城市混合道路行驶工况的能量利用率研究

随着机动车保有量的不断增加,汽车燃油消耗迅速增加,能源短缺问题越来越严峻。汽车的污染物排放、燃油消耗量和运行经济性受汽车实际行驶工况的影响较大。在分析国内外行驶工况研究现状的基础上,根据车辆在城市混合道路上经历加速、匀速、减速、怠速各种工况变化的行驶情况,定义能耗、能态、能量利用率的概念,利用车辆没有制动行驶克服空气阻力和滚动阻力下的自由行驶距离构建能量利用率模型,并将此模型在我国市区的行驶工况下进行应用,计算出标准工况下的能量利用率。研究表明:车辆的能量利用率不到40%,提升空间较大,为减少能源消耗提供新的研究方向。     

并联式液压混合动力车辆的液压能量再生系统的建立及工况分析

为研究并联式液压混合动力车辆的液压再生系统,介绍了并联型液压混合动力车辆的结构及作用原理,搭建了AMESim模型。根据液压泵和马达的工作特性,确定其排量方式,制定了能量回收规则。通过AMESim与Simulink的联合仿真,在UDDS循环工况下进行了并联式液压混合动力汽车运行试验,并与其它工况相互对比。仿真结果表明:在UDDS循环工况结束时,并联式液压混合动力车辆的累计油耗比传统车降低20%,节能效果好。同时在制动频繁大、制动强度小的城市工况下,并联液压混合动力节能车辆更为适用,制动能量回收和再生利用率高,更利于节能和环保。     

网络行程时间可靠性评价方法与影响因素

采用区域划分方法研究了网络行程时间率的概率分布, 提出了基于OD对的网络行程时间可靠性指标以评价城市交通可靠性; 选取影响行程时间可靠性指标的相关因素, 建立了多元线性回归模型, 用逐步回归法求解模型, 并进行了模型参数显著性检验; 根据杭州市和北京市的网约车数据计算了网络行程时间可靠性指标, 并与高峰拥堵延迟指数进行对比, 分析了网络行程时间可靠性指标的时间和空间分布规律。研究结果表明: 在多元线性回归模型中, 规划行程时间率与等待时间、费用、距离、行程时间和OD对间行程次数这5个自变量拟合得到的决定系数为0.772, 平均行程时间率与5个自变量拟合得到的决定系数为0.857, 2个模型拟合程度均较好, 回归模型显著; 规划行程时间率回归模型中等待时间、行程时间和实际行程距离的回归系数分别为0.386、0.399与-1.286, 平均行程时间率回归模型中等待时间、行程时间和实际行程距离的回归系数分别为0.162、0.177与-0.676, 2个交通可靠性指标都与等待时间和行程时间呈正相关, 和实际行程距离呈负相关; 提出的网络行程时间可靠性指标与高峰拥堵延迟指数变化趋势一致, 较好地符合现实交通状况, 从多角度反映了交通可靠性特征, 可以为路网规划提供决策支持, 帮助居民更好地进行出行路径选择。      

基于MLR的公交车行程时间预测模型

分析了站间距离、上下车乘客数、停车延误等因素与公交车行程时间存在的线性映射关系,推导并建立了多元线性回归(MLR)模型,利用大连市21路公交车的数据,对模型进行了标定和检验,并对线性模型的误差来源进行了详细的分析和探究.重点探讨了行驶车速-行程时间线性相关性、乘客数-停站时间线性相关性、延误和行程时间线性相关性,解释了MLR标定的系数的含义,并阐述了导致MLR模型产生误差的来源,分析了非线性因素的影响.研究结果表明多元MLR模型能够解释影响因素与行程时间之间的线性因果关系,可以用来估计和预测公交车行程时间.     

