本發(fā)明屬于環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，涉及三維城市建模、街道峽谷內(nèi)污染物擴(kuò)散過(guò)程，具體涉及一種街道峽谷內(nèi)污染物分布實(shí)時(shí)估計(jì)方法。

背景技術(shù)：

我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市機(jī)動(dòng)車保有量也大幅上升。但同時(shí)，城市交通擁堵?tīng)顩r日益加劇，機(jī)動(dòng)車尾氣污染嚴(yán)重。環(huán)保部2016年發(fā)布的《2015年中國(guó)機(jī)動(dòng)車污染防治年報(bào)》指出機(jī)動(dòng)車污染已成為中國(guó)空氣污染的重要來(lái)源，是造成灰霾、光化學(xué)煙霧污染的重要原因。

機(jī)動(dòng)車尾氣排放量大，又屬于低空流動(dòng)源污染。城市街道是重要的市民的活動(dòng)場(chǎng)所，但同時(shí)毗鄰機(jī)動(dòng)車道，機(jī)動(dòng)車廢氣直接影響行人呼吸過(guò)程，且城市街道兩側(cè)高大建筑物阻擋空氣流通，污染物缺乏良好的擴(kuò)散環(huán)境。而車道內(nèi)車流密集，污染物排放集中。峽谷內(nèi)部環(huán)境比城市區(qū)域性環(huán)境更加惡劣，給市民身心健康帶來(lái)的影響更為直接與嚴(yán)重，需要密切關(guān)注。

由于城市峽谷內(nèi)污染物濃度受機(jī)動(dòng)車流密度、排放因子、氣象因素、街道幾何形狀諸多因素影響，對(duì)濃度值的良好估計(jì)成為迫切需求。

在已有的大氣污染物擴(kuò)散估計(jì)模式中，簡(jiǎn)單的高斯煙羽模型不宜直接用于城市小尺度擴(kuò)散問(wèn)題。而OSPM等方法沒(méi)有考慮到外環(huán)境城市風(fēng)速影響，得出的結(jié)果較為粗糙。而直接基于CFD模式計(jì)算量太大。

在已有專利中，北京工業(yè)大學(xué)張利國(guó)、許超、劉慧超申請(qǐng)、2016年3月23日公開(kāi)、公開(kāi)號(hào)為CN 105426636A、發(fā)明名稱為“城市峽谷街道機(jī)動(dòng)車污染物排放與擴(kuò)散的實(shí)時(shí)估計(jì)方法”的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)中，專利申請(qǐng)人提出了一種結(jié)合交通模型﹑污染物排放模型和擴(kuò)散模型，實(shí)時(shí)估計(jì)城市峽谷街道的空氣污染物濃度的方法，但是該發(fā)明使用OSPM模型作為擴(kuò)散模型，假設(shè)整個(gè)街道峽谷內(nèi)污染物濃度分布均衡，未考慮由于風(fēng)環(huán)境對(duì)大氣污染物擴(kuò)散的影響，峽谷內(nèi)污染物濃度分布不均的特性，從而結(jié)果精度不高。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)康宇、張仁才、崔凌云申請(qǐng)，2016年12月07日公開(kāi)，公開(kāi)號(hào)為CN 106202533 A，發(fā)明名稱為“街道峽谷機(jī)動(dòng)車尾氣污染物濃度估算系統(tǒng)”的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)中，專利申請(qǐng)人提出了一種街道峽谷內(nèi)機(jī)動(dòng)車尾氣污染物濃度估算系統(tǒng)，使用城市道路車流密度、峽谷幾何結(jié)構(gòu)，通過(guò)CFD數(shù)值模擬得到街道峽谷內(nèi)污染物擴(kuò)散、分布情況。但是該發(fā)明沒(méi)有使用三維城市模型，使得計(jì)算結(jié)果與真實(shí)環(huán)境差別較大；且只能計(jì)算單一區(qū)域污染物濃度分布，無(wú)法得到城市全局路網(wǎng)污染物濃度分布，不具備全局性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明技術(shù)解決問(wèn)題：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型街道峽谷內(nèi)污染物濃度估計(jì)方法，實(shí)時(shí)生成城市街道區(qū)域大氣污染物濃度時(shí)空分布情況，污染物分布分辨率及計(jì)算速度均比已有方案有較大提升。

