仿真技术在道路交通大气环境影响分析中的应用研究

交通大气环境影响分析是交通可持续性发展研究中重要的工作内容,对于道路交通规划与管理具有重要意义。采用微观交通仿真软件TSIS中的CORSIM排放模型,研究机动车车型、平均车速、车辆加减速度与污染物排放率的相关关系,提出了道路交通路网机动车大气污染物排放总量计算方法。以某城市主干道相关区域路网作为研究对象,将道路条件、交通流量、交通管理控制措施等因素集成于仿真系统中,研究机动车对相关路网道路环境的影响,利用TSIS彩色成图技术表现出路网中各个路段大气污染严重程度,评价方法直观、生动。     

不同交通组织方式下路网环境效益评价分析——以苏州龙湖地块路网为例

随着城市路网结构逐步完善,越来越多的区域路网进行单行交通组织形成微循环系统。目前传统的单向交通研究集中于基础理论研究,缺乏环境效益评价。以苏州市龙湖地块路网为例,采用交通仿真软件Q-Paramics进行高峰小时车载排放仿真,定量评价采用单向交通组织措施前后的机动车污染物瞬间排放率及排放总量。研究结论表明:采用单向交通组织措施后,地块路网机动车污染物的瞬态排放率及排放总量有所减少。     

基于实证分析的城市道路机动车不同类型等效排污模型研究

通过对上海市杨浦区典型路段机动车污染物排放量的测试试验,并对在用机动车的排放水平诸多实际影响因素的分析,以路段上机动车不同类型为研究对象,结合实际试验数据,计算出机动车不同类型的排放因子,揭示实际路网机动车污染物排放与机动车不同类型的对应关系,建立机动车污染排放的数学模型,在有效控制机动车污染物排放量的基础上进行交通规划。     

基于TSIS二次开发的大型活动交通消散仿真研究

大型活动的频繁举行,给城市交通组织管理工作带来很大压力.大型活动消散中交通流的时空变化较为复杂,是交通管控工作的重点所在.文中介绍了基于交通流微观仿真软件TSIS的二次开发原理,结合大型活动交通消散过程仿真要求,利用TSIS外部程序接口编写了动态链接库程序,对原TSIS仿真平台进行了功能的拓展,实现了对路网内指定节点进行的外部控制,从而实现了大型活动机动车流交通消散过程的模拟.     

基于交通风条件多点进出城市地下道路CO污染物浓度分布特性预测模型

多点进出城市地下道路结构形式复杂且位于城市人员密集区，机动车在行驶过程中排放的污染物(CO、NO_<i>x等)不仅将对隧道内驾驶人员的健康产生影响，同时还会给隧道洞口附近民众的居住环境及健康带来影响。为此，以机动车流排放污染物CO浓度分布规律为重点研究对象，依据质量守恒定律、并联风路理论，并结合上海和长沙4条隧道现场实测以及1∶8缩尺模型试验研究方法，开展了关于多点进出城市地下道路交通风以及机动车流排放污染物扩散特性的研究；基于研究结果，提出了交通风条件下多点进出城市地下道路机动车流排放污染物CO浓度分布特性预测模型构建方法，包括交通风速V_r、对流传质系数h_m和扩散特征系数K等关键参数的确定方法；长沙市营盘路湘江隧道实测结果验证了该模型的有效性，交通风以及污染物浓度预测模型计算值与实测值的误差评估值I_A分别为0.992和0.916。当已知隧道结构特征和交通特征时，利用该计算模型即可预测评估多点进出城市地下道路内沿机动车行驶方向各断面的平均交通风速、机动车流排放污染物CO平均浓度；同时可定量评价各分(合)流匝道对主隧道CO浓度分布特性的影响规律。研究结果可为多点进出城市地下道路科学选址及其通风系统优化设计与节能运行提供参考依据。     

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。     

机动车道路排放的实时测试系统开发及试验研究

在OEM-2100基础上开发了一种机动车道路排放实时测试系统,并在实际道路上进行了轻型车的实时排放测试。计算了路段排放因子和排放总量,分析了车辆各行驶工况所占时间和排放量比例以及平均排放率,研究了各工况下机动车尾气污染物的贡献率,为准确测定交通流中单车污染物提供一种可行的方法。该测试系统为建立排放模型提供数据依据,对于评价交通控制改进措施和智能交通系统对排放的影响具有重要的意义。     

城市交通出行方式对能源与环境的影响

社会经济的快速增长使得人们的出行日益频繁,从而导致城市机动车保有量迅速增加和能源需求及其大气污染排放不断上升。本文以上海为例,应用LEAP模型,研究了在确保交通需求增长的前提下,发展不同的交通出行方式对能源需求和大气污染物排放的影响。结果表明,调整上海市交通发展模式,即有序发展私人交通、大力发展公共交通对于减少全市道路交通能源需求,减缓供应压力,降低大气污染排放具有重要意义。     

基于降低碳排放的道路交通运行策略研究

在我国目前的“双碳”政策背景下,以天津市为例,通过对天津市市内六区的交通出行现状指标进行梳理,提出道路交通污染物排放影响因素,进而从技术手段以及管理政策角度出发,针对不同影响因素,制定控制机动车总量、优化交通结构、提高交通运行效率、加强车辆排放监管等几个方面相应的政策以及采取技术手段,以缓解天津市目前CO、NOx、HC、PM等机动车污染物的排放压力,从而实现整个城市层面的交通运输领域节能减排目标。     

