本發(fā)明涉及一種基于車輛軌跡與流量的機(jī)動(dòng)車尾氣遙測設(shè)備布點(diǎn)方法，屬于動(dòng)車尾氣遙感監(jiān)測設(shè)備布設(shè)位置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)發(fā)展和城市進(jìn)步，近年來，城市區(qū)域中機(jī)動(dòng)車數(shù)量持續(xù)增加，諸多社會(huì)問題隨之產(chǎn)生，如城市交通擁堵現(xiàn)象嚴(yán)重、交通事故增多、機(jī)動(dòng)車尾氣污染、酒駕等。在北京、上海、廣州等大城市，機(jī)動(dòng)車已成為排放一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔锏任廴疚锏牡谝淮笪廴驹?。由于汽車廢氣的排放主要在0.3米至2米之間，正好是人體的呼吸范圍，對(duì)人體的健康損害非常嚴(yán)重——刺激呼吸道，使呼吸系統(tǒng)的免疫力下降，導(dǎo)致暴露人群慢性氣管炎、支氣管炎及呼吸困難的發(fā)病率升高、肺功能下降等一系列癥狀。尾氣中所含的強(qiáng)致癌物質(zhì)——苯類物質(zhì)，會(huì)引發(fā)肺癌、甲狀腺癌等。為了改善這些機(jī)動(dòng)車尾氣產(chǎn)生的社會(huì)問題，及時(shí)準(zhǔn)確地了解城市道路中機(jī)動(dòng)車尾氣的排放情況顯得至關(guān)重要。使用機(jī)動(dòng)車尾氣遙感監(jiān)測設(shè)備來掌握當(dāng)前道路的機(jī)動(dòng)車尾氣排放情況，但由于路網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、布設(shè)成本等因素的限制，如何將有限數(shù)量的監(jiān)測設(shè)備安裝在復(fù)雜路網(wǎng)的合適道路上，以實(shí)現(xiàn)不同的監(jiān)測目標(biāo)，是各種類型監(jiān)測系統(tǒng)組建的核心；如何根據(jù)道路拓?fù)浜徒煌ㄐ畔?duì)路網(wǎng)的進(jìn)行建模并求解，是確定監(jiān)測設(shè)備位置的關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明技術(shù)解決問題：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于車輛軌跡與流量的機(jī)動(dòng)車尾氣遙測設(shè)備布點(diǎn)方法，綜合考慮交通流量、車輛種類等因素，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)用戶需求的多目標(biāo)分權(quán)重布點(diǎn)方案設(shè)計(jì)，且求解算法簡單，更易于實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明基于車輛軌跡與流量的機(jī)動(dòng)車尾氣遙測設(shè)備布點(diǎn)方法，該方法在考慮道路特性、成本因素等約束條件的基礎(chǔ)上，針對(duì)四個(gè)布點(diǎn)目標(biāo)，建立四個(gè)模型求解，進(jìn)而獲得滿足布設(shè)要求的道路交通監(jiān)測器位置布設(shè)方案。同時(shí)對(duì)于所有目標(biāo)有共同的約束條件。

四個(gè)布點(diǎn)目標(biāo)分別為：1)有效監(jiān)測車輛數(shù)最大；2)車輛監(jiān)測差別性最小；3)重點(diǎn)監(jiān)測特殊車輛類型；4)道路覆蓋率最大。

所有目標(biāo)有共同的約束條件為：1)布設(shè)的監(jiān)測器數(shù)量是有限；2)由城市區(qū)域特性或者人為因素決定的部分道路不適合布設(shè)監(jiān)測器；3)由道路特性決定的一些路段適合布設(shè)某種類型監(jiān)測器；4)安裝成本有限。

下面將逐一介紹四個(gè)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的模型。

1.針對(duì)目標(biāo)一，有效監(jiān)測車輛數(shù)最大。在已知車輛行駛軌跡的前提下，可以提取車輛被監(jiān)測到的次數(shù)，進(jìn)而得到被監(jiān)測到的車輛數(shù)，令被監(jiān)測到的車輛數(shù)最大作為目標(biāo)函數(shù)，同時(shí)考慮幾個(gè)常規(guī)約束條件進(jìn)行建模，得到如下模型：

max Z₁＝E

x_a＝0

其中Z₁表示目標(biāo)一模型的目標(biāo)函數(shù)；E為有效監(jiān)測到的車輛總數(shù)，e_j表示第j輛車是否被有效監(jiān)測到，若被有效監(jiān)測到e_j＝1，反之e_j＝0；x_i表示第i路段是否安裝監(jiān)測設(shè)備，若安裝則x_i＝1，反之x_i＝0；R為設(shè)備總數(shù)；c_i為單個(gè)設(shè)備成本，C為總成本；x_a＝0表示第a路段不允許安裝監(jiān)測設(shè)備。

