MOVES在微观层次交通排放评价中的应用研究

微观层次交通排放模型是量化机动车尾气排放、评价交通管理产生节能减排效果的重要手段.在分析MOVES(motor vehicle emission simulator)模型计算原理与输入参数的基础上,提出了微观层次输入参数的本地化获取方法.结合ETC不停车收费实际案例,借助GPS等信息设备收集了北京车辆排放数据,分别基于本地排放率和默认排放率,利用MOVES模型对交通措施的减排效果进行评价,并与实测排放数据进行对比分析.研究结果表明:基于默认排放率和本地排放率,MOVES模型在评价ETC不停车收费措施所带来的污染物削减比例上具有良好的应用效果;但基于本地排放率,MOVES模型能更加精确地预测各污染物排放因子值.      

基于移动监测的城市道路交通碳排放形成机理——以上海市为例

为了探究不同维度下交通碳排放的形成机理,明确影响交通碳排放的主要因素,研究运用多维度移动监测设备,构建了城市交通碳排放移动监测体系,并选取典型路网采集了道路、交通、气象、交通碳排放及行驶特征等信息。在微观层面,运用皮尔逊相关分析和Granger因果检验,揭示了转速、比功率参数相较速度、加速度,与车辆碳排放间存在更明显的相关性。在中观层面,运用移动监测结果对MOVES机动车排放模型进行参数标定,并运用克隆巴赫系数验证了模型可靠性;运用敏感度分析考察道路等级对机动车排放因子的影响,结果显示道路等级显著影响排放因子,从而针对各等级道路分别计算平均排放因子。在此基础上,从宏观层面考虑了不同机动车类型在不同等级道路的行驶比例,针对已有机动车碳排放模型进行了修正。研究结果显示:2014年上海市小汽车CO_2,CO,HC排放总量分别为8 271.91,76.95,2.13kt;其中,行驶里程占总里程41%的城市主干路排放分担率超过50%;道路等级是机动车排放因子的重要影响因素,城市主干路作为城市中最主要的碳排放线源,应当成为实施碳排放控制策略的重点区域。     

基于深圳本土化MOVES模型微观层次敏感性分析

为了使用户在数据资源匮乏的情况下,能够快速针对模型关键参数进行数据收集,文中在对MOVES模型进行参数本土化修正的基础上,引用经济学常用的敏感度系数(SAF)评价指标概念,通过定义的 SA F等级,进行了MOVES中速度、气象等参数对深圳市常见车型排放因子的影响程度分析。研究表明,当速度小于20 km/h时,各种污染物的 SA F在1~6之间变化,属于敏感参数;车龄为0~3年的新车其污染物的 SA F>1,各车型劣化较快;硫含量对各车型SO2排放因子的 SA F≥1,属于敏感参数,雷氏蒸汽压只对私家车的CO排放有影响;温度对柴油车型的T HC ,CO和PM2.5的 SA F≤0.1,属于不敏感参数,湿度对于中重型车、社会中大巴、公交车的 THC ,CO ,PM2.5排放因子的SA F≤0.1,属于不敏感参数。各参数针对不同车型的不同污染物,表现出不同的敏感性。      

基于IVE模型的杭州市机动车实际行驶工况下排放因子的研究

首先,利用台架试验对IVE模型中的基础排放率进行地域性差异的修正;然后,利用GPS系统获得杭州市机动车在不同道路类型和时间下的实际行驶工况;最后,应用修正后的IVE模型确定杭州市实际行驶工况下轻型车和出租车的CO和NOx综合排放因子.结果表明,对IVE模型基础排放率的修正能较好地提高模型的模拟精度;在杭州市区高峰期实际行驶工况下,轻型车CO和NOx综合排放因子分别是2.92和1.03g/km,出租车的排放因子分别为轻型车的2.0和1.7倍.     

基于MOVES的小半径圆曲线路段载重柴油车碳排放预测模型

半径小于等于550 m的圆曲线路段是车辆易产生高碳排的路段。为揭示载重柴油车在这些小半径圆曲线路段的二氧化碳排放水平变化规律,以MOVES模型为基础,应用符合我国实际情况的道路、交通、车辆、燃油等信息,对MOVES模型中的参数做本地化修正及设置。通过采用MOVES模型进行载重柴油车碳排放模拟,得到了不同平面线形及行驶速度组合条件下的碳排量数据库。在此基础上,首先采用回归分析的方法分别建立了单位圆曲线长碳排量与圆曲线半径、圆曲线长度、车辆驶入圆曲线路段的初始速度3个参数的关系模型,其次采用迭代的方法建立了小半径圆曲线路段载重柴油车累积碳排放量预测模型。通过实地油耗试验,选用IPCC碳排放核算方法,将车辆油耗数据转换成碳排放数据,对比了碳排量核算值与模型预测值,验证了模型的预测精度。结果表明:单位圆曲线长碳排量以圆曲线半径、车辆驶入圆曲线路段的初始速度这2个参数分别为变量作二次函数形式的变化,以圆曲线长度为变量作幂函数形式的变化;累积碳排量以上述3个参数为变量作多元非线性函数形式的变化;经过参数本地化修正及设置的MOVES模型可以用于我国实际道路交通条件下的载重柴油车碳排放水平预测,以MOVES模拟为基础而建立的多元碳排量模型预测值与试验实测值的相对误差平均值为6. 02%,小于10%,具有较高的预测精度,可以在无需借助MOVES模型的情况下方便、快速地估算载重柴油车在小半径圆曲线路段的碳排量。     