城市快速路上机动车比功率分布特性与模型

在交通油耗和排放模型的研究中,利用机动车比功率（VSP）分布刻画交通状态成为了最新研究需求. 然而,现有交通工程还缺乏对常见交通参数与VSP间关系的认识,更缺乏利用交通参数求解VSP分布的模型. 为了研究交通状态对VSP分布的影响,本文利用大量城市快速路上的浮动车数据,建立了其不同行程速度下对应的VSP分布. 经分析,发现了VSP分布与平均行程速度之间的规律性特征：当平均行程速度大于20 km／h时,VSP分布近似于正态分布;分布均值为以该速度匀速行驶时的VSP值;分布标准差可表达为平均行程速度的幂函数. 基于以上发现,提出了利用平均行程速度的VSP分布数学模型,并利用该模型进行机动车油耗测算. 通过与实测油耗的对比分析,VSP分布模型可以有效用于机动车油耗测算. 本研究指出了利用数学模型描述不同交通状态下VSP分布的可能性,该模型可有效地与交通数据或模型结合,实现油耗和排放的实时量化评价.     

城市中心路内停车对行程时间的影响分析

为了寻求有效的路内停车管理策略,以避免路内停车对出行的过度影响,分析了路内停车位的空间比例、路内停车泊位周转率以及路内停车后的步行距离三个因素对行程时间的影响程度,建立了路内停车影响下的行程时间模型。数值算例验证了模型的可行性,发现路内停车对车辆行程时间的影响显著。最后,在此基础上给出了路内停车管理的相应策略。     

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在交通油耗和排放模型的研究中,利用机动车比功率（VSP）分布刻画交通状态成为了最新研究需求. 然而,现有交通工程还缺乏对常见交通参数与VSP间关系的认识,更缺乏利用交通参数求解VSP分布的模型. 为了研究交通状态对VSP分布的影响,本文利用大量城市快速路上的浮动车数据,建立了其不同行程速度下对应的VSP分布. 经分析,发现了VSP分布与平均行程速度之间的规律性特征：当平均行程速度大于20 km／h时,VSP分布近似于正态分布;分布均值为以该速度匀速行驶时的VSP值;分布标准差可表达为平均行程速度的幂函数. 基于以上发现,提出了利用平均行程速度的VSP分布数学模型,并利用该模型进行机动车油耗测算. 通过与实测油耗的对比分析,VSP分布模型可以有效用于机动车油耗测算. 本研究指出了利用数学模型描述不同交通状态下VSP分布的可能性,该模型可有效地与交通数据或模型结合,实现油耗和排放的实时量化评价.     

列车碰撞试验台气囊弹射加速仿真研究

为了提高机车车辆碰撞试验台的驱动能量,提出气囊自增长可变边界,实现了高压气体在约束且不爆破条件下长距离弹射做功.基于控制体积法,利用LS-Pre Post和LS-DYNA软件建立环形折叠气囊的弹射模型,在初始压缩和一定压力条件下,研究多节气囊的受压弹射过程和气囊构造特征对气囊弹射行为及能量的影响规律.研究结果表明:环形折叠气囊弹射模型能够反映气囊弹射加速方法的基本特性,气囊弹射加速持续并且稳定;气囊节数与弹射距离、能量输出大小和弹射试验台稳定性有关,气囊节数越多弹射作用距离越大、能量输出效果越显著,3节气囊弹射能量是1节气囊弹射能量的6倍;气囊节数越多气囊端部摆动量越大,但3节气囊弹射端部摆动量不超过7 mm,气囊弹射稳定性良好.     

基于神经网络的应急车辆行程时间计算模型

消防、救护等应急车辆的行程时间直接影响救援的质量.在分析影响应急车辆行程时间的因素基础上,选取了行驶距离和出发时刻两个影响因素,应用BP神经网络模型,建立了应急车辆行程时间计算模型,求取了影响因素对行程时间的影响重要度因子.为应急车辆的选址和调度提供了依据.     

基于卡尔曼滤波算法的公交车辆行程时间预测

通过分析公交车辆的行驶特性,利用卡尔曼滤波算法建立行程时间预测模型,并用该模型预测未来时段的公交车辆路段行程时间.预测结果表明,该方法预测精度较高,可有效地改善公交车辆动态调度效果,提高交通资源利用率,因此该方法具有推广意义.     

