基于网格模型与K-Means算法的交通状态演变特征

为利用海量网约车轨迹数据实现对城市交通状态的高效识别与分类,对成都市网约车轨迹数据进行预处理,构建城市交通状态识别网格模型,根据模型判别网格的交通状态。利用K-Means聚类算法对不同时段的交通状态进行聚类,并将交通状态分为持续畅通型、轻度缓行型、持续缓行型、持续拥堵型4种类型,从时间维度和空间维度分析不同网格的交通状态演变特征。结果表明:研究区域内交通状态相对稳定,持续拥堵区域分散,持续缓行区域较为集中。基于网格模型与K-Means算法的交通状态识别方法能够实现对交通状态的快速判别与聚类,可实现对不同城市交通状态的识别。     

城市区域机动车排放定量评价方法

搭建了机动车车载排放测试平台,获取了实际排放数据。对轻型车比功率进行了分区,得到了3种排放污染物的质量排放率。基于OD数据反推,将速度和加速度作为输入参数,采用排放模型和交通仿真模型,计算了城市区域的机动车排放总量与排放比例。计算结果表明:在晚高峰时段,CO、HC、NOx3种排放污染物的小时排放量分别为163.364 7、19.453 9、77.701 8kg;轻型车、中型车和公交车的CO排放比例分别为65.45%、29.57%、4.98%;轻型车、中型车和公交车的HC排放比例分别为57.68%、26.03%、16.29%;轻型车、中型车和公交车的NOx排放比例分别为48.11%、4.63%、47.26%;轻型车和中型车是CO和HC排放控制的重点,而公交车为NOx排放控制的重点。     

轻型汽车ASM排放特性

应用加速模拟工况排放测试方法对3000多辆在用轻型汽油车进行了排放测试,通过对实验结果进行统计分析,研究了车辆CO、HC、NOx的排放特性,通过回归分析得出了CO、HC、NOx的排放值与车辆行驶里程、车龄的数学关系式。结果表明车辆行驶里程从1.0×105km增长到3.0×105km,CO、HC、NOx排放值增大约0.24～0.73倍,车龄从2a增长到10a,CO、HC、NOx的排放值增长约1.7～2.0倍,4a内车龄车辆的CO、HC、NOx排放不合格率在10%以下,10a以上车龄CO、HC、NO排放不合格率大于20%。     

基于MOVES的车辆排放因子测试

应用机动车排放模拟器(MOVES)的微观层次对车辆的排放因子进行了数值模拟,采用便携式排放测试系统对试验车辆进行实际道路尾气排放测试,基于测试结果从排放因子角度对MOVES输出的模拟值进行验证。分析结果表明:在城市快速路上,大型货车CO_2、CO、NOx、HC、PM排放因子的模拟值与实测值的比值分别为1.40、0.72、1.01、1.05、1.05;在城市主干道上,大型货车CO、NOx、HC排放因子的模拟值与实测值的比值分别为0.70、1.07、1.07,而CO_2和PM排放因子的模拟值与实测值的比值分别为1.63和2.12;在城市高速路上,小型客车HC排放因子的模拟值与实测值的比值仅为0.34,而CO_2、CO、NOx排放因子的模拟值与实测值接近,其模拟值与实测值的比值分别为1.22、1.05、0.86;在城市主干道上,小型客车CO_2和NOx排放因子的模拟值与实测值接近,其模拟值与实测值的比值分别为1.20和1.10,而CO和HC排放因子的模拟值与实测值的比值分别为2.25和0.53。测试结果在一定程度上反映了MOVES预测车辆排放因子的准确性,表明使用MOVES模拟机动车排放因子时,需要对相应参数进行修正,才能更加真实地反映机动车排放水平。     

基于网络核密度的网约车上下客热点识别

为分析网约车上下客热点的时空分布特性,利用网约车订单数据,构建基于网络核密度估计的上下客热点识别模型,采用回归模型对热点进行聚类和分级。通过研究区域划定、数据清洗和筛选,引入以路网距离为度量的网络核密度估计方法,基于非均质网络方向延展和网络距离衰减效应,对工作日和非工作日的特征时段内网约车上下客点的核密度值进行估计。采用零膨胀负二项回归模型对核密度值进行聚类,识别出研究区域的热点路段分布及其等级。通过与平面核密度估计结果对比分析,本文提出的网络核密度估计方法体现了上下客热点在路段和交叉口的分布特点,表征了实际的交通需求与路网结构的关系。研究结论为优化城市网约车的运营管理、提高城市居民出行效率提供理论依据。     

冷EGR系统对柴油机排放影响的试验研究

研究冷EGR(废气再循环)系统对柴油机排放影响的规律。在不同负荷工况下,在涡轮增压柴油机R4105ZD上分别采用热EGR系统、冷EGR系统以及不采用EGR系统进行试验,研究3种试验条件下柴油机NOx、HC和CO的排放规律;通过试验分析EGR冷却温度对NOx排放的影响。试验结果表明:与不采用EGR系统和采用热EGR系统相比,柴油机采用冷EGR系统时,可有效降低NOx和CO的排放,但对HC排放的影响规律不显著;EGR的最佳冷却温度约为55℃。     