模型中目標(biāo)函數(shù)是非線性的，并且與決策變量之間沒有直接的公式表達(dá)關(guān)系。因?yàn)闆Q策變量的取值只能為0或1，因此通過產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的窮舉法十分便捷。

模型具體求解方法為：首先設(shè)決策變量數(shù)組X＝[x₁,x₂,...,x_n]，設(shè)置循環(huán)變量i記錄循環(huán)次數(shù)，從1到k(足夠大)遞增，置p₀＝0；每次循環(huán)產(chǎn)生一決策變量隨機(jī)數(shù)組Y＝[y₁,y₂,...,y_n]，將隨機(jī)數(shù)組Y帶入目標(biāo)函數(shù)和約束條件；若滿足所有約束條件，且目標(biāo)函數(shù)值大于p₀，則將Y賦給X，目標(biāo)函數(shù)值賦給p₀；否則重新產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)組，重復(fù)以上過程，最終k次循環(huán)后得到數(shù)組X，其中決策變量x_i值為1的路段即為需要布設(shè)監(jiān)測設(shè)備的路段。

2.針對(duì)目標(biāo)二，車輛監(jiān)測差別性最小。考慮到統(tǒng)計(jì)學(xué)中方差表示樣本數(shù)據(jù)的離散程度，要求所有車被監(jiān)測到次數(shù)最平均，故將方差最小作為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行建模。模型以交通網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，車輛行駛軌跡以及約束條件為輸入，以監(jiān)測器布點(diǎn)位置為輸出。目標(biāo)函數(shù)是求方差最小，因此是一個(gè)整數(shù)二次規(guī)劃。建立的模型為：

min Z₂＝D(B)

x_a＝0

其中Z₂表示目標(biāo)二模型的目標(biāo)函數(shù)；D(B)為所有車輛被監(jiān)測次數(shù)方差，m為車輛總數(shù)，b為所有車輛被監(jiān)測次數(shù)的平均值，b_j為第j輛車在全網(wǎng)行駛過程中被監(jiān)測器監(jiān)測到的總次數(shù)；x_i表示第i路段是否安裝監(jiān)測設(shè)備，x_i＝1表示安裝，反之x_i＝0表示不安裝；R為設(shè)備總數(shù)；c_i為單個(gè)設(shè)備成本，C為總成本；x_a＝0表示第a路段不允許安裝監(jiān)測設(shè)備。

實(shí)現(xiàn)二次規(guī)劃的庫函數(shù)需要輸入目標(biāo)函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)型矩陣，然而實(shí)際中目標(biāo)函數(shù)的表達(dá)方式多樣，難于獲得其標(biāo)準(zhǔn)型矩陣?？梢灾苯油ㄟ^輸入的車輛軌跡矩陣獲得目標(biāo)函數(shù)的表達(dá)式，然后進(jìn)行非線性規(guī)劃求解。

模型具體求解方法為：首先根據(jù)輸入車輛矩陣A_j，由計(jì)算第j輛車在全網(wǎng)行駛過程中被監(jiān)測器監(jiān)測到的總次數(shù)b_j，然后計(jì)算所有車輛被監(jiān)測次數(shù)的方差D(B)，即為目標(biāo)函數(shù)，接著調(diào)用庫函數(shù)，在約束條件下求解非線性規(guī)劃，輸出決策變量取值，值為1的決策變量所代表的路段即為需要布設(shè)尾氣監(jiān)測設(shè)備的路段。

3.針對(duì)目標(biāo)三，重點(diǎn)監(jiān)測特殊車輛類型。要使監(jiān)測特殊車輛類型最多，則設(shè)備應(yīng)安裝在特殊車輛特定線路的共有路段上。故定義此共有路段為“關(guān)鍵路段”，用“客觀重要度r_i”表征路段的關(guān)鍵程度，使其最大作為目標(biāo)函數(shù)。建立如下模型：

x_a＝0

式中Z₃表示目標(biāo)三模型的目標(biāo)函數(shù)，r_ij為客觀重要度，x_i表示第i路段是否安裝設(shè)備，x_i＝1表示安裝，反之x_i＝0表示不安裝；R為設(shè)備總數(shù)；c_i為單個(gè)設(shè)備成本，C為總成本；x_a＝0表示第a路段不允許安裝監(jiān)測設(shè)備。