不同行驶工况下轻型汽车排放特性研究

采用底盘测功机模拟车辆实际运行状况,对不同行驶工况下轻型汽车HC、CO和NOx的排放特性进行了研究。试验结果表明,不同行驶工况的平均速度和行驶状态比例对轻型汽车HC、CO和NOx的排放因子影响较大。当汽车在低速工况行驶时,排放因子总体较高,随工况平均速度的增加下降明显;当汽车在中高速工况行驶时,排放因子总体较低,随工况平均速度的增加下降缓慢。同时,当行驶工况怠速及加、减速比例较高时,排放因子相对较高;当行驶工况匀速比例较高时,排放因子相对较低。因此,优化交通,减少拥堵,提高车速,对于降低机动车排放有着重要的意义。     

机动车排放因子模型研究综述

为了充分掌握机动车污染物排放规律和特征,为决策者提供科学有效的控制机动车排放的建议,研究者们致力于研究机动车污染物排放的物化原理和影响机动车污染的主要因素,并据此建立机动车排放因子模型。介绍了机动车排放的主要影响因素、机动车排放测试方法和国外几种不同机动车排放因子模型,评价了各种机动车排放因子模型的优缺点和适用范围,并且对我国的机动车排放因子模型发展进行了展望。     

基于便携式排放测试系统与BP神经网络的大型客车排放预测

以大型客车为研究对象,在长沙市的不同道路工况下进行了车载排放测试,借助道路测试得到的数据,利用BP神经网络,以逐秒的速度、加速度、比功率和油耗数据为输入,建立CO2、CO和NOx的排放预测模型,并用部分试验数据进行了验证。结果表明,CO2、CO和NOx预测结果的总体相关系数R为0.9167,线性高度相关,在整体误差水平上,CO2、CO和NOx排放因子的相对误差分别为0.0378%、0.3767%、3.7860%,该模型对大型客车尾气排放的预测效果较好。     

机动车道路扬尘与PM直接排放的测算与分析

目前对交通扬尘总量的量化及其与机动车尾气排放量的直接关系缺乏论述,且对交通行业排放率的认识存在结构性偏差.以北京市六环内道路网络为研究实例,利用中国机动车排放模型,结合交通运行参数,测算了机动车直接排放PM10的总量并对其来源进行分析.同时,参照AP-42排放因子模型,利用各类型道路的机动车行驶里程、平均车重等统计数据,测算得到交通扬尘PM2.s和PM10总量.研究结果表明:机动车直接排放PM10总量中,重型车排放占98.3%,国Ⅲ1排放标准机动车占85.4%,快速路占41.3%;交通扬尘PM10与机动车直接排放PM10总量基本相等,而交通扬尘PM2.5约为机动车直接排放PM2.5总量的1/5.若将道路扬尘计入交通源排放PM2.5的统计口径中,将显著增大交通源排放对PM2.5的贡献率.这一研究有助于科学认识北京市PM2.5的来源并为PM污染防治提供决策基础.      

降低交通排放的干线协调信号控制优化方法

为降低干线道路系统的交通排放量,基于机动车比功率改进红绿灯期间排放因子的标定方法,进而以相位有效绿灯时间为决策变量,构建使机动车排放总量最小化的干线交叉口群时空资源优化模型.分析相邻交叉口间车队延误与相位差的关系,改进以车队延误最小为目标的相位差优化模型.为验证模型,设计一个案例,根据传统方法获得参考配时方案,借助Vissim软件标定红绿灯期间的排放因子,并使用所提方法获得优化配时方案.结果显示,每种污染物绿灯期间的排放因子均明显高于红灯期间;与参考配时方案相比,优化配时方案下各交叉口车辆延误和排放量均减少8~11%.所提模型能同时降低干线交叉口群的车辆延误和交通排放量,可用于优化干线协调信号控制方案,进而缓解交通拥堵.      

