港口空气污染及防治

一、港口空气污染及危害 1、港口空气的污染 港口空气污染的主要成分有颗粒物质（PM）、挥发性有机化合物（VOC）、氮氧化物（NOX）、硫化物（SOX）、一氧化碳（CO）、甲醛、重金属、二氧（杂）芑等。就世界范围来看，海上船舶所排出的NOX和SOX分别占总量的14％和5％。美国2000年从事商业运输的海上船舶所排出的NOX和PM分别占运输工具排放总量的7％和6％，这一数字还在逐年增长。     

航空发动机污染物排放量估算方法

借助发动机性能模型,研究了发动机性能退化对氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、未燃碳氢化合物(UHC)与碳烟颗粒(Soot)排放的影响,提出了基于飞行参数与发动机性能模型的污染物排放总量估算方法。利用ICAO排放数据拟合得到发动机地面状态下的参考排放指数,利用相对法模型得到飞行状态下的排放指数,根据航班飞行参数和发动机性能模型估算航班污染物排放总量。研究结果表明:性能退化对污染物的排放指数影响较大,仅考虑进对燃油消耗量的影响,性能退化对NOx排放总量的影响较小,但会引起CO、UHC与Soot排放总量的上升。执行中短途航班的双发民航飞机的NOx排放总量最高约为100kg,其次为CO,约为20kg,而UHC和Soot的排放总量较低,小于1kg。老化发动机的CO、UHC与Soot的排放总量增加约为10%,而NOx排放总量增加约为2%。     

信号交叉口机动车运行特性对排放的影响

平面交叉口是城市交通网络的重要节点,机动车在信号交叉口运行时工况频繁变化。为了研究信号交叉口机动车运行特性对排放的影响,在典型信号交叉口开展机动车运行模式分布特征调研;运用高分辨率的排放模型MOVES,评估交叉口不同运行工况下的CO、NOx、HC、PM10、PM2.5污染物的排放量。研究结果表明:机动车在信号交叉口经历减速、怠速、加速等工况,减速路段减速平缓,污染物排量会有所减少,其余怠速、加速通过这几个过程相对通畅路段排量都会增大,怠速时排量最大;五种污染物排放量变化对于交通拥堵的敏感性也不同,HC、PM10影响最大,其次是PM2.5,NOX受影响较小,CO最小。研究结果使公民对信号交叉口的污染物排放有直观的了解,以此来激励公民遵守交通法规,养成良好的驾驶习惯,为缓堵减排贡献自己的一份力量。     

航班飞行各阶段污染物排放量估算方法

分析了国际民航组织标准排放量模型,推导了各阶段飞行时间、推力、燃油流量等参数的计算公式,以替代ICAO标准排放量模型的飞行时间与燃油流量。考虑了大气环境与飞行参数的影响,给出了各种污染物的排放指数修正模型,以计算各个飞行阶段的排放参数。以B737-800飞机执飞"西安—烟台"航线为例,在空中交通仿真平台上运用Delphi编程计算了航班飞行各阶段的污染物排放量,分析了污染物排放量的变化情况。计算结果表明:CO2与NOx的排放主要集中在航路飞行阶段,CO与HC的排放主要集中在机场滑行阶段,4种污染物排放量从大到小的顺序依次为CO2、NOx、CO与HC,计算结果与相同条件下ICAO参考值相差绝对值不超过1%。     

基于BADA及航空器意图的四维航迹预测

为了提高航空器四维轨迹预测的准确性,提出了基于航空器性能数据以及航空器意图的四维航迹预测方法.通过统计分析航空器实际雷达轨迹数据,根据水平轨迹、高度和速度剖面等构建了航空器意图模型.采用航空器意图模型与航空器动力与运动学模型相结合的方法,考虑气象因素,基于性能数据设计了四维航迹预测模型.以国内某机场进场航班ACA025与CES2161为例进行了模拟,将预计到达时刻与实际到达时刻的误差作为评价指标,结果表明:本文提出的算法可以将通过航路点时刻的误差控制在30 s以内.      

液压制动能量回收仿真分析

针对传统汽车的节能减排,提出了液压制动能量回收系统。对某型SUV进行了参数匹配,在AMESim和Simulink中建立仿真模型及控制策略,通过仿真分析,结果显示:该液压制动能量回收系统能够显著的减少燃油消耗及主要污染物的排放。     

大型机场进场航空器联合调度模型

为减少进场航空器总延误与总滑行时间,研究了大型机场进场航空器联合调度问题;分别以跑道排序时间跨度和总延误加权和最小、被分配至远机位航班数量最少、进场航空器总滑行时间最短为目标函数,构建了跑道、停机位、滑行道三大系统的正向联合调度模型;在此基础上引入停机位再调整模型,通过调整额外滑行时间较大的航空器的停机位指派方案对滑行...     