模型以交通網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，車輛行駛軌跡以及約束條件為輸入，以監(jiān)測器布點(diǎn)位置為輸出，進(jìn)行整數(shù)規(guī)劃求解。模型具體求解方法為：首先根據(jù)輸入車輛路徑矩陣確定每條路段的出行路徑總數(shù)，然后求每條路徑的客觀重要度指標(biāo)之后以r_i為決策變量權(quán)值，調(diào)用整數(shù)線性規(guī)劃函數(shù)，在約束條件下求目標(biāo)函數(shù)的最大值，進(jìn)而求出目標(biāo)函數(shù)最大時(shí)決策變量取值，值為1的變量所代表的路段即為需要布設(shè)尾氣監(jiān)測設(shè)備的路段。

4.針對(duì)目標(biāo)四，道路覆蓋率最大。在已知交通流量的前提下，通過對(duì)城市路網(wǎng)中各個(gè)基本路段的歷史交通流量進(jìn)行相似性分析,確定出基本路段流量之間的相關(guān)矩陣，然后以此矩陣作為約束條件，利用線性規(guī)劃的方法建立起最優(yōu)布點(diǎn)的數(shù)學(xué)模型：

x_a＝0

式中Z₄表示目標(biāo)三模型的目標(biāo)函數(shù)，x_j表示路段j是否安裝設(shè)備，x_j＝1表示安裝，反之x_j＝0表示不安裝；s_ij為確定相似度指標(biāo)，s_ij＝1表示i路段與j路段相似；R為設(shè)備總數(shù)；c_i為單個(gè)設(shè)備成本，C為總成本；x_a＝0表示第a路段不允許安裝監(jiān)測設(shè)備。

模型求解方法為：首先計(jì)算出路段的相關(guān)系數(shù)矩陣，然后將相關(guān)系數(shù)矩陣的元素與設(shè)定的閾值α比較，得到路段相似矩陣，之后調(diào)用整數(shù)線性規(guī)劃函數(shù)，相似矩陣作為約束條件，并附加約束條件，最終求出目標(biāo)函數(shù)最小時(shí)的決策變量取值。值為1的變量代表的路段即為需要布設(shè)尾氣監(jiān)測設(shè)備的路段。

在上述四個(gè)模型的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還包含了數(shù)據(jù)融合模塊，數(shù)據(jù)融合模塊將上述四個(gè)模型進(jìn)行融合，根據(jù)用戶對(duì)四個(gè)目標(biāo)側(cè)重點(diǎn)不同，對(duì)其設(shè)定相應(yīng)的權(quán)值，綜合考慮四個(gè)模型的約束條件，得到滿足用戶四方面要求的尾氣監(jiān)測設(shè)備總體布點(diǎn)模型，求解該模型最終得到基于車輛軌跡與流量的機(jī)動(dòng)車尾氣遙感監(jiān)測設(shè)備的布點(diǎn)方案。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明針對(duì)機(jī)動(dòng)車尾氣遙感監(jiān)測設(shè)備的布點(diǎn)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，現(xiàn)有布點(diǎn)方法大多針對(duì)道路流量監(jiān)控器，本發(fā)明綜合考慮交通流量、車輛種類等因素實(shí)現(xiàn)了多方面多目標(biāo)的機(jī)動(dòng)車尾氣設(shè)備的布點(diǎn)研究。

(2)現(xiàn)有的監(jiān)測設(shè)備布點(diǎn)方法目標(biāo)單一，大多為監(jiān)控范圍最廣，而本發(fā)明涉及四個(gè)目標(biāo)：有效監(jiān)測車輛數(shù)最大、車輛監(jiān)測差別性最小、重點(diǎn)監(jiān)測特殊車輛類型、道路覆蓋率最大，并給出了各自的求解方法，既可以針對(duì)單一目標(biāo)使用，也可根據(jù)用戶需求綜合考慮多個(gè)目標(biāo)，較現(xiàn)有技術(shù)更為全面，更具靈活性。

(3)本發(fā)明求解算法簡單，操作性強(qiáng)，更易于實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

圖1為布點(diǎn)方法流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明方法具體實(shí)現(xiàn)如下：