综合移动源排放模型——MOVES

美国环保局发布了新一代移动源排放测算模型MOVES2010,该模型代表着排放模型开发的最新技术和研究方向。文中分析了MOVES的开发背景和系统组成,阐述了模型的基本计算原理和主体框架,从模型结构、输入输出、计算原理和结果等角度对MOVES和目前广泛使用的排放模型MOBILE6进行了对比。     

基于局部线性模型树的高压共轨柴油机排放模型

为研究面向闭环控制的柴油机在线排放模型,以1台高压共轨、涡轮增压中冷柴油机的转速、扭矩、空燃比、燃烧始点、燃烧重心、燃烧终点、最高燃烧温度、最大缸内压力等运转和燃烧的各项参数为基础,运用局部线性模型树对排放物HC,CO,CO2,NOx和烟度进行了仿真研究。研究结果表明,以转速、扭矩、空燃比为输入时,CO,CO2,NOx的仿真结果与试验值具有较好的一致性,以转速、扭矩、空燃比、燃烧重心为输入时,HC、烟度的仿真结果与试验值具有较好的一致性。各排放的期望响应与仿真输出的平均误差在10%以内,线性回归相关系数达到0.96以上。各个排放物的仿真过程单独进行时,可以得到较好的仿真效果。因此,局部线性模型树模型适用于高压共轨柴油机排放物的仿真。     

基于AMESim与Simulink/Stateflow的汽车ABS联合建模与仿真研究

通过建立AMESim与Simulink/Stateflow的汽车ABS联合仿真模型,模仿了4独立通道制动系统的整车模型在低附着制动工况下的制动过程.AMESim与Simulink/Stateflow联合建模构成的4轮整车制动模型可以考虑更多因素对汽车实际运行工况的影响.仿真结果显示,该模型能很好的模拟真实的制动工况,缩短制动距离与节约制动时间,且易于变更参数以缩短设计周期.     

基于轮胎-颗粒流动力学模型的避险车道参数匹配方案研究

为了优化山区公路避险车道参数设计方案，基于离散元基本理论与方法，建立轮胎与避险车道集料颗粒流模型。利用自主研发的轮胎性能测试系统对货车轮胎垂直特性进行了室内台架试验研究，通过检测不同输入条件下的响应，标定了轮胎颗粒流模型细观参数。采用漏斗法测量了避险车道集料休止角，结合离散元颗粒流仿真方法，对集料颗粒流模型表面摩擦因数进行了标定。基于所建立的轮胎与避险车道的集料颗粒流模型，仿真分析了轮胎在避险车道中的行驶过程，模拟了车辆在运行过程中的行驶距离、行驶速度与轮胎转速的变化趋势。在甘肃S308省道K209+400处避险车道进行了实车道路试验，试验结果验证了该仿真方法的正确性。通过所建立的轮胎-颗粒流模型对比分析了不同铺设厚度，不同集料大小下的仿真结果。综合考虑减速效果和施工成本，确立了避险车道铺设厚度、铺设长度、颗粒材料等设计技术参数。研究结果表明：离散元法能够很好地模拟车辆在避险车道中的行驶过程；考虑到颗粒固结等因素，建议避险车道铺设厚度不小于0.8 m；针对行驶速度大于90 km·h^-1的载货汽车，避险车道设计长度建议大于130 m；避险车道集料方面，建议选用粒径为1~3 cm且圆度较高的砾石作为路床材料。     

轿车发动机怠速工况CO排放统计特征

基于大量在用轿车发动机怠速工况CO排放实测数据 ,对其CO排放进行统计分析 ,得出其最优拟合分布和相应的分布参数 ,同时建立怠速工况CO排放分布密度函数和分布函数统计模型。本研究对计算轿车发动机怠速CO排放数值 ,正确评价其对城市周围大气环境所造成的污染以及排放法规的修订必将起到重要的作用     

乘用车顶部抗压性仿真

模型数据的质量和工况模拟的精度关系到产品优化效果,从而决定着产品性能。在本文所研究的乘用车顶压工况模拟过程中,将充分考虑到车辆在实际使用中可能发生情况,并兼顾车型的特征,以切实提高仿真的有效性,真正提升车辆安全性能。     

基于复合神经网络模型的四轮独立驱动电动车控制

针对四轮独立驱动电动车的运动控制，提出了一种基于Ackerman转向模型和神经网络方法的复合模型，用于对各个车轮转速进行仿真和控制。这种复合模型的特点是结构非常精简，其参数可用实际整车数据来直接整定，尤其适合于车辆的中低速运行控制。     

多样本分析在汽车内饰异响仿真中的应用

传统的仿真分析,都是根据名义设计值得到相应的名义结果,仿真结果为一个确切的值。工程实践中,材料生产、部件装配都会产生一些误差,导致实际产品偏离名义设计,从而使得实际产品表现出的性能处于一个区间。因此,传统的仿真分析方法并不能预测实际产品可能出现的全部情况。对于车辆内饰异响分析,涉及的塑料件材料参数以及卡扣连接参数,往往会在较大范围内波动。此外,随着车辆使用时间的增长,塑料和橡胶的老化也会带来材料参数的变化。因此,用名义仿真结果来预测车辆的实际异响性能,是不够稳健的。采用多样本分析方法,考虑相关参数的浮动,可以得到更加稳健的仿真结果,更好的指导异响性能开发。