基于机器学习的网约车合乘出行碳减排状态预测

网约车合乘出行可有效提高车辆运输效率，与常规网约车出行相比具有显著的碳减排潜力。然而，现实中网约车合乘出行能否真正减少碳排放受多方面因素影响，往往存在较大差异与不确定性。为识别碳减排潜力较大的网约车合乘订单，提出一种基于机器学习的网约车合乘出行碳减排状态预测模型，并解析其碳减排机理。首先，基于成都市真实的网约车合乘订单与轨迹数据，应用COPERT(COmputer Program to calculate Emissions from Road Transport)排放模型分别计算合乘出行碳排放量及其替代的独乘出行碳排放量，进而得到合乘出行相比独乘出行的碳减排量。然后，基于历史的合乘行程碳减排及其订单特征数据，训练XGBoost(eXtreme Gradient Boosting)模型以预测未来潜在合乘出行的碳减排状态。最后，采用ALE (Accumulated Local Effects)分析方法对预测模型进行特征变量解析，以识别影响合乘出行碳减排状态的关键因素。结果显示：研究区域内平均每次网约车合乘出行可减少碳排放307.23 g，但仍有15%的网约车合乘行程未能实现减碳；XGBo...     

柴油公交车燃用不同替代燃料的排放特性

采用OBS-2200车载排放检测系统,分析了柴油公交车实际道路工况的气态排放特性.使用的燃料分别为纯柴油、天然气制油(GTL)与生物柴油,道路工况主要包括市区主干道、次干道和快速路.分析结果表明:公交车燃用各类燃料的CO、HC、NOx和CO2的道路瞬时质量排放率均与瞬态车速变化有良好的跟随特性.公交车燃用各种替代燃料的气态污染物质量排放率随车速增加总体呈上升趋势,其中HC和CO2的质量排放率随车速增大,基本呈线性增加趋势,CO和NOx的质量排放率在中低车速区域随车速上升呈现增加趋势,而在高车速区域有所降低.与主干道、次干道相比,公交车在快速路上燃用各种燃料的气态污染物的排放因子都是最低的.与纯柴油相比,不论是质量排放率还是排放因子,生物柴油和GTL柴油的CO和HC排放都有所下降,且生物柴油的降幅更大一些.从全路况范围来看,纯生物柴油的CO和HC排放最低,纯生物柴油的NOx排放要高于柴油.全路况下,纯天然气制油、体积比为20％天然气制油、体积比为20％生物柴油的CO2排放要低于纯柴油,但纯生物柴油的CO2排放要高一些.     

基于ASM（稳态工况法）在用汽油车NOx排放特性研究

环境保护是当前汽车发展的最重要的问题之一,ASM的实行有利于减少汽车对大气的污染,特别是对NOx排放的严格监控。文章选取近10万辆车测试结果进行研究,研究表明汽油车的NOx不合格率高于HC和CO,特别是10年以上的车NOx排放不合格率高达36％;汽油车NOx排放随着车龄的增加而增加,且7年以上开始快速增加;汽车排量对NOx排放影响较小,而不同品牌的车NOx排放相差可能较为明显;测试过程中测试工况对排放的影响较小。     

左转车道设计对交通排放的影响研究

文章结合基于VSP（Vehicle Specific Power）的交通排放模型和交通仿真模型VISSIM,对左转车道设计对交通运行和交通尾气排放（CO、HC和NOX）的影响进行研究。结果表明,单纯的设计左转车道虽然提高了左转车流所拥有的通行能力,但是不仅不能降低车均延误和平均停车次数,而且还会导致CO、HC和NOX 3种气体的尾气排放量升高,建议对于左转车道应设置左转专用信号相位或进行停车线提前设计。     

面向实际交通状态的混合动力汽车能耗和CO2排放模型

由于混合动力汽车与传统燃油车的能耗排放因子具有差异性，导致机动车交通路网能耗排放的量化评估存在不确定性。本文建立混合动力汽车在实际交通状态中的能耗和CO2排放因子测算模型，基于车辆比功率VSP(Vehicle Specific Power)作为车辆行驶状态与能耗排放之间耦合关系的表征参数。通过引入内燃机转速区分内燃机开启和关闭工作状态，并计算内燃机开启状态下VSP对应的平均能耗率，同时，建立能够解析混合动力汽车能耗排放产生机理的VSP分布。通过收集典型行驶工况下车辆测试油耗数据和北京市车辆实际行驶轨迹数据，验证了模型的准确性，并应用模型测算混合动力汽车不同速度区间下的油耗和CO2排放因子。研究结果表明：在城市行驶工况(UDDS)和高速行驶工况(HWY)中，模型测算能耗排放因子与真实值的平均相对误差分别为3.7%和-1.7%，与不考虑内燃机开启状态相比，测算误差减少5.6%和4.3%；在实际交通状态下，采用传统燃油车的测算方法会导致混合动力汽车行驶平均速度为高速区间时油耗和CO2排放量被低估，当行驶平均速度为低速区间时油耗和CO2排放量会被高估。     