1.針對(duì)目標(biāo)一，有效監(jiān)測車輛數(shù)最大。在已知車輛行駛軌跡的前提下，可以提取車輛被監(jiān)測到的次數(shù)，進(jìn)而得到被監(jiān)測到的車輛數(shù)，令被監(jiān)測到的車輛數(shù)最大作為目標(biāo)函數(shù)，同時(shí)考慮幾個(gè)常規(guī)約束條件進(jìn)行建模，求解后便可得到布點(diǎn)方案，建模過程如下:

①設(shè)全網(wǎng)路段總數(shù)為n，用n維行向量A＝[a₁,a₂,...,a_n]記錄車輛在行駛過程中經(jīng)過各路段的次數(shù)，其中a_i為車輛經(jīng)過第i路段的次數(shù)。對(duì)于第j輛車，由其行駛軌跡可得其經(jīng)過各路段的次數(shù)情況，即A_j＝[a_j1,a_j2,...,a_jn]。

②路段的布點(diǎn)情況可用n維列向量X＝[x₁,x₂,...,x_n]^T表示，若第i路段安裝監(jiān)測器則x_i＝1，反之x_i＝0。

③計(jì)算第j輛車在全網(wǎng)行駛過程中被監(jiān)測器監(jiān)測到的總次數(shù)b_j：

④設(shè)0,1變量e_j表示第j輛車是否被有效監(jiān)測到，若被有效監(jiān)測到，則e_j＝1，反之為零：

⑤設(shè)車輛總數(shù)為m，則有效監(jiān)測到的車輛總數(shù)E為：

⑥以有效監(jiān)測的車輛數(shù)最大為目標(biāo)函數(shù)，同時(shí)考慮設(shè)備有限(R為設(shè)備總數(shù))、成本有限(c_i為單個(gè)設(shè)備成本，C為總成本)、個(gè)別路段不允許安裝監(jiān)測器作為約束條件，建立模型如下：

max Z₁＝E

x_a＝0

通過建模的過程可以看出目標(biāo)函數(shù)是非線性的，并且與決策變量之間沒有直接的公式表達(dá)關(guān)系。注意到?jīng)Q策變量的取值只能為0或1，因此可以通過產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的窮舉法十分便捷。具體步驟如下：

①設(shè)決策變量數(shù)組X＝[x₁,x₂,...,x_n]，設(shè)循環(huán)變量i記錄循環(huán)次數(shù)，i從1到k(足夠大)遞增，設(shè)p₀記錄目標(biāo)函數(shù)值；

②初始化X＝[0,0,...,0]，i＝1，p₀＝0進(jìn)行循環(huán)；

③每次循環(huán)產(chǎn)生一決策變量隨機(jī)數(shù)組Y＝[y₁,y₂,...,y_n]，將隨機(jī)數(shù)組Y帶入目標(biāo)函數(shù)和約束條件；若滿足所有約束條件，且目標(biāo)函數(shù)值大于p₀，則將Y賦給X，目標(biāo)函數(shù)值賦給p₀；否則重新產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)組，重復(fù)本步驟；

④最終k次循環(huán)后得到數(shù)組X，其中決策變量x_i值為1的路段即為需要布設(shè)監(jiān)測設(shè)備的路段。

2.針對(duì)目標(biāo)二，車輛監(jiān)測差別性最小?？紤]到統(tǒng)計(jì)學(xué)中方差表示樣本數(shù)據(jù)的離散程度，要求所有車被監(jiān)測到次數(shù)最平均，故將方差最小作為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行建模，建模過程如下：

①設(shè)全網(wǎng)路段總數(shù)為n，用n維行向量A＝[a₁,a₂,...,a_n]記錄車輛在行駛過程中經(jīng)過各路段的次數(shù)，其中a_i為車輛經(jīng)過第i路段的次數(shù)。對(duì)于第j輛車，由其行駛軌跡可得其經(jīng)過各路段的次數(shù)情況，即A_j＝[a_j1,a_j2,...,a_jn]。

②路段的布點(diǎn)情況可用n維列向量X＝[x₁,x₂,...,x_n]^T表示，若第i路段安裝監(jiān)測器則x_i＝1，反之x_i＝0。

③計(jì)算第j輛車在全網(wǎng)行駛過程中被監(jiān)測器監(jiān)測到的總次數(shù)b_j：

④根據(jù)已知的m輛車的軌跡信息，計(jì)算每輛車的b_j值作為樣本值，構(gòu)成樣本空間。

⑤計(jì)算所有車輛被監(jiān)測次數(shù)的平均值b及方差D(B)：

⑥方差最小作為目標(biāo)函數(shù)，同時(shí)考慮設(shè)備有限、成本有限、個(gè)別路段不允許安裝監(jiān)測器作為約束條件，建立模型如下：