ETC 系统的环境效益评价测算模型

ETC系统在我国的应用规模逐渐扩大.科学度量和评价ETC方式所带来的能源环境效益,是ETC系统实施效果评价的关键问题.本文提出ETC系统的环境效益评价指标和测算模型.通过获取收费站区车辆行驶特性,选定7 类典型车型开展实车排放测试实验,模拟车辆通过ETC车道和MTC车道的行驶过程,基于整车排放测试系统获取不同车型通过不同收费车道的油耗和污染物（HC化合物,CO化合物和NOx化合物）排放监测值,构建基于排队长度和车型聚类的ETC环境效益评价指标计算模型.最后以北京市的实际情况为例,得到北京市ETC系统平均单次交易所产生的环境效益测算值.以2013 年为例,北京市ETC系统的实施,预计将节约410.15 万升的燃油消耗,减少730.9 t 污染气体排放.     

天然气公交车推广使用现实问题分析

天然气是一种环保、清洁、高效的优质能源,是优良的汽车代用绿色燃料,若推广使用可大幅减少CO（一氧化碳）、HC（碳氢化合物）、NOX（氮氧化物）、PM（颗粒物）等污染物的排放,对保护城市大气环境、提升城市品位、优化能源结构、实现经济社会可持续发展等具有重要意义。     

国Ⅳ,来了

国Ⅳ排放标准是国家第四阶段机动车污染物排放标准,目前汽车排放污染物主要包括HC(碳氢化合物)、NOx(氮氧合物)、CO (一氧化碳)、PM(微粒)等,通过更好的催化转化器的活性层、二次空气喷射以及带有冷却装置的排气再循环系统等技术的应用,控制和减少汽车排放污染物到规定数值以下的标准. 目前,我国商用车重型柴油机在技术路线上主要以SCR(选择催化还原)技术为主流路线.SCR技术可保持国Ⅲ本体结构,并拥有燃油经济性好、对油品要求较低、后续升级较容易等优势. 国Ⅳ标准是参照欧Ⅳ汽车排放标准而设定的,国Ⅳ与国Ⅲ相比,进一步降低了污染物排放限值.其中,颗粒物在国标中的限值中,国Ⅱ标准为0.15g/kwh;国Ⅲ标准为0.1 g/kwh;国Ⅳ标准为0.02g/kwh(稳态实验),0.03g/kwh(动态实验),指标与欧Ⅳ标准相同.     

碳达峰目标下中国民航CO2与NOx减排协同效益分析

民用航空作为交通运输的重要组成部分，对落实国家碳达峰和碳中和战略具有重大意义。本文构建了一套符合民航特征的大气污染物与CO2排放综合预测模型，针对民航飞机未来增 长情况和2019—2050年民航CO2和NOx排放量开展预测分析，并利用协同控制坐标系和协同减 排弹性系数评价产生的减排协同效益。结果表明，未来民航飞机年增量呈现出不断增长的趋势， 与GDP、潜在产出及劳动效率的发展关联密切。燃油效率的提高并不能改变民航CO2和NOx排放量持续增长的现状，可持续航空燃料的发展使民航CO2排放量于2045年达峰，约为3.18×108 t，并会促进NOx排放量持续增长。通过技术改进与新动力飞机的进入可消除此影响，使民航CO2排放量达峰时间提前到2040年，排放量约为2.65×108 t，在此基础上，推进可持续航空燃料的应用可使民航CO2排放量在2037年达峰，约为2.47×108 t，可见民航业无法实现2030碳达峰愿景，且研究表明，适当引进可持续航空燃料，加快对民航技术的改进和新动力飞机的应用是强化民航CO2与 NOx协同减排的最佳选择。因此短期内着力提高飞机燃油经济性；中期加速推进可持续航空燃料 的应用比例；长期依靠新型动力飞机实现零碳飞行，是民航业实现双碳的最佳路径。     

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.     

民航飞机起飞推力对油耗和排放的影响分析

起飞是飞行过程中一个非常重要的阶段。为研究起飞推力对油耗和排放的影响，基于多 种数据，建立一种耦合的起飞油耗计算方法，以广州白云机场起飞的B738、A320、A321、B737为 研究对象，比较不同方法的起飞油耗计算结果，分析推力对起飞油耗和排放的影响，并对比分析 推力调整后起飞排放的变化情况。结果表明：本文方法计算结果准确性较高，与真实数据相比，4 种机型起飞油耗平均相对差值分别为-2.32%、5.41%、2.31%和-3.80%；B738和B737随着推力的 增加，起飞油耗先减少后增加，推力在77%和81%时，起飞油耗最低；A320随着起飞推力越大，起 飞油耗越少；A321 随着推力越大，起飞油耗越多；采用推力调整后，广州白云机场 B738、B737、 A320、A321这4种机型的年起飞排放量累计可减少2499.3 t，减少率达6.4%；在各种排放物中，碳 排放量减少最多，为2471.1 t，占总排放物的98.9%，减少率达6.5%。采用推力调整减少起飞油耗 和排放对航空器节能减排有重要意义。     

