公交车能耗排放监测与仿真系统

以公交车能耗数据为基础,对城市公交车的能耗排放特征进行分析,采用路网模型再现公交车能耗和排放,确定公交车能耗排放状态变量随时间与空间变化的分布规律,提出公交车能耗排放监测与仿真平台,并详细阐述系统的设计和建设方案,为监督行业绿色发展、制定行业节能减排发展规划以及企业运输管理提供准确的基础数据和科学依据。     

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。     

路段公交专用道对车辆燃油消耗与污染物排放的影响分析

本文利用微观仿真软件（VISSIM）对研究对象进行微观交通流模拟,并将得到的车辆运行状况数据用数据库方式输出,转换后作为综合模式排放模型（CMEM）计算油耗和排放所需要的输入文件。用该方法以南京市太平北路为研究对象,模拟将该路段的最外侧混行车道改造为公交专用道后对交通流及油耗和排放的影响。模拟结果表明：该设置明显改善了公交车的交通流运行情况,并能够有效减少公交车的燃油消耗及尾气排放;但是对整体路段的总体机动车而言,该设置使得路段平均燃油消耗率及HC、CO和NOx的平均排放因子少量增加。     

混合动力城市公交车节能环保效益分析与研究

通过对6类城市公交车(5种混合动力公交车和1种常规柴油公交车)污染物排放(HC,CO,NOx和PM)和能量消耗两个方面的性能进行测试,结合在北京市121公交线路中的实际运行成本分析,将混合动力城市公交车的排放、能耗以及运营过程中的成本与常规柴油车辆进行对比研究,分析混合动力公交车相对于同等级纯柴油公交车带来的节能环保效益.研究结果表明:混合动力城市公交车具有良好的节能环保效果,节能环保效益最好的车型在生命周期内能够收回较常规柴油车辆多出的全部成本增量;在车辆生命周期内,5辆不同类型混合动力城市公交车累计可节省燃油14.05万L,减少污染物的排放量达5.28 t;当节油率达到了26%,除了产生巨大环保效益外,在车辆生命周期内可以收回全部成本增量.     

实际道路运行条件下公交车颗粒物排放测量与分析

在实际道路运行条件下,测量了一辆公交车颗粒物(PM)排放的粒数及质量浓度.分析了不同行驶工况下颗粒物排放浓度随粒径大小变化的分布特征,研究了转速和加速度两个工况参数对颗粒物排放的影响关系.结果表明:实际行驶工况下公交车PM排放的主体在1.5 μm以下,其中300 nm以下的PM占粒数排放总量的88%,300 nm～1.5 μm 之间的PM占质量排放总量的84%;加速工况下PM粒数排放相对于匀速工况激增5～6倍,质量排放激增10倍以上;急加速工况会产生最严重的PM排放,浓度高达1.0×108 个/cm3;实际道路运行条件下公交车的颗粒物粒数和质量排放因子分别为2.72×1014个/km和0.468 g/km.     

基于能源链的纯电动公交车全生命周期CO2减排效果研究

为准确量化纯电动公交车CO₂减排效果,更好地推动纯电动公交车在城市公交领域的推广应用,本文从能源链角度对纯电动公交车全生命周期的CO₂减排效果进行了研究.基于能源消耗数据,构建了基于能源链的纯电动公交车全生命周期CO₂排放模型;采用单因素敏感性分析法对排放模型的主要影响因素进行了分析,并基于此采用情景分析法建立了CO₂ 减排效果分析方法;通过实际案例及情景设置分析了现阶段及不同场景下纯电动公交车的CO₂减排效果.结果表明：在相同运营环境下,相比柴油公交车,纯电动公交车能源链全生命周期每百公里可以实现CO₂减排61.20%;在设定的不同情景下,2025年,2035年,2050年纯电动公交车的使用将分别实现每天CO₂减排134 712.36 t,253 566.80 t,326 323.74 t.     

充电式串联混合动力公交车性能仿真

利用仿真软件ADVISOR建立了应用模糊控制策略的串联混合动力公交车的仿真模型;按照充电式混合动力的定义,对模型的参数重新进行匹配;从动力性能、燃油经济性能、尾气排放性能三个方面,对仿真结果,进行了对比分析.研究结果表明:串联混合动力公交车的动力性能较好;与原串联混合动力公交车仿真模型比较,充电式串联混合动力公交车模型在燃料经济性与尾气排放性上有更好的表现.     

基于极限学习机的公交行程时间预测方法

以公交车GPS数据为基础,建立了基于极限学习机方法的公交站点间行程时间预测模型.依据GPS数据在站点附近的特征表现,定义了公交车到站临界点,并分析了临界点处车辆的5种运行状态;提出了公交车到站时刻估算方法,进而得到公交车行程时间数据;通过分析公交车行程时间数据内在特征,确定了极限学习机模型关键参数及其纬度;最后,以长春市88路公交车GPS数据为基础进行了方法验证.结果表明,所用ELM方法预测误差约为11%,并与应用广泛的BP神经网络、RBF神经网络、SVM进行对比分析,发现ELM方法在满足精度前提下拥有更快训练速度与预测可靠性.     

