区域道路运输减排措施评估方法及系统与流程

本发明涉及道路运输减排，特别是涉及一种区域道路运输减排措施评估方法及系统。

背景技术：

1、如何评估货运交通减排措施的效果至关重要。目前，国内外学者已经开发了多种货运交通减排措施效果评估方法，主要包括以下几种：

2、排放清单因子法。基于货运交通活动数据和排放因子来估算排放量的传统方法。该方法简单易行，但数据需求量大，且排放因子的准确性会影响评估结果。模型模拟法。模型模拟法利用计算机模型来模拟货运交通系统的运营和排放情况。该方法可以模拟不同减排措施的实施效果，但模型的构建和验证需要大量真实的数据。实地调查法。实地调查法通过采集货运交通活动数据和排放数据来评估减排措施的效果。该方法数据准确可靠，但耗时费力，且推广应用范围有限。综合评估法。综合评估法结合多种方法的优势，对货运交通减排措施的效果进行综合评价。该方法可以更加全面地反映减排措施的效果，但需要综合考虑各方法的优缺点。

3、现有的评估方法，如交通调查和排放因子法，虽然在一定程度上提供了排放数据，但往往存在数据收集成本高、更新周期长、精度不足等问题。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种区域道路运输减排措施评估方法，用于解决现有的评估方法存在数据收集成本高、更新周期长、精度不足的技术问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种区域道路运输减排措施评估方法，包括：获取目标区域内全部车辆的车辆基础信息和原始轨迹数据；其中，所述车辆基础信息包括：vin码、车牌号、排放标准、能源类型、总质量、车辆型号、车辆类型、车辆所属物流企业、车辆服务行业、油耗以及排放因子；所述原始轨迹数据包括：vin码、数据发送时间、车辆点火状态、经度、纬度以及车速；获取所述目标区域内不同行政区划、企业的基础信息，划定每个对象的地理围栏；其中，所述地理围栏的模式包含：行政区划级别模式以及企业级别模式；按照需求将所述目标区域切割成多个不重叠的地理围栏，并对各地理围栏设置不同的围栏编码；对目标区域内每个车辆的轨迹进行行程划分，并提取每个行程的特征数据，形成行程数据库； 确定每个行程的起点和终点的地理围栏，并以每个行程的起点和终点对应的围栏编码对每个行程进行o-d标记；统计每日目标区域内所有o-d的行程从，建立所有o-d的标准o-d行程从集合，并建立流量变化后的行程删减和增加规则；若具有区域交通结构调整需求，确定o-d拟优化问题，并依据行程删减和增加规则进行删减或增加行程，形成优化行程从集合；若具有能源结构调整需求，确定涉及车辆的清洁化方案；计算区域交通结构和/或能源结构调整前后的污染物和碳排放量，并按照需求输出。

3、于本发明的一实施例中，所述按照需求将所述目标区域切割成多个不重叠的地理围栏，并对各地理围栏设置不同的围栏编码包括：若选择按照仅包含行政区划的划分，则将所述目标区域切割成多个行政区划级别模式的地理围栏，并使用行政区划编码模式对各地理围栏设置不同的围栏编码；若选择按照包含行政区和企业的划分，则将所述目标区域切割成一或多个行政区划级别模式的地理围栏以及一或多个企业级别模式的地理围栏，并对行政区划形式的地理围栏使用行政区划编码模式设置围栏编码以及对企业级别模式的地理围栏使用企业编码模式设置围栏编码；其中，行政区划级别模式包括：省级模式、市级模式、县级模式以及街镇级模式。

4、于本发明的一实施例中，所述对目标区域内每个车辆的轨迹进行行程划分，并提取每个行程的特征数据，形成行程数据库包括：从各车辆的原始轨迹数据提取指定时间以及区域内的轨迹数据；由提取的每个车辆的轨迹数据确定行程的起点与终点，切分为一或多个行程，并记录每个行程的起点与终点的时间和经纬度信息以及行程id号；计算每个行程的特征数据；其中，所述特征数据包括：总行驶里程、平均速度以及速度分布；将每个行程的起点与终点的时间和经纬度信息、行程id号、特征数据以及对应车辆的vin码储存在一起，形成行程数据库。

5、于本发明的一实施例中，所述确定每个行程的起点和终点的地理围栏，并以每个行程的起点和终点对应的围栏编码对每个行程进行o-d标记包括：确定每个行程的起点和终点的地理围栏，并以每个行程的起点和终点对应的围栏编码对每个行程进行o-d标记；将每个标记o-d的行程的起点和终点的围栏编码通过行程id号和对应车辆的vin码与对应行程的起点与终点的时间和经纬度信息以及特征数据绑定在一起。

6、于本发明的一实施例中，所述建立所有o-d的标准o-d行程从集合包括：统计每日不同o-d的行程从，并统计每个o-d的日总行程中位数，并将该总行程中位数所对应日期的行程从集合作为对应o-d的标准o-d行程从集合；所述流量变化后的行程删减和增加规则包括：若目标地理围栏变化的总流量为负数时，则从标准o-d行程从集合中对应的行程从中删除相应数量的行程；若目标地理围栏变化的总流量为正数时，则从其他日期的对应该目标地理围栏的行程从中随机选取相应数量的行程补充到标准o-d行程从集合中对应的行程从中。