城市客车燃用沼气的生命周期分析

应用生命周期分析方法建立了城市垃圾厌氧发酵车用沼气燃料的生命周期能 耗和环境排放模型,对车用沼气在原料阶段、燃料生产阶段和车辆运行阶段的能耗和环 境排放进行了分析计算,并将城市客车燃用沼气和柴油的生命周期能耗和排放指标进行 了对比分析.结果表明,在车用沼气的全生命周期内,燃料的总能源消耗比传统柴油低 9.5%,全生命周期HC、CO、NOX、PM10、SO2、CO2等6 种排放物都比柴油低.从降低生命周 期能耗和环境排放角度看,城市垃圾厌氧发酵车使用沼气是一种较好的新能源燃料;从 城市垃圾处理方式看,城市垃圾厌氧发酵车用沼气为城市垃圾处理寻找了新的途径.     

网联环境下信号交叉口车速控制策略及优化

为实现车辆在信号交叉口区域的节能减排及提高道路通行效率,本文构建基于目标车速关联的油耗排放模型,建立生态驾驶诱导车速控制策略。在加减速通过场景下以油耗、排放和通行时间为优化目标,以道路限速和不停车通过车速为约束,利用多目标遗传算法优化生态驾驶目标车速;基于MATLAB与交通仿真软件VISSIM进行不同算法渗透率及道路饱和度场景下的联合仿真,将仿真结果导入微观排放模型MOVES测算能耗排放。仿真结果表明：控制策略与无控制时相比,在高算法渗透率、低道路饱和度场景下,车辆平均速度提高13.8%,怠速工况比例下降 33%,中速巡航工况比例上升18%,能耗及N2O、NOX、HC、CH4排放分别减少6.6%及12.2%、4.0%、 6.3%、2.9%,CO排放增加2.5%。最后,依据仿真得到不同控制策略下的速度轨迹在底盘测功机上完成实车实验,实验结果表明,基于交通流优化的控制策略与无控制场景相比,能耗及 CO、 CO2、PN排放分别减少53.1%及47.6%、50.4%、39.8%,NOX排放增加13.6%。     

港口作业机械大气污染物排放研究

建立详细的大气污染物排放清单是港口企业实现精细化管理的基础,但目前有关大气污染物排放计算的研究还不充分。本文通过对大气污染物排放的计算方法分析,经过实地调研,选取本地化的污染物排放因子,采用燃料消耗法,对2013年龙潭集装箱港区主要大气污染物NOx,VOCs,CO,SOx和PM10的排放量进行计算,得出龙潭集装箱港口作业机械大气污染物排放清单,以此分析南京龙潭集装箱港节能减排潜力,并提出相应的改进措施。     

民用飞机航线平均燃油消耗评估模型研究

定量评估民用飞机的航线平均油耗水平是优化飞机型号设计、制定碳排放收费政策的前提。论文通过统计分析国内常见民用客机的航线生产运营数据,运用灰色关联分析法对影响民用飞机航线平均耗油水平的主要因素进行分析。为定量评估民用飞机航线平均油耗水平,本文建立了以航距和最大起飞重量为解释变量的非线性统计回归模型,模型的拟合优度达到0.9945。实证分析结果表明,该模型可靠性较高。     

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车载导航系统（IVNS）能提供实时有效交通信息辅助驾驶人选择最佳路径.为了探讨IVNS的市场渗透率对路网运行效益（交通效益和环境效益两方面）的影响,本文运用宏观动态交通网络模型METANET建立仿真平台,用反馈式动态交通分配模型描述IVNS路径诱导下驾驶人的行为,以总排队时间和总耗费时间作为交通效益评价指标,用反映速度—加速度关系的机动车排放和燃油消耗关系模型——VT-Micro 模型计算机动车排放量和燃油消耗量,并用货币价值量化排放减少带来的直接经济效益(包括大气污染治理费用和燃油消耗节省).对一个算例路网进行仿真,仿真结果表明：IVNS能够有效均衡路网交通,改善路网交通拥挤,尽管使NOx排放增加,却降低了HC、CO排放,减少了燃油消耗,带来了巨大的经济效益.综合考虑IVNS市场渗透率的交通效益和环境效益,建议可将市场渗透率控制在0.2~0.3左右.研究旨在为相关部门设计评价IVNS,优化路网运行效益提供辅助决策依据.     

航空器推出决策的优化研究

航空器推出决策一直是机场场面管理的重要研究方向和研究难点．目前,航空器推出决策一般是基于航班飞行计划和地面管制员而给出的,基于航班飞行计划是一种被动型不灵活的手段,地面管制员是根据人工估计滑行道的航空器架次和起飞跑道容量,从而发出推出许可指令,这种做法造成了跑道和滑行道利用率的降低．文中提出一种基于场面监视系统的航空器推出决策优化方法;然后建立了航空器推出决策优化模型,并使用最有可能状态（MLS）启发式算法进行求解;最后对武汉天河国际机场的航空器推出决策优化进行仿真验证,结果表明,优化的航空器推出决策与传统方法相比跑道利用率最大可提高4．8％．