本發(fā)明技術(shù)解決方案：結(jié)合城市地理信息、機(jī)動(dòng)車尾氣檢測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)尾氣排放數(shù)據(jù)及城市全局風(fēng)環(huán)境、大氣污染物數(shù)據(jù)，基于CFD與OSPM混合模型計(jì)算街道峽谷微環(huán)境內(nèi)污染物濃度分布，主要包括：基于三維地圖的城市街區(qū)三維建筑建模；基于機(jī)動(dòng)車尾氣檢測(cè)數(shù)據(jù)得到街區(qū)源強(qiáng)分布模型；使用城市全局風(fēng)環(huán)境數(shù)據(jù)建立街道峽谷風(fēng)場(chǎng)邊界條件；基于CFD與OSPM混合模型計(jì)算估計(jì)街道峽谷內(nèi)污染物濃度分布。

其中包括如下步驟：

第一步，提取城市三維建筑模型數(shù)據(jù)，使用STL模型簡(jiǎn)化技術(shù)合并所述三維建筑模型三角面，將地理信息映射到所述三維建筑模型，生成具有地理信息的簡(jiǎn)化城市路網(wǎng)街道峽谷三維建筑模型；

第二步，利用街道車流密度數(shù)據(jù)及尾氣檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)污染物，包括pm2.5、氮氧化物、CO、硫化物濃度值，使用多元回歸擬合得到實(shí)時(shí)路網(wǎng)污染源強(qiáng)分布Q_j(x，y)；

第三步，基于計(jì)算流體力學(xué)CFD湍流模型與OSPM污染物擴(kuò)散模型相結(jié)合所得OSPM混合擴(kuò)散模型，導(dǎo)入第一步所得簡(jiǎn)化城市路網(wǎng)街道峽谷三維建筑模型及第二步所得實(shí)時(shí)路網(wǎng)污染物源強(qiáng)分布Q_j(x，y)，計(jì)算街道峽谷內(nèi)污染物濃度，得到街道峽谷污染物濃度分布Y_j(x，y)；

第四步，在第三步得到上一時(shí)刻街道污染物濃度分布Y_j(x，y)基礎(chǔ)上，將當(dāng)前時(shí)刻根據(jù)第二步所得實(shí)時(shí)路網(wǎng)污染物源強(qiáng)分布Q_j(x，y，t)循環(huán)導(dǎo)入第三步混合擴(kuò)散模型，生成實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)街道峽谷污染物濃度分布Y_j(x，y，t)。

第一步具體實(shí)現(xiàn)方法為：

1.1)使用3D ripper獲取谷歌地球運(yùn)行時(shí)DirectX數(shù)據(jù)流，導(dǎo)出帶有三維建筑模型城市地理數(shù)據(jù)；

1.2)使用STL模型簡(jiǎn)化技術(shù)合并三維建筑模型三角面，對(duì)非街道區(qū)域低矮建筑物進(jìn)行三維建筑模型同化，將建筑物簡(jiǎn)化為具有簡(jiǎn)單幾何構(gòu)型，包括長(zhǎng)方體、正方體的剛體，生成具有地理信息的簡(jiǎn)化城市路網(wǎng)街道峽谷三維模型。

第二步具體如下：

2.1)根據(jù)機(jī)動(dòng)車尾氣檢測(cè)系統(tǒng)得到第i個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處機(jī)動(dòng)車尾氣污染物pm2.5,氮氧化物,CO,硫化物實(shí)時(shí)排放源強(qiáng)數(shù)據(jù)Q_i，j及街道車流實(shí)時(shí)密度分布，分為輕型車密度分布ρ_i，lcar(x，y)，重型車密度分布ρ_i，wcar(x，y)；其中i表示第i個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，j表示第j種污染物組分。