7、于本发明的一实施例中，所述确定o-d拟优化问题，并依据行程删减和增加规则进行区域交通结构调整，形成优化行程从集合包括：若确定为货运枢纽流量优化问题，指定目标地理围栏降低流量，查找以目标地理围栏为起点以及终点的所有行程从，并确定指定目标地理的总流量下降比例，依据行程删减和增加规则进行区域交通结构调整，形成优化行程从集合；若确定为货运枢纽点位调整问题，指定两个目标地理围栏交换流量，在行程从数据库中查找以两个目标地理围栏分别为起点以及终点的所有行程从，并确定降低流量的指定目标地理的总流量下降比例，依据行程删减和增加规则进行区域交通结构调整，形成优化行程从集合。

8、于本发明的一实施例中，若确定的货运枢纽流量优化问题为点问题，指定一地理围栏作为目标地理围栏降低流量，查找以该目标地理围栏为起点和终点的所有行程从，确定目标地理围栏的总流量下降比例，并计算目标地理围栏减少的总流量，依据行程删减和增加规则从查找的所有行程从中进行行程删减或增加得到优化后的行程从；若确定的货运枢纽流量优化问题为线问题，指定两个地理围栏作为目标地理围栏降低流量，查找分别以两个目标地理围栏为起点和终点的所有行程从，确定一目标地理围栏的总流量下降比例，计算目标地理围栏减少的总流量，依据行程删减和增加规则分别从查找的所有行程从中进行行程删减或增加得到优化后的行程从。

9、于本发明的一实施例中，若确定为货运枢纽点位调整问题，确定一地理围栏为降低流量的目标地理围栏以及确定另一地理围栏为增加流量的目标地理围栏，查找以降低流量的目标地理围栏为起点和终点的所有行程从为第一行程从集合，查找以增加流量的目标地理围栏为起点和终点的所有行程从为第二行程从集合，且将以降低流量的目标地理围栏以及增加流量的目标地理围栏为起点和终点的行程从作为目标行程从；确定降低流量的目标地理围栏的总流量下降比例，统计降低流量的目标地理围栏减少的总流量，依据行程删减和增加规则对第一行程从集合中的所有行程从进行行程删减或增加得到优化后的行程从；统计降低流量的目标地理围栏增加的总流量，并计算增加流量的目标地理围栏的其他行程从的总流量下降比例，依据行程删减和增加规则对在第二行程从集合中扣除目标行程从后剩下的各行程从进行行程删减或增加得到优化后的行程从。

10、于本发明的一实施例中，所述计算区域交通结构和/或能源结构调整前后的污染物和碳排放量，并按照需求输出包括：基于排放量计算规则，计算区域交通结构调整和/或能源结构调整前所有行程从行程的每个最小轨迹片段的pm、nox、vocs以及co2排放量；基于排放量计算规则，计算区域交通结构调整和/或能源结构调整后所有行程从行程的每个最小轨迹片段的pm、nox、vocs以及co2排放量；根据需求输出目标车辆在需求区域进行区域交通结构以及能源结构调整前后的pm、nox、vocs、co2减排量；其中，排放量计算规则包括：根据对应车辆的基准油耗因计算车辆轨迹中每个最小轨迹片段的最小轨迹片段燃料消耗量；基于每个最小轨迹片段的最小轨迹片段燃料消耗量计算每个最小轨迹片段的co2排放量；基于每个最小轨迹片段的最小轨迹片段燃料消耗量以及对应车辆的pm排放因子、nox排放因子和vocs排放因子，计算每个最小轨迹片段的pm、nox、vocs以及co2排放量。

11、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种区域道路运输减排措施评估系统，包括：车辆数据获取模块，用于获取目标区域内全部车辆的车辆基础信息和原始轨迹数据；其中，所述车辆基础信息包括：vin码、车牌号、排放标准、能源类型、总质量、车辆型号、车辆类型、车辆所属物流企业、车辆服务行业、油耗以及排放因子；所述原始轨迹数据包括：vin码、数据发送时间、车辆点火状态、经度、纬度以及车速；地理围栏划分模块，用于获取所述目标区域内不同行政区划、企业的基础信息，划定每个对象的地理围栏；其中，所述地理围栏的模式包含：行政区划级别模式以及企业级别模式；区域切割模块，用于按照需求将所述目标区域切割成多个不重叠的地理围栏，并对各地理围栏设置不同的围栏编码；行程数据块生成模块，用于对目标区域内每个车辆的轨迹进行行程划分，并提取每个行程的特征数据，形成行程数据库； o-d标记模块，用于确定每个行程的起点和终点的地理围栏，并以每个行程的起点和终点对应的围栏编码对每个行程进行o-d标记；规则建立模块，用于统计每日目标区域内所有o-d的行程从，建立所有o-d的标准o-d行程从集合，并建立流量变化后的行程删减和增加规则；区域交通结构调整模块，用于若具有区域交通结构调整需求，确定o-d拟优化问题，并依据行程删减和增加规则进行删减或增加行程，形成优化行程从集合；能源结构调整模块，用于若具有能源结构调整需求，确定涉及车辆的清洁化方案；评估模块，用于计算区域交通结构和/或能源结构调整前后的污染物和碳排放量，并按照需求输出。

12、如上所述，本发明是一种区域道路运输减排措施评估方法及系统，具有以下有益效果：本发明结合轨迹大数据，并运用od算法对轨迹进行标记，再基于“交通结构-能源结构”问题，对标记过od的轨迹进行进一步操作，从而获取“交通结构-能源结构”调整政策下的大气污染物和温室气体排放量及其空间分布，进而解答货运电动化、水水中转、海铁联运以及场站优化等措施所带来的区域减排效益。