拥挤收费实施效果的系统动力学分析

为了准确描述城市交通系统的运行现状,建立了城市交通系统各要素因果关系,明确了交通拥挤产生的原因以及拥挤收费的作用机制。考虑交通与经济、人口、环境等因素的相互关系,引入机动车限购政策的影响,构建了拥挤收费实施效果分析的系统动力学模型。以交通指数、路网平均速度、NOx排放情况为研究对象,从交通和环境两方面综合考察政策实施效果。以北京市道路交通运行现状为背景,对2015~2020年北京市道路交通运行状况及交通环境进行预测;结果显示,仅以缓解拥堵为目标,拥挤收费价格为16元/车次时效果较好,更高的定价可能导致道路资源浪费;而综合考虑缓堵和减少排放时,收费11元/车次,即拥挤收费价格略低于出行者平均每次出行时间价值时,能够兼顾交通和环境的改善。     

基于交通仿真的低碳交通策略评价方法研究

研究了交通领域低碳策略的分类,构建了不同层次交通仿真模型与低碳交通策略评价的对应关系,提出了交通仿真技术在低碳交通策略方案评价中的应用步骤。结合交通仿真模型输出数据特点、低碳策略评价的侧重点,选取碳排放量和机动车污染物排放量作为低碳策略评价的主要指标。在此基础上,以秦皇岛2020年规划路网为分析对象,开展了不同出行方式比例下低碳类指标的对比分析研究,以说明基于交通仿真的低碳交通策略评价方法的可行性和有效性。     

城市道路车辆排放测试与模拟

以长春市部分主干道为试验研究路段,采用一种车载排放测量仪器在实际道路上进行了单车排放试验,运用多项式回归的方法,整合车辆运行状况和排放数据,建立了单车实际道路微观排放模型。利用合作开发的基于路径的微观交通仿真系统与单车微观排放模型的有机结合,开发了一种可预测不同交通状况下交通干道排放的有效系统,并进行了仿真计算。结果表明:该系统不但可估算并预测车辆在某一路段的污染物排放水平,还可评价交通管理改进措施对车辆排放的影响。     

基于路网子图空间的交通流平衡分析方法

通过定义路网子图空间,提出了基于路网子图空间的Wardrop平衡原理,建立了相应的交通流平衡分析模型,并通过实例阐释了偏态均衡路网交通流的形成机理与演化过程。研究表明:该模型能够很好地解释包括新路开通期的路网交通流、换乘子图空间路网交通流、收费道路偏好子图空间路网交通流等多种情形下由于网络结构被差异性地认知所形成的偏态均衡路网交通流现象,为多标准下交通流的平衡分析建立了新途径;该分析方法有助于道路网络结构设计与道路网络管理方案的优化。     

考虑健康损失的路阻模型的构建

运用高斯烟羽模型计算机动车尾气排放量,然后利用支付意愿法定量分析健康损失,同时考虑延误和健康损失构建考虑健康损失的路阻模型。根据实例,分别使用Transcad和新的路阻模型计算出2个路阻,并进行交通分配。结果显示2次交通分配的路网流量不同,表明考虑健康损失的路阻模型影响了人们的出行选择,可有效解决主干路拥挤,增加次干路车流量,协调整个路网车流量均衡,提高路网交通效率。     

交通事件检测算法的参数敏感度研究

在交通事件发生条件下,对交通流占有率、车辆占有率、速度3个特性参数进行分析,研究交通参数对于交通事件检测算法的敏感程度。通过TSIS交通仿真软件获得交通流的实时数据,最终得到交通事件检测算法中交通流参数的选择方法。     

基于路段交通量的趋势增长--概率分配路网交通量预测方法

结合中国西部地区路网的现状,以路网中各路段的历史交通量调查数据和区域经济资料为依据,利用多元回归模型对路网的正常交通量进行预测;以现状路网正常交通量为基础,利用概率分配法对新建或改建路网的转移交通量和诱增交通量进行预测,形成基于路网路段交通量调查资料的趋势增长———概率分配路网交通量预测方法。该方法继承了个别推算法的优点又摈弃了总量控制法的缺点,可操作性强,适用于西部地区的路网。     

基于交通环境承载力的公路网交通量预测

提出将交通环境承载力相关理论应用到公路网交通量预测中,提出基于交通环境承载力的公路网交通量预测模型。从环境系统污染物的输入输出模型出发,构建基于大气污染承载力的公路网交通量预测数学模型,实现基于大气环境的交通量控制目标,为交通规划部门制定可持续的交通发展规模提供科学决策依据。     

基于数据预测的区域道路状态模糊判别

区域路网交通状态判别是实施区域交通管理控制和交通诱导的基础。为有效且有前瞻性地描述区域路网拥挤状况,提出了1种基于时间序列数据预测和主成分分析相结合的模糊综合定量评价方法。以路段平均速度和交通流量为描述交通拥挤状况的参数,利用时间序列预测模型对数据进行预测;将路网中各路段的平均旅行时间作为总延误的影响因素;再利用主成分分析法确定各个路段对区域拥挤的影响权重;最后运用模糊综合评价法对区域路网拥挤状况进行评估。以山西省临汾市实际路网为例,通过 Vissim 交通仿真软件和 SPSS 数据统计分析软件对算法进行了仿真验证。仿真结果表明,该算法能够有效地预判城市区域的交通状况,为交通管理、控制和诱导提供准确的依据。      

基于交通仿真软件的交通组织方案评价研究

结合交通规划软件TransCAD的OD矩阵反推和仿真软件Vissim动态交通分配仿真的技术优势, 提出了一种较实用的交通需求OD推算方法和城市路网动态交通分配仿真技术,建立了城市路网动态交通分配仿真流程,使仿真效果达到了从宏观到微观系统分析路网规划方案以评价路网交通性能与管理效果的目的,并运用该技术方法对重庆市南坪交通枢纽改善工程组织方案进行比选,得出了交通组织方案的优劣.