2.2)以檢測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)源強(qiáng)與機(jī)動(dòng)車密度建立多元線性回歸方程：

Q_j＝a_jρ_lcar+b_jρ_wcar

式中Q_j為某點(diǎn)污染物組分j對(duì)應(yīng)源強(qiáng)，ρ_lcar、ρ_wcar分別為輕型車、重型車密度值，a_j，b_j為擬合系數(shù)，使用多元線性擬合可得到擬合系數(shù)值，從而得到街道尾氣排放源強(qiáng)分布Q_j(x，y)。

第三步具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：

3.1)第一步所得具有地理信息的簡(jiǎn)化城市路網(wǎng)街道峽谷三維模型結(jié)合街道機(jī)動(dòng)車密度數(shù)據(jù)，截取模型中高車流密度段，進(jìn)行變尺度網(wǎng)格劃分，從車道到街道峽谷出口處網(wǎng)格逐漸稀疏化，生成網(wǎng)格化城市路網(wǎng)街道峽谷三維模型；

3.2)設(shè)定邊界條件：使用城市全局風(fēng)環(huán)境數(shù)據(jù)得到街道峽谷上方風(fēng)向、風(fēng)速數(shù)據(jù)，峽谷上方風(fēng)速沿街道方向及垂直街道方向分解為u₀，v₀,并設(shè)定峽谷內(nèi)沿街道方向風(fēng)速分布滿足指數(shù)型函數(shù)其中u₀為峽谷上方平行街道方向風(fēng)速，z為離地高度，z₀為街道峽谷高度，α為邊界層內(nèi)速度損失指數(shù)；設(shè)定u為風(fēng)速入口邊界條件，出口邊界條件為充分發(fā)展流動(dòng)，流動(dòng)參數(shù)一階導(dǎo)數(shù)為零，建筑物表面設(shè)定為固壁邊界，上邊界使用風(fēng)環(huán)境數(shù)據(jù)作為邊界條件；

3.3)設(shè)定流體為不可壓流，不計(jì)溫度對(duì)流動(dòng)作用，使用Realizable k-ε模型對(duì)穩(wěn)態(tài)不可壓縮連續(xù)性方程進(jìn)行封閉；

3.4)使用污染物多組分輸送模型，針對(duì)主要污染物PM2.5，No，硫化物分別建立不同的組分輸送方程，具體某種組分Y_j的輸送微分方程為：

式中：ρ為流體密度，Y_j為組分j的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，V_k，i為組分?jǐn)U散速度在i方向的分量，Q_j為組分源項(xiàng)強(qiáng)，v_i為組分?jǐn)U散系數(shù)項(xiàng),不同組分?jǐn)U散系數(shù)不同；

3.5)將經(jīng)過(guò)步驟(1)網(wǎng)格劃分處理得到的網(wǎng)格化城市路網(wǎng)街道峽谷三維模型導(dǎo)入求解器并按照步驟(2)設(shè)定邊界條件，使用步驟(3)所得Realizable k-ε湍流模型與步驟(4)污染物輸送模型作為擴(kuò)散控制方程，實(shí)時(shí)計(jì)算生成當(dāng)前街道峽谷內(nèi)流場(chǎng)及污染物組分分布；

3.6)針對(duì)低車流密度路段，使用OSPM模型初步計(jì)算街道峽谷內(nèi)污染物組分總濃度值，根據(jù)第二步所得街道污染物源強(qiáng)組分Q_j，使用第一步所得具有地理信息的簡(jiǎn)化城市路網(wǎng)街道峽谷三維模型，通過(guò)直接查詢低車流密度路段對(duì)應(yīng)所述三維建筑模型中建筑模型高度，街道模型寬度，乘上地圖比例尺系數(shù)即得到街道峽谷兩側(cè)建筑物高度H₁，H₂與街道寬度L，代入OSPM模型求解器，得到街道峽谷內(nèi)污染物組分j總濃度值Y_all，j，結(jié)合最鄰近、具有相同街道方向的高車流密度路段污染物源強(qiáng)Q_high，j及CFD計(jì)算所得污染物濃度分布，對(duì)比待求低車流密度路段污染物源強(qiáng)Q_low，j，使用公式：

