文摘
公路运输是一个主要的燃料消费和温室气体排放国。最近,智能交通系统(同期)技术,可以改善交通流量和安全,开发以减少燃料消耗和汽车尾气排放。排放和燃料消耗评估模型中发挥关键作用的评价技术。基于驱动参数对车辆排放的影响分析,本文建立了一套中型汽车排放和燃料消耗模型使用真实的车辆操作和排放数据。结果表明,这些模型更适合评价环境与足够的估计精度的策略的有效性。
1。介绍
交通行业一直面临着越来越大的环境压力,由于中国近些年的快速机动化。低碳交通解决方案,比如替代石油的替代燃料,加强车辆技术,发展公共交通系统已经得到了广泛的应用。另一个,并承诺解决方案是可以顺利的实现交通流量,减少交通拥堵。除了常见的影响,越来越受到关注的间接影响,减少燃料消耗和技术排放。许多研究已经证明了改善环境的技术(1,2]尤其是在汽车导航系统包括Ecodriving [3,4]和Ecorouting [5,6]。因此,它是重要的建立排放评估模型来评估环境与足够的估计精度的策略的有效性。
汽车排放评估模型区域规划与发展发挥重要作用的排放控制策略(7]。三在建模的一般方法通常被认为是汽车尾气排放和燃料消耗8]。宏观模型使用平均聚合网络参数估计排放清单对于大型区域地区根据速度之间的关系,流,流密度。宏观模型适用于车辆的例子包括美国联邦的MOBILE69]和加州EMFAC [10]。但这些模型并不适合评估交通运营改善可以通过其策略(7]。微观模型如VT-Micro模型(11]和CMEM [12)模型估计瞬时车辆发射率使用汽车引擎或车辆速度/加速度数据。然而,很难获得大量的微观参数评估环境其策略的有效性。大多数现有的道路监控系统,如循环,远程交通微波传感器(RTMS)和浮动车数据(FCD)系统,可以很容易地获得平均旅行速度或链接点速度数据。考虑到宏观模型忽略车辆排放的瞬态变化与不同的交通状况,而微观排放估算工具需要大量输入数据,更适当的利用介观发射性质的模型评估当地的环境影响的策略。
有许多新方法包括移动估算排放企图取代现有的排放模型如移动(13]。移动包含车辆功率系数的概念,根据垂直地震剖面(VSP)和描述车辆活动和速度。垂直地震剖面被定义为每单位质量的瞬时功率的车辆,和许多研究发现方法基于垂直地震剖面更准确估计车辆燃料消耗和排放。VSP-based方法进一步发展和更好的接受领域的其他研究人员排放和燃料消耗建模(14)后的第一个应用程序(15]。VSP-based排放模型的能力,以反映瞬态发射率在不同操作模式以及汽车尾气排放估计比摘要排放模型使它被广泛利用。为了评价交通管理对燃油效率的影响,歌曲等。16)开发了一个实用模型聚合规范化燃料消耗率在不同垂直地震剖面垃圾箱。王先生和他的同事们(17)建立了一个基于垂直地震剖面和速度模型,提供见解,不同级别的巡航速度和加速度是如何影响汽车燃料消耗。此外,提高了精度和预测误差在20%以内的旅行排放和link-speed-based排放因素通过后续研究18]。Scora et al。19)结合实时交通数据以及综合模态发射模型(CMEM和EPA的举动)实时估计的环保措施。评估方法提供了更多的动态比静态发射模型和准确的环境信息。
为了提高评价的适用性和准确性的影响,右下是排放和油耗模型是必要的考虑这些模型的瞬态车辆行为。同时,介观驾驶探测器收集的车辆系统参数应用于一些它的策略,比如先进的交通监测和管理系统(20.和导航系统5,6,21]。许多现有的研究都集中在汽车排放估计和燃油消耗模型,其中一些已经申请环境影响评价(8]。然而,现有的评价通常是意识到通过直接监管和测试程序的应用汽车的燃油经济性指标是燃料消耗每100公里每单位距离等非现实的运作模式。这些模型的输入数据通常是整个行程的平均速度或一个小时,等一段时间和时间范围太宽,充分利用探测车辆技术或其他交通信息系统。因此,本文的主要目标是开发实际排放和燃料消耗的环境效益评估模型的评估策略改善区域交通流量。