自动驾驶影响下的出行行为研究综述

从小汽车出行总需求、出行方式选择、在途时间利用三方面梳理了自动驾驶影响下的出行行为研究现状,分析了用于研究自动驾驶对出行行为影响的数据基础与研究方法,总结了影响自动驾驶环境下出行方式选择的关键因素,指出了出行行为研究存在的问题和未来发展方向。研究结果表明:出行总需求的相关研究主要关注当前服务不足人口的潜在出行,大多通过需求假设分析潜在的变化,在假设的可靠性和结果的准确度方面还存在不足;出行方式选择的相关研究显示车辆服务和出行属性、社会人口和家庭属性、出行习惯属性、居住地和环境属性、个人心理和偏好属性等是影响出行方式选择的关键因素,考虑到不同的研究对象、场景设计与分析方法,性别、年龄、持有驾照、家庭结构等因素对出行行为的具体影响还有待进一步检验;人们对自动驾驶时代在途时间利用的方式和受益程度的认知存在较大的不确定性与异质性,亟需理论模型来进一步讨论潜在的时间利用变化;基于自动驾驶对出行行为影响相关研究的局限性,提出了建立自动驾驶汽车的规范化描述和丰富数据采集方式,开展横向与纵向对比研究,加强各影响因素异质性的考量,辨析自动驾驶时代各类出行行为间的相互影响机制的改进方向。      

城市单向交通规划方案的能效判别法

单向交通组织规划改变了车流原有的运行状态,使得路网中各路段的交通流量和行车速度发生变化,车流在规划区域的能源消耗和废气的排放也要发生相应的变化．在已知规划区域节点0D的条件下,假定影响车辆排放因子的其他因素不改变,通过交通仿真获得单向交通规划方案的各路段的交通流量和运行车速,利用能源消耗模型和车辆排放模型,计算出单向交通和双向交通组织状况下的能源消耗和废气排放量,再运用比值法建立了单向交通规划方案的能效判别模型,对单向交通规划方案的能效进行判别．     

漫谈"城市交通"

从交通的基本概念和目标讲起,纠正了以往对交通与运输、道路与街道在概念上的误解。论述了交通与城镇发展的关系和交通对地价的影响,提出要注重交通网络规划、建设的超前性和引导性。以上海、北京和波哥大市为例,说明了出行距离和出行时耗的特征,包括出行距离和出行量、出行时耗和出行方式的关系研究。最后,从三个方面论述了交通方式的转移,其一是公交与非公交方式的转移;其二是居民收入和出行方式的关系;其三是交通工具的发展,总体上从方式转移原理、相关影响因素和发展趋势展开研究。     

基于定数理论过饱和交叉口车辆能耗研究

针对过饱和信号交叉口车辆高能耗问题,以信号交叉口整个过饱和交通状态持续时间作为研究时段,利用定数理论分析车辆排队长度、停车次数和通行时间,确定车辆在信号交叉口的减速、怠速、加速和匀速行驶时间,进一步依据车辆在不同行驶状态下的能源消耗率,建立了过饱和交叉口所有车辆第1次停车至通过停车线的平均能耗模型.为了验证模型的准确性,以某个两相位过饱和交叉口为例,对不同交通流量下的车辆能耗进行计算,并将计算结果与VISSIM仿真结果对比分析,结果表明,本文模型对过饱和信号交叉口的车辆能耗分析具有一定的合理性.同时,依据此模型分析了信号配时对过饱和交叉口车辆能耗的影响,说明了优化配时参数对于过饱和交叉口车辆节能具有重要意义.     

城市道路轻型汽车行驶工况构建

为了制定标准车辆能耗规范和标定车辆排放,优化汽车使用性能,以呼和浩特市区道路上轻型汽车为研究对象,对轻型汽车行驶工况进行了分析. 首先通过中国汽车检测工况研究和开发（China automotive test cycle,CATC）专用数据采集设备,收集了74台车辆的行驶工况样本数据,数据采集覆盖所有时段类型、道路类型、轻型车类型和驾驶员类型;其次通过加权二次构建控制不同车辆类型的比例,采用主成分分析和聚类分析预处理数据,制定短行程规则;最后将运动学片段进行裁剪和特征值分类,构建了城市道路轻型汽车行驶工况. 研究结果表明:CATC平均速度为25.87 km/h,运行平均速度为33.92 km/h、匀速比例为20.59%,怠速比例为23.72%,加速比例为28.56%,减速比例为27.13%. 与欧盟提出的轻型车循环测试工况相对比,平均速度、运行平均速度、匀速比例低于欧洲工况,加速比例、减速比例、怠速比例高于欧洲工况.      