擬合得到待求低車流密度路段污染物濃度分布，式中α為結(jié)構(gòu)誤差值，定義為Q_{high，j}對(duì)應(yīng)街道峽谷高寬比與Q_low，j對(duì)應(yīng)路段高寬比差異值。

本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于

(1)高精度：現(xiàn)有街道峽谷內(nèi)污染物擴(kuò)散模式如OSPM等，將整個(gè)街道峽谷內(nèi)污染物濃度視為同一值。但在風(fēng)場(chǎng)作用下，街道峽谷內(nèi)污染物分布并不均勻。本發(fā)明通過(guò)使用CFD湍流模型對(duì)街道峽谷內(nèi)污染物分布建模計(jì)算，可得到更高分辨率污染物濃度分布。

(2)快速性：全局CFD計(jì)算計(jì)算代價(jià)大。本發(fā)明針對(duì)不同路段選擇不同計(jì)算模型，從而能以較小計(jì)算代價(jià)與時(shí)間代價(jià)保證較高精度估計(jì)污染物濃度分布。

(3)全局性：本發(fā)明結(jié)合城市路網(wǎng)三維建筑模型，使用CFD湍流模型與OSPM擴(kuò)散模型相結(jié)合的方法得到城市全局路網(wǎng)污染物濃度分布情況。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例街道峽谷內(nèi)污染物濃度分布實(shí)時(shí)估計(jì)方法的整體框架圖；

圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例城市路網(wǎng)三維模型圖；

圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例城市路網(wǎng)車流密度圖；

圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例基于CFD湍流模型計(jì)算所得街道峽谷內(nèi)風(fēng)場(chǎng)分布圖；

圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)時(shí)例基于CFD湍流模型計(jì)算所得街道峽谷內(nèi)污染物濃度分布圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，以便本領(lǐng)域技術(shù)人員能更好理解本發(fā)明。所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施案例?；诒景l(fā)明實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下獲得的其他實(shí)施例均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。

圖1為本發(fā)明技術(shù)方法示意圖：主要包括：基于三維地圖的城市街區(qū)三維建模；基于機(jī)動(dòng)車尾氣檢測(cè)數(shù)據(jù)得到街區(qū)源強(qiáng)分布模型；使用城市全局風(fēng)環(huán)境數(shù)據(jù)建立街道峽谷風(fēng)場(chǎng)邊界條件；基于CFD與OSPM混合模型計(jì)算估計(jì)街道峽谷內(nèi)污染物濃度分布。

其中：

S1：基于三維地圖的城市街區(qū)三維建模，本發(fā)明基于谷歌地球三維地圖數(shù)據(jù)，使用3D ripper獲取谷歌地球運(yùn)行時(shí)DirectX數(shù)據(jù)流，導(dǎo)出帶有三維建筑模型地理數(shù)據(jù)。使用STL模型簡(jiǎn)化技術(shù)合并模型三角面，將建筑物簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單幾何構(gòu)型剛體，得到具有地理信息的簡(jiǎn)化城市路網(wǎng)街道峽谷三維模型

S2：基于機(jī)動(dòng)車尾氣檢測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取街區(qū)污染源強(qiáng)分布模型，使用街道車流密度數(shù)據(jù)ρ_car及尾氣檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)污染物如pm2.5、氮氧化物、CO、硫化物濃度值Y_j，使用多元回歸擬合得到實(shí)時(shí)未監(jiān)測(cè)點(diǎn)污染源強(qiáng)分布Q_j(x，y)。