节1论文的背景信息对排放和燃料消耗建模评估环境提供有效性的策略,以及回顾退出研究排放和燃料消耗模型。部分2概述了整体方法论的研究,排放和油耗模型的结果。这些模型(即环境评价有效性的策略。、生态)应用于部分路线导航3。结论和未来的工作然后提供的部分4。
2。模型的估计
轻型车辆和重型车辆占大多数的车辆。其策略更广泛应用于这些类型的车辆。因此,基于排放数据收集的便携式排放测量系统(到聚合物),介观模型建立了轻型汽油车和重型柴油车辆。为了评估环境的有效性策略,可以平滑区域交通流量,建立了车辆排放和燃料消耗模型利用平均连接速度作为解释变量。同时,每个旅行速度的垂直地震剖面分布水平被认为是瞬时驾驶等参数之间的一座桥梁车辆速度、加速度和平均连接速度,保证了评估模型的准确性和适用性。评估模型的方法是在下面几节中列出。
2.1。数据来源
我们使用收集到的数据通过车辆到聚合物在北京城市在这个研究。车辆在市区定期航线操作在不同的驾驶条件下(即。,不同的道路等级和不同交通状态)。驾驶条件是不同的,从0到100公里/小时的速度与加速度从−5 m / s25米/秒2使用实时信息,而相应的垂直地震剖面计算是−30千瓦/ t和25千瓦/ t。
2.2。模型的方法
垂直地震剖面集成车辆速度、车辆加速度、道路等级、气动阻力,轮胎滚动阻力,通常定义为瞬时功率每单位质量的车辆22]。本文简化公式用来计算垂直地震剖面为不同类型的车辆的价值。下面的简化函数(15)(1)用于垂直地震剖面的计算轻型汽油车,而重型柴油车辆的垂直地震剖面可以计算使用(2)根据现有的研究结果23]: 在哪里和车辆速度和加速度在m / s和m / s2,分别。
汽车排放的特点变化大大不同旅游条件下,垂直地震剖面分离与同等本间隔1千瓦/ t,中描述 每个垂直地震剖面本与发射率平均为不同类型的排放,分别。收集的实时信息到聚合物分为旅行片段通过不同的时间间隔和粒度的最佳时间是在下一节中讨论。每个片段都具有其平均速度作为片段分工的基础。区间平均速度分工后,VSP-Bin分布属性的平均速度计算范围。平均发射率在每个平均速度范围估计 在哪里平均发射率低于平均速度范围g / s;垂直地震剖面本指数;垂直地震剖面的发射率为本吗g / s;垂直地震剖面本所花费的时间吗在速度范围,年代;和速度范围下的总旅行时间吗,年代。
瞬时油耗与排放的计算,,使用碳平衡方法中列出的中国国家标准(24]。车辆燃料消耗汽油车和柴油车可以使用(估计5)和(6),分别如下: 在哪里和是燃料消耗的汽油车和柴油车,分别g / s;,,是,,发射率,分别,g / s。
然后排放/燃油消耗的因素在每个平均速度范围估计为: 在哪里车辆旅行时间旅行片段平均速度的范围,年代;汽车旅行距离旅行片段吗平均速度的范围公里;平均速度的汽车旅行速度范围吗公里/小时;排放(油耗)率平均速度范围g / s;和发射(油耗)因素吗。
基于先前的研究[25)和发射(燃料消耗)的关系因素与平均速度,(8)是用于汽车排放之间的拟合公式(油耗)因子和平均速度: 在哪里排放(油耗)因素,g / km;平均速度,公里/小时;,,,系数。
2.3。估计结果
图1显示了相似的特征各种轻型及重型汽车排放和油耗率垂直地震剖面的变化和垂直地震剖面(0)千瓦/ t是拐点。当垂直地震剖面值是正数,排放和油耗率表明与垂直地震剖面的增加迅速增加。排放和油耗率非常低,几乎不变的-垂直地震剖面。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