行车速度对北京市机动车排放因子的影响

为方便交通管理部门及时、准确地了解路网排放情况,采用MOBILE6.2排放模型对北京市机动车的综合排放因子进行了测算。根据北京市气象、地理数据,以及北京市机动车的种类分布、车龄分布、里程分布和累积里程等确定模型所需参数,应用模型计算不同速度下北京市机动车的HC、VOC、CO、NOx、PM综合排放因子。模拟北京市机动车高峰、平峰使用工况,采集单车道路实测排放因子数据,通过实测排放因子修正MOBILE6.2模型参数。修正后模型的排放因子与行车速度之间的关系更接近北京市的实际排放情况。     

中国民航飞机大气污染物排放测算及预测分析

民航是我国重要运输方式之一，但相对于道路等其他运输方式，有关民航飞机对大气污染物排放测算及预测的研究较少. 基于国际通用的油流量法及LTO循环法对我国民航飞机HC、CO、NOx、SO2和细颗粒物排放进行测算及预测，并进行实证分析. 结果表明，我国民航飞机油耗及污染物排放整体呈上升趋势，油耗预计2040 年达到峰值11 826 万t.2018 年，HC， CO，NOx，SO2，PM2.5，PM10排放分别达到11 167，86 785，1 260 131，63 264，11 149，11 359 t，排放强度分别为0.09，0.72，10.44，0.52，0.09，0.09 g/(t ·km).HC 排放在2010 年达到峰值15 433 t， CO 预计将在2025 年达到峰值141 038 t，NOx 和SO2 排放预计在2040 年达到峰值，分别为 235.35万t，11.83万t.     

基于测试数据的公交车分时段排放物排放速率估算方法

通过数据融合的方法,利用交通管理系统产生的公交车运行数据和尾气排放试验产生的测试数据,以细分的速度区间作为融合通道计算出公交车对应HC、CO、NOx排放物的分时段排放速率(g/s)和全天排放总量,并对数据融合的原理以及适用性、代表性、融合通道的选择等问题进行了讨论。提供了可以与车流量结合,对机动车排放的时空分布进行估算的一种方法。     

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利用车载尾气排放检测系统（PEMS）对捷达轻型车在高速公路人工收费（MTC）和电子收费（ETC）两种方式下的大量尾气排放数据进行了收集和比较。分析结果表明ETC能降低所有污染物的排放,但NOx的降幅却远低于HC和CO的降幅。应用车辆比功率（VSP）模型方法进行了深入的排放预测研究,研究发现[-2, 2]是收费站尾气排放预测的重要VSP区间。对[-2, 2]进行VSP区间细分后,排放预测的准确度得到了提高。对车辆速度、VSP、NOx累积排放的全面分析解释了NOx降幅低于其他污染物的原因。最后对利用排队长度的排放预测模型进行了研究,发现该模型不适用于MTC方式下的NOx排放预测。     

CACC车辆跟驰建模及混合交通流分析

建立协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)车辆跟驰模型,并分析不同CACC比例下的混合交通流通行能力,尾部碰撞安全及交通排放.考虑车辆期望车头间距随速度动态变化的交通流特性,建立基于非线性动态车头间距策略的CACC跟驰模型,推导不同CACC比例下的混合交通流基本图模型,分析CACC提高通行能力的交通流运行机理.设计高速公路上匝道瓶颈数值仿真实验,评估不同CACC比例下的车辆尾部碰撞安全隐患,以及油耗、CO、HC、NOx的排放.研究结果表明,本文建立的CACC模型能够在交通流速度基本不变的情况下,以较高的交通流密度显著提升通行能力,同时有利于车辆尾部碰撞安全风险及交通排放的降低.     

基于机动车比功率的单点信号配时优化模型

为减少车辆延误和交通排放,基于机动车比功率提出信号交叉口红、绿灯期间污染物排放因子的标定方法.根据运筹学和交通流理论,以车辆延误和排放最小为目标建立单点交叉口信号配时优化模型.考虑小汽车尾气中的CO、HC和NOx三种污染物,利用 VISSIM 软件设计交通仿真实验,使用MATLAB软件编制参数标定和模型求解算法,根据车辆行驶状况数据标定每条车道组每种污染物的两类排放因子,并验证双目标信号配时优化模型.结果表明,与仅降低延误相比,双目标优化模型所获最优信号配时方案能使车均延误降低19%、交通排放减少11%.研究成果能有效减少交叉口延误和排放,为建立考虑交通排放的干道信号配时优化模型奠定理论基础.