S3：基于CFD與OSPM混合擴(kuò)散模型計(jì)算街道峽谷內(nèi)污染物濃度。根據(jù)街道車流密度歷史數(shù)據(jù)，選取高車流密度路段使用CFD方法Realizable k-ε湍流模型與污染物多組分輸送模型結(jié)合城市全局風(fēng)環(huán)境數(shù)據(jù)計(jì)算得到街道峽谷大氣污染物濃度分布值Y_j(x，y)。在車流密度較低路段，使用OSPM模型計(jì)算污染物濃度，并結(jié)合高車流密度段CFD計(jì)算結(jié)果，根據(jù)相似理論得出低車流密度段污染物濃度分布Y_j(x，y)。

第一步驟基于三維地圖的城市街區(qū)三維建模包括：

使用3D ripper獲取谷歌地球運(yùn)行時(shí)DirectX數(shù)據(jù)流，導(dǎo)出帶有三維建筑模型城市地理數(shù)據(jù)，如圖2為所示為結(jié)合了城市地理信息的城市三維建筑模型，該圖為香港尖咀角地區(qū)城市三維建筑模型。保存為*.3dr文件。

使用STL模型簡(jiǎn)化技術(shù)合并三維建筑模型三角面，將建筑物簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單幾何構(gòu)型剛體。低矮建筑物、建筑材質(zhì)、精細(xì)幾何構(gòu)型等細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)對(duì)街道峽谷內(nèi)空氣流通情況影響很小。為減小計(jì)算量，對(duì)非街道區(qū)域低矮建筑物進(jìn)行模型同化，同化為具有平均高度的單一模型，生成具有地理信息的簡(jiǎn)化城市路網(wǎng)街道峽谷三維模型。

第二步驟基于機(jī)動(dòng)車尾氣檢測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取街區(qū)污染源強(qiáng)分布模型。如圖2所示為香港尖咀角地區(qū)街道實(shí)時(shí)車流密度分布圖。根據(jù)機(jī)動(dòng)車尾氣檢測(cè)系統(tǒng)得到第i個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處機(jī)動(dòng)車尾氣污染物pm2.5,氮氧化物,CO,硫化物等組分j實(shí)時(shí)排放源強(qiáng)數(shù)據(jù)Q_i，j及街道車流實(shí)時(shí)密度分布，分為輕型車密度分布ρ_i，lcar(x，y)，重型車密度分布ρ_i，wcar(x，y)

以檢測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)源強(qiáng)與機(jī)動(dòng)車密度建立多元線性回歸方程：

Q_j＝a_jρ_lcar+b_jρ_wcar

式中Q_j為某點(diǎn)污染物組分j對(duì)應(yīng)源強(qiáng)，ρ_lcar、ρ_wcar分別為輕型車、重型車密度值，a_j，b_j為擬合系數(shù)。使用多元線性擬合可得到擬合系數(shù)值，從而得到街道尾氣排放源強(qiáng)分布。

第三步驟基于CFD湍流模型及OSPM模型計(jì)算街道峽谷內(nèi)污染物濃度分布。

因?yàn)槲廴驹磸?qiáng)與車流密度數(shù)值密切相關(guān)，車流密度較高地段污染物濃度更高，同時(shí)對(duì)道邊行人的危害更大。城市街區(qū)高車流量地段與高人流量地段高度重合，使用CFD湍流模型能更精細(xì)的刻畫街道峽谷內(nèi)污染物濃度分布，從而提示人們選擇在污染物濃度較小活動(dòng)，盡可能降低空氣污染帶來(lái)危害。

對(duì)第一步驟所得簡(jiǎn)化城市路網(wǎng)街道峽谷三維模型結(jié)合街道機(jī)動(dòng)車密度數(shù)據(jù)，截取模型中高車流量段，進(jìn)行變尺度網(wǎng)格劃分，從車道到峽谷出口處網(wǎng)格逐漸稀疏化，生成網(wǎng)格化城市路網(wǎng)街道峽谷三維模型。