两种类型的排放和油耗率车辆见图2。如图2、排放和油耗率通常增加平均速度的增量。应该注意的是,有一个明显的提高排放和油耗率的降低平均速度范围,而利率上升速度相对较慢,当增加到一个特定的值。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
排放和燃料消耗模型建立了基于该方法。随着旅游由不同时间间隔片段对模型精度的影响和估计错误。它是有价值的探索估计误差最小,讨论最优时间粒度。连续600 -第二长时间测量旅行不同的粒度被用于验证。之间的误差建模和测量旅行排放和燃料消耗如表所示1。
表1说明建模和测量轻型汽车排放和油耗率在不同时间粒度是在良好的协议,它们之间的差别在10%。此外,粒度不那么重要影响的时间估计错误。最优时间粒度可以被视为60秒。
汽车排放和燃料消耗系数曲线和评估模型对车辆类型如图3和表2当粒度是60秒的时间。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
图3说明所有汽车排放曲线的变化趋势是一致的与现有研究成果(11,26,27]:汽车排放因素减少速度增加到一个指定的值,然后开始增加。值得注意的是,排放和燃料消耗因素的值在一个较低的平均速度大幅下降。例如,轻型汽车的价值每公里排放下降大大增加的速度,一旦速度达到65公里/小时,的价值每公里排放将增加缓慢。最优平均速度大约是65公里/小时的最低发射率210 g / km。
3所示。应用程序
许多其策略间接影响通过规范驾驶行为减少排放和燃料消耗,平滑道路交通流,提高交通效率。例如,合并区域交通控制技术可以提供一个适当的合并为车辆速度和机会,从而提高旅行速度上游交通流。提出了汽车排放和燃油消耗的因素模型被描述为平均连接速度的函数,可以收集的大多数现有的道路交通信息系统如loop-coil探测器。进一步减少排放和燃料消耗利用的有效性交通控制技术可以通过这些排放和燃料消耗评估模型。此外,本研究中所开发的模型纳入生态路线导航系统进一步证明其策略的适用性。
研究区位于北京的中心区域。基于路径规划算法,生态路线导航系统由一个动态交通信息数据库,排放/燃料估计模型和用户界面,它可以提供车辆排放或燃料。动态交通信息数据库从一个探测器收集车辆系统,它提供了旅行时间为每个链接每五间隔。这意味着只有平均旅行速度的每个链接可以获得并用于生态路线导航。
图4说明了生态路线的路线导航结果与OD对指定的时间优先路线。很明显,生态路线不同于时间优先路线。基于提出的排放和燃油消耗模型,总结了两种途径之间的比较结果表3。表中的值归一化的时间优先路线的结果。生态燃料消耗的途径是低于13.5%的时间优先路线,尽管生态路线的旅行时间长1.2%。值得注意的是,减少燃料消耗的价值是极其相似的外观减少。这个结果验证评估模型可以用来计算排放和燃料消耗在整个旅行和评估环境影响减少排放和燃料消耗。
4所示。结论
提出了一个方法建立介观排放和燃料消耗模型评估环境影响的策略。提出的模型是通过考虑到车辆的工况对车辆排放的影响,这不仅保证排放和油耗模型的准确性,而且可以估计排放和燃料消耗基于最新的交通信息系统。随着越来越多到聚合物特定的车辆数据获得在未来,模型可以估计和其他类型的车辆排放清单预计将完成。此外,它验证这些模型应用于评估的影响其技术对于减少汽车尾气排放和燃料消耗。
承认
这项工作是由中国国家973项目(不支持。2012 cb725403)。