min Z₂＝D(B)

x_a＝0

模型以交通網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，車輛行駛軌跡以及約束條件為輸入，以監(jiān)測器布點(diǎn)位置為輸出。目標(biāo)函數(shù)是求方差最小，因此是一個(gè)整數(shù)二次規(guī)劃。實(shí)現(xiàn)二次規(guī)劃的庫函數(shù)需要輸入目標(biāo)函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)型矩陣，然而實(shí)際中目標(biāo)函數(shù)的表達(dá)方式多樣，難于獲得其標(biāo)準(zhǔn)型矩陣?？梢灾苯油ㄟ^輸入的車輛軌跡矩陣獲得目標(biāo)函數(shù)的表達(dá)式，然后進(jìn)行非線性規(guī)劃求解，具體步驟如下：

①根據(jù)輸入車輛矩陣，由計(jì)算第j輛車在全網(wǎng)行駛過程中被監(jiān)測器監(jiān)測到的總次數(shù)b_j。

②計(jì)算所有車輛被監(jiān)測次數(shù)的方差D(B)，即為目標(biāo)函數(shù)。

③調(diào)用庫函數(shù)，在約束條件下求解非線性規(guī)劃，輸出決策變量取值。

3.針對(duì)目標(biāo)三，重點(diǎn)監(jiān)測特殊車輛類型?！耙贡O(jiān)測特殊車輛類型最多”，則設(shè)備應(yīng)安裝在特殊車輛特定線路的共有路段上。定義此共有路段為“關(guān)鍵路段”，用客觀重要度表征路段的關(guān)鍵程度。具體建模過程如下：客觀重要度r_i計(jì)算方法如下：

①確定特殊類型車輛(如公交車大型運(yùn)輸車)的行駛路線，用p_r表示。

②根據(jù)p_r是否經(jīng)過路段a_i，確定表示經(jīng)過路段a_i，反之表示不經(jīng)過：

③對(duì)求和得到路段a_i上特殊車輛經(jīng)過的總次數(shù)y_i：

④將經(jīng)過次數(shù)的相對(duì)大小作為路段“客觀重要度r_i”：

⑤以作為目標(biāo)函數(shù)，其中x_i為1時(shí)表示路段安裝設(shè)備。同時(shí)考慮設(shè)備有限、成本有限、個(gè)別路段不允許安裝監(jiān)測器作為約束條件，建立模型如下：

s.t.∑x_i≤R

∑x_i·c_i≤C

x_a＝0

模型以交通網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，車輛行駛軌跡以及約束條件為輸入，以監(jiān)測器布點(diǎn)位置為輸出。具體求解步驟如下：

①根據(jù)輸入車輛路徑矩陣確定p_r，由獲得每條路段的出行路徑總數(shù)。

②確定每條路段的客觀重要度指標(biāo)

③以r_i為決策變量權(quán)值，調(diào)用整數(shù)線性規(guī)劃函數(shù)，在約束條件下求目標(biāo)函數(shù)的最大值。

4.針對(duì)目標(biāo)四，道路覆蓋率最大。在已知交通流量的前提下，通過對(duì)城市路網(wǎng)中各個(gè)基本路段的歷史交通流量進(jìn)行相似性分析,確定出基本路段流量之間的相關(guān)矩陣，然后以此矩陣作為約束條件，利用線性規(guī)劃的方法建立起最優(yōu)布點(diǎn)的數(shù)學(xué)模型。模型的求解即可得到最優(yōu)布點(diǎn)方式，以下是模型建立過程。

①求路段間相關(guān)系數(shù)ρ_X,Y

根據(jù)路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)處交通量總流入等于總流出的基本規(guī)律，以及同一城市居民出行規(guī)律的相似性和出行方式的雷同性，城市許多基本路段上交通流量變化具有相似的特點(diǎn)。我們用相關(guān)系數(shù)ρ_X,Y描述兩個(gè)基本路段交通流量之間的相似程度：

其中ρ_X,Y為路段X與路段Y流量之間的相關(guān)系數(shù)；X為路段X的交通流量數(shù)組，Y為路段Y的交通流量數(shù)組；σ_X表示路段X交通流量的標(biāo)準(zhǔn)差，；σ_Y表示路段Y交通流量的標(biāo)準(zhǔn)差。