設(shè)定邊界條件：使用城市全局風(fēng)環(huán)境數(shù)據(jù)得到街道峽谷上方風(fēng)向、風(fēng)速數(shù)據(jù)，峽谷上方風(fēng)速沿街道方向及垂直街道方向分解為u₀，v₀,并設(shè)定峽谷內(nèi)沿街道方向風(fēng)速分布滿足指數(shù)型函數(shù)其中u₀為峽谷上方平行街道方向風(fēng)速，z為離地高度，z₀為街道峽谷高度，α為邊界層內(nèi)速度損失指數(shù)。設(shè)定u為風(fēng)速入口邊界條件。出口邊界條件為充分發(fā)展流動(dòng)，流動(dòng)參數(shù)一階導(dǎo)數(shù)為零。建筑物表面設(shè)定為固壁邊界。上邊界使用風(fēng)環(huán)境數(shù)據(jù)作為邊界條件。

假定流體為不可壓流。因尺度較小，故忽略溫度對(duì)流動(dòng)作用。采用Realizable k-ε模型(RKE模型))對(duì)穩(wěn)態(tài)不可壓縮連續(xù)性方程進(jìn)行封閉。

使用污染物多組分輸送模型，針對(duì)主要污染物如PM2.5，氮氧化物，硫化物等分別建立不同的組分輸送方程。具體某種組分Y_j的輸送微分方程為：

式中：ρ為流體密度，Y_j為組分j的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，V_k，i為組分?jǐn)U散速度在i方向的分量，Q_j為組分源項(xiàng)強(qiáng)，v_i為組分?jǐn)U散系數(shù)項(xiàng),不同組分?jǐn)U散系數(shù)不同。

將經(jīng)過(guò)網(wǎng)格劃分處理得到的街道模型導(dǎo)入求解器并使用Realizable k-ε湍流模型與污染物輸送模型作為擴(kuò)散控制方程，實(shí)時(shí)計(jì)算生成當(dāng)前街道峽谷內(nèi)流場(chǎng)及污染物組分分布。

結(jié)果后處理，生成高車流密度路段街區(qū)內(nèi)風(fēng)場(chǎng)圖，如圖4所示，在街道峽谷中風(fēng)場(chǎng)分布出現(xiàn)渦流，在迎風(fēng)面風(fēng)速較高，而背風(fēng)面風(fēng)速下降。

同時(shí)得到污染物組分pm2.5濃度分布圖，如圖5所示，在迎風(fēng)面處污染物濃度分布較低，而背風(fēng)面由于流動(dòng)環(huán)境較差，流速下降，污染物聚集，濃度維持較高值。

OSPM初步計(jì)算街道峽谷內(nèi)污染物組分總濃度值。根據(jù)步驟二所得街道污染物源強(qiáng)組分Q_j，及由城市街道三維模型得到街道峽谷兩側(cè)建筑物高度H₁，H₂與街道寬度L，代入OSPM模型求解器，得到街道峽谷內(nèi)污染物組分j總濃度值Y_all，j，結(jié)合最鄰近、具有相同街道方向的高車流密度路段污染物源強(qiáng)Q_high，j及CFD計(jì)算所得污染物濃度分布，對(duì)比待求低車流密度路段污染物源強(qiáng)Q_low，j。使用公式：

擬合得到待求低車流密度路段污染物濃度分布。式中α為結(jié)構(gòu)誤差值，定義為Q_high，j對(duì)應(yīng)街道峽谷高寬比與Q_low，j對(duì)應(yīng)路段高寬比差異值。

氣象數(shù)據(jù)使用國(guó)家氣象局提供數(shù)據(jù)，及城市尺度風(fēng)環(huán)境數(shù)據(jù)。通過(guò)上述步驟可計(jì)算得出實(shí)時(shí)街道峽谷內(nèi)污染物濃度分布情況。

提供以上實(shí)施例僅僅是為了描述本發(fā)明的目的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。不脫離本發(fā)明的精神和原理而做出的各種等同替換和修改，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。