中国交通运输能源消耗水平测算与分析

交通运输能源消耗数据已经成为决策者高度关注的信息. 论文分析了中国交通运输能耗统计数据与国际统计口径的差异,认为目前中国的统计中缺少了对社会及私人汽车、摩托车、低速汽车（农用运输汽车）等的能耗数据. 建立了基于车辆使用的交通能耗测算模型,计算了相关参数. 结果表明,依国际口径修正后,2007年中国交通运输石油能耗占全部石油终端能耗的比例为60.1％（按国内统计数据为36.4％）,交通运输总能耗在全部终端能耗中的比例为12.7％（按国内统计数据为8.1％）. 同时比较了中国和其他发达国家的交通能耗水平数据,发现中国人均能耗及交通运输能耗比例虽然相对比较低,但近几年增长迅速.     

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交通运输能源消耗数据已经成为决策者高度关注的信息. 论文分析了中国交通运输能耗统计数据与国际统计口径的差异,认为目前中国的统计中缺少了对社会及私人汽车、摩托车、低速汽车（农用运输汽车）等的能耗数据. 建立了基于车辆使用的交通能耗测算模型,计算了相关参数. 结果表明,依国际口径修正后,2007年中国交通运输石油能耗占全部石油终端能耗的比例为60.1％（按国内统计数据为36.4％）,交通运输总能耗在全部终端能耗中的比例为12.7％（按国内统计数据为8.1％）. 同时比较了中国和其他发达国家的交通能耗水平数据,发现中国人均能耗及交通运输能耗比例虽然相对比较低,但近几年增长迅速.     

基于python的汽车运行状态参数对油耗影响的聚类

随着汽车保有量持续不断上升,石化燃料消耗量也随之不断增加,汽车节能问题引人关注。为找出车辆运行工况和发动机工作状态参数对油耗的影响。文章通过OBD检测仪获取车辆运行状态参数,即怠速比例(I R)、匀速比例(C R)、加速比例(A R)、减速比例(R R)、平均速度(v A)、平均转速(N A)、热车时间(T H)、平均节气门开度变化率(P A)、平均节气门开度(T A)和平均油耗(F A)等行程片段的数据,利用Python编程语言平台,使用K-means算法对其进行聚类分析,使用轮廓系数法和手肘法确定聚类数,根据聚类结果可分析出车辆在市区内运行时,在车辆运行工况一组聚类中,处于怠速比例高的簇中,匀速比例较少,频繁地加减速行驶以致于一部分能量以加速阻力或制动时的热能形式消失,导致油耗较高。在发动机工作状态参数一组聚类中,油耗高的簇是由于其平均车速较低,发动机处于低负荷运行状态所致。     

基于服务水平的公交车能耗评价方法

以北京市公交运营和能耗数据为基础,从车型、速度、满载率和公交专用道等角度量化分析了公交服务水平与公交能耗的特征关系.研究发现,公交运行速度与百公里能耗存在负相关关系,公交满载率和百人百公里能耗也存在较为明显的负相关关系.不同车型中,单机车的百公里能耗比双层车低约30%~40%,但单机车的百人百公里能耗却比双层车高约5%~15%.设有公交专用道的路段百公里能耗明显低于无公交专用道的路段.最后,以运行速度和满载率为主要参数构建了基于服务水平的公交能耗模型,并应用此模型进行案例研究.结果表明：在满载率超过60%时,人均百公里能耗下降缓慢;当平均速度低于40 km/h时,不同车型的公交车提高行驶速度可以有效的降低人均能耗.