②確定相似度指標(biāo)α

相似度指標(biāo)α是確定兩個(gè)基本路段交通量之間具有相似性或不具有相似性的閾值。定性化后，“1”代表相似，“0”代表不相似。兩個(gè)路段相似意味著這兩個(gè)路段的流量可以相互推出，兩個(gè)路段中只需要任意在一個(gè)路段設(shè)置監(jiān)測器就可以獲得兩個(gè)流量。如果要求的數(shù)據(jù)精度高些，則相似度指標(biāo)要設(shè)置的大些，反之亦然。這里的數(shù)據(jù)精度是指從設(shè)置監(jiān)測器的路段推算出未設(shè)置監(jiān)測器路段交通流量的精度。

③確定路段相似性矩陣

對(duì)所有基本路段兩兩之間進(jìn)行相似性分析,并把所得到的相關(guān)系數(shù)用相似度指標(biāo)進(jìn)行定性化后,就得到了用“0”和“1”表示的所有路段的相似性矩陣。

④建立線性規(guī)劃模型

布點(diǎn)的目標(biāo)是所布設(shè)的監(jiān)測器既能反映出所有基本路段的流量，又能使得布設(shè)的點(diǎn)位最少，所以目標(biāo)函數(shù)表示最優(yōu)目標(biāo)是布點(diǎn)規(guī)模最少。約束條件要考慮路段相似性，要求相似路段中至少有一條路段布點(diǎn)；設(shè)備總數(shù)的限制；布點(diǎn)成本的限制。具體模型為：

x_a＝0

其中，x_j表示路段j是否安裝設(shè)備，x_j＝1表示安裝，反之x_j＝0表示不安裝；s_ij為確定相似度指標(biāo)，s_ij＝1表示i路段與j路段相似；R為設(shè)備總數(shù)；c_i為單個(gè)設(shè)備成本，C為總成本；x_a＝0表示第a路段不允許安裝監(jiān)測設(shè)備。

模型求解步驟如下：

①根據(jù)輸入的路段流量矩陣，計(jì)算出路段的相關(guān)系數(shù)矩陣。

②將相關(guān)系數(shù)矩陣的元素與設(shè)定的閾值α比較，大于α則設(shè)為1，否則設(shè)為0，得到路段相似矩陣(0-1矩陣)。

③調(diào)用整數(shù)線性規(guī)劃函數(shù)，相似矩陣作為約束條件，并附加約束條件：決策變量的取值區(qū)間[0,1]，求出目標(biāo)函數(shù)最小時(shí)的決策變量取值。

在上述四個(gè)模型的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還包含了數(shù)據(jù)融合模塊，數(shù)據(jù)融合模塊將上述四個(gè)模型進(jìn)行融合，根據(jù)用戶對(duì)四個(gè)目標(biāo)側(cè)重點(diǎn)不同，對(duì)其設(shè)定相應(yīng)的權(quán)值，綜合考慮四個(gè)模型的約束條件，得到滿足用戶四方面要求的尾氣監(jiān)測設(shè)備總體布點(diǎn)模型，求解該模型最終得到基于車輛軌跡與流量的機(jī)動(dòng)車尾氣遙測設(shè)備布點(diǎn)方案。數(shù)據(jù)融合的具體實(shí)施步驟為：

①根據(jù)用戶對(duì)四個(gè)目標(biāo)的側(cè)重程度，對(duì)其設(shè)定相應(yīng)的權(quán)值各權(quán)值與對(duì)應(yīng)模型的目標(biāo)函數(shù)相乘，求和得到總目標(biāo)函數(shù)：

min Z＝λ₁(-Z₁)+λ₂Z₂+λ₃(-Z₃)+λ₄Z₄

其中，Z表示總目標(biāo)函數(shù)，Z_i,i＝1,2,3,4表示上述四個(gè)目標(biāo)函數(shù)。由于最大有效監(jiān)測數(shù)模型和特殊類型車輛模型中目標(biāo)函數(shù)為求Z₁和Z₃最大值，故對(duì)這兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)取負(fù)；

②綜合考慮四個(gè)模型的約束條件，建立總布點(diǎn)模型：

min Z＝λ₁(-Z₁)+λ₂Z₂+λ₃(-Z₃)+λ₄Z₄

x_a＝0

③求解該模型得到基于車輛軌跡與流量的機(jī)動(dòng)車尾氣遙測設(shè)備布點(diǎn)方案。

總之，相比于已有的監(jiān)測器布點(diǎn)方案，本發(fā)明更易理解、操作性更強(qiáng)，在城市交通車流量監(jiān)測、道路空氣質(zhì)量監(jiān)測、酒駕抽查等方面具有重要意義。

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)。