dijkstra最短路徑搜索算法,基于實(shí)時(shí)空氣污染情景動(dòng)態(tài)規(guī)劃健康出行路徑。以長(zhǎng)沙主城區(qū)為例進(jìn)行隨機(jī)車(chē)輛出行方式測(cè)試實(shí)驗(yàn),通過(guò)比較DHRSA算法規(guī)劃的健康出行路徑與傳統(tǒng)最短出行路徑、最快出行路徑的出行暴露風(fēng)險(xiǎn),驗(yàn)證了該算法的可靠性與系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值。
【文章來(lái)源】:武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2019,44(01)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
圖1DHRSA健康路徑搜索過(guò)程Fig.1FlowchartofDHRSA染物小時(shí)濃度空間分布圖為基礎(chǔ)估算暴露風(fēng)險(xiǎn)權(quán)
過(guò)程中,將交通道路段與LUR空氣污染物濃度格網(wǎng)(每個(gè)小柵格單位邊框)疊加(見(jiàn)圖2),獲取格網(wǎng)(u,v)截取的各道路段暴露風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重Wu,v:Wu,v=Ei·Cji-C0(i)10·Lu,vV(5)式中,Wu,v表示被格網(wǎng)(u,v)截取道路段的暴露風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重值;Lu,v表示被格網(wǎng)(u,v)截取道路段的長(zhǎng)度;V表示該道路段的限速;Cji、C0i、Ei含義同前。圖2道路段與空氣污染濃度網(wǎng)格疊加示意圖Fig.2SketchMapofRoadSplitbyGrid3)路徑動(dòng)態(tài)選取以上述道路段暴露風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重估算值為基礎(chǔ),基于Dijkstra算法原理,將在t時(shí)刻從出發(fā)點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)多道路段暴露風(fēng)險(xiǎn)累加,即可獲取所選路徑m的暴露風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重值:Wm,t=?u=1,v=1Wm,tu,v(6)式中,Wm,t表示整條道路m在t時(shí)刻的暴露風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重值;Wm,tu,v表示道路m在t時(shí)刻格網(wǎng)(i,j)被截取的道路段距離。暴露風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重值最小的路徑即為健康出行路徑。在此過(guò)程中,當(dāng)在初次選定的健康路徑上的出行時(shí)間超過(guò)1h(即以t+1時(shí)刻仍未到達(dá)目的地),需要按照t+1時(shí)刻空氣污染物濃度制圖結(jié)果重新動(dòng)態(tài)更新各道路段暴露風(fēng)險(xiǎn)。鑒于受到空氣污染分布時(shí)空變化的影響,算法在t+1時(shí)刻搜索的路徑相對(duì)于t時(shí)刻搜索的路徑可能存在沿原路返回的現(xiàn)象,為保障出行的時(shí)間效率及到達(dá)出行目的地的可能性,算法在路徑
圖3DHRSA系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.3SystemArchitectureofDHRSA
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]元胞自動(dòng)機(jī)最短路徑算法優(yōu)化[J]. 任志國(guó),郭健,李?lèi)?ài)光,王卉,闞映紅. 遙感學(xué)報(bào). 2015(01)
[2]基于共享位置數(shù)據(jù)的最短時(shí)間路徑算法[J]. 朱瀚,李懷瑜,肖漢,陳秀萬(wàn),王婷婷. 北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(01)
[3]顧及地標(biāo)與道路分支的行人導(dǎo)航路徑選擇算法[J]. 張星,李清泉,方志祥,黃玲. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2013(10)
[4]一種大規(guī)模車(chē)輛路徑問(wèn)題的啟發(fā)式算法[J]. 涂偉,李清泉,方志祥. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2013(03)
[5]PM2.5污染與居民每日死亡率關(guān)系的Meta分析[J]. 王德慶,王寶慶,白志鵬. 環(huán)境與健康雜志. 2012(06)
[6]基于GPRS的實(shí)時(shí)路況車(chē)載導(dǎo)航終端研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 史軍勇,張曉煜. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2011(09)
本文編號(hào):3220458
【文章來(lái)源】:武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2019,44(01)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
圖1DHRSA健康路徑搜索過(guò)程Fig.1FlowchartofDHRSA染物小時(shí)濃度空間分布圖為基礎(chǔ)估算暴露風(fēng)險(xiǎn)權(quán)
過(guò)程中,將交通道路段與LUR空氣污染物濃度格網(wǎng)(每個(gè)小柵格單位邊框)疊加(見(jiàn)圖2),獲取格網(wǎng)(u,v)截取的各道路段暴露風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重Wu,v:Wu,v=Ei·Cji-C0(i)10·Lu,vV(5)式中,Wu,v表示被格網(wǎng)(u,v)截取道路段的暴露風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重值;Lu,v表示被格網(wǎng)(u,v)截取道路段的長(zhǎng)度;V表示該道路段的限速;Cji、C0i、Ei含義同前。圖2道路段與空氣污染濃度網(wǎng)格疊加示意圖Fig.2SketchMapofRoadSplitbyGrid3)路徑動(dòng)態(tài)選取以上述道路段暴露風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重估算值為基礎(chǔ),基于Dijkstra算法原理,將在t時(shí)刻從出發(fā)點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)多道路段暴露風(fēng)險(xiǎn)累加,即可獲取所選路徑m的暴露風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重值:Wm,t=?u=1,v=1Wm,tu,v(6)式中,Wm,t表示整條道路m在t時(shí)刻的暴露風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重值;Wm,tu,v表示道路m在t時(shí)刻格網(wǎng)(i,j)被截取的道路段距離。暴露風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重值最小的路徑即為健康出行路徑。在此過(guò)程中,當(dāng)在初次選定的健康路徑上的出行時(shí)間超過(guò)1h(即以t+1時(shí)刻仍未到達(dá)目的地),需要按照t+1時(shí)刻空氣污染物濃度制圖結(jié)果重新動(dòng)態(tài)更新各道路段暴露風(fēng)險(xiǎn)。鑒于受到空氣污染分布時(shí)空變化的影響,算法在t+1時(shí)刻搜索的路徑相對(duì)于t時(shí)刻搜索的路徑可能存在沿原路返回的現(xiàn)象,為保障出行的時(shí)間效率及到達(dá)出行目的地的可能性,算法在路徑
圖3DHRSA系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.3SystemArchitectureofDHRSA
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]元胞自動(dòng)機(jī)最短路徑算法優(yōu)化[J]. 任志國(guó),郭健,李?lèi)?ài)光,王卉,闞映紅. 遙感學(xué)報(bào). 2015(01)
[2]基于共享位置數(shù)據(jù)的最短時(shí)間路徑算法[J]. 朱瀚,李懷瑜,肖漢,陳秀萬(wàn),王婷婷. 北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(01)
[3]顧及地標(biāo)與道路分支的行人導(dǎo)航路徑選擇算法[J]. 張星,李清泉,方志祥,黃玲. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2013(10)
[4]一種大規(guī)模車(chē)輛路徑問(wèn)題的啟發(fā)式算法[J]. 涂偉,李清泉,方志祥. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2013(03)
[5]PM2.5污染與居民每日死亡率關(guān)系的Meta分析[J]. 王德慶,王寶慶,白志鵬. 環(huán)境與健康雜志. 2012(06)
[6]基于GPRS的實(shí)時(shí)路況車(chē)載導(dǎo)航終端研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 史軍勇,張曉煜. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2011(09)
本文編號(hào):3220458
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