绿色公交 让城市生活更美好

随着城市公共交通的发展,其带来的大气污染、噪声污染、震动污染对城市居民的影响也越来越受到人们的关注。大力发展绿色公交,积极推广清洁环保能源、高效节能、高负载率、低排放的绿色公共交通工具,成为实现城市和城市交通可持续发展的必由之路。城市理想绿色公交那么,哪些是适宜城市发展的绿色公共交通工具呢？据有关数据表明,相对于传统动力公交车,节能与新能源公交车能显著地降低单位运力能耗、减少单位运力排放。     

B10餐厨废弃油脂制生物柴油公交车应用性能

以国三和国五公交车为研究对象, 对其燃用柴油与B10餐厨废弃油脂制生物柴油进行了应用研究, 以柴油为参照, 分析了B10餐厨废弃油脂制生物柴油对公交车动力性、燃油经济性、排放性与可靠性的影响。研究结果表明: 国三与国五公交车使用B10餐厨废弃油脂制生物柴油的最高车速、直接挡25~70 km·h-1全油门加速时间、0~70 km·h-1全油门起步加速时间等动力性能与柴油相当; B10餐厨废弃油脂制生物柴油国三、国五公交车HC、CO、PM和固态PM2.5数量排放低于柴油, 其中HC分别降低7.1%、11.1%, CO分别降低9.2%、8.0%, PM分别降低36.8%、8.4%, 固态PM_2.5数量分别降低4.7%、23.5%;B10餐厨废弃油脂制生物柴油对国三、国五柴油公交车NO_x排放影响存在差异, B10国三公交车的NO_x排放比柴油增加7.9%, 但B10国五柴油公交车NO_x排放降低11.2%;在16个月的试验应用期间, 柴油公交车燃用柴油与B10餐厨废弃油脂制生物柴油的月平均百公里油耗随时间变化趋势一致, 受夏季使用空调的影响, 公交车在夏季(7~9月) 的月平均百公里油耗较高; 国三、国五公交车燃用柴油与B10的月平均百公里油耗样本服从正态分布, 其分布均值分别为38.67、38.60、39.06和39.27L, B10公交车的百公里油耗与柴油相当; 与柴油比较, B10公交车油路故障率有所升高, 油水分离器和燃油滤清器是故障率相对较高的零件。应采取措施改善餐厨废弃油脂制生物柴油的氧化安定性, 严格控制其水含量, 改善B10餐厨废弃油脂制生物柴油公交车的可靠性。      

基于GIS的车辆排放监测辅助分析平台开发

车辆排放监测是掌握车辆实时、动态排放信息及相关影响因素的主要手段。以车载排放测试系统（PEMS）获得的数据为基础,基于ArcGIS Engine平台,研究开发基于GIS的车辆排放监测辅助分析平台。平台可以帮助处理车辆实时的位置、速度、行驶路线、道路状况等状态信息,以及车辆污染物的排放信息,并且可以重复、直观再现上述信息。平台具有文本数据读取、自定义车辆符号显示、车辆轨迹的查询与绘制、车辆最新位置信息提取与定位、专题地图制作与输出、车辆路线数据输出等功能,可以有效帮助研究人员开展车辆排放的相关研究。     

车辆排放对大气污染的模糊监测及神经预测模型

以车辆排放对大气污染为研究对象,在综合考虑车辆排放对大气污染影响因素的基础上,构建车辆排放对大气污染的模糊监测指标体系。通过模糊集的相关理论,建立车辆排放对大气污染的监测模型,并采用熵权法确定指标权重系数,利用模糊可变模型计算监测值对各监测级别的综合相对隶属度,界定车辆排放对大气污染的等级程度。通过大数据分析,根据神经网络理论构建车辆排放对大气污染的预测模型,并利用MATLAB软件实现预测过程。应用结果表明,车辆排放对大气污染的监测模型可有效界定车辆排放对大气的污染程度,车辆排放预测模型能预测短时间内大气中污染物浓度,具有较高可信度,研究成果对解决车辆排放对大气污染有较好的指导意义和实用价值。     

基于HBEFA 的城市交通温室气体排放模型—— 以北京本地化建模为例

交通温室气体排放和空气污染越来越受到国内各城市的广泛关注.控制温室 气体排放和污染物排放的关键是找到排放的源头并进行科学量化,从而制定有针对性的 政策措施.鉴于我国目前还没有发布全国性的交通排放评估方法,本文基于欧洲道路排放 因子模型并结合北京实际的道路交通运行工况和车辆结构数据,采用自下而上的建模方 法,利用车型分类、交通状态、工况单元和活动水平进行模型的数据划分,使用平均速度 （V）、行驶过程中停车时间比例（SP）和相对正加速度（RPA）三个特征值作为描述工况单 元的统计特征参数,借用计算机仿真构建了本地化的交通排放因子库,并在此基础上开 发了基于交通活动水平的交通排放测算模型.该模型不仅能够建立北京市的交通能源消 耗、温室气体排放和污染物排清单,而且能够与宏观交通模型无缝衔接,评估不同的交通 政策对交通减排的潜在影响.     

缓解城市交通拥堵的CO2减排效益评估方法研究

城市交通拥堵是导致城市交通碳排放快速增长的重要原因. 分析影响城市交通碳排放的关键因素,收集现有碳排放因子,开展车辆排放测试,建立不同道路类型和服务水平的城市交通碳排放因子数据库. 对ASIF 方法进行改进,基于城市交通拥堵的分类方法,提出中观尺度的城市交通缓堵减排效益评估方法和模型. 以成都市为例,开展城市调研、数据采集与分析、模型运算,评估成都全年城市交通的碳排放总量,其中,交通拥堵的碳排放占48.2%. 设置4种正向减排发展情景和3种反向恶化发展情景,分析不同情景下的碳排放效果.     

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.     

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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。     

考虑车辆排放的城市信号交叉口优化控制研究

运用了考虑排放和延误综合指标的城市信号交叉口信号配时方案,针对车辆在交叉口处不同运行特征下排放量的不同,提出了将车辆通过交叉口的运行特征与排放因子结合的方法,得出了车辆在交叉口的排放模型.在此基础上建立了考虑车辆排放和延误综合指标的城市交叉口信号优化控制模型,并运用改进的遗传算法求解模型,计算结果显示该模型减少了车辆的排放,有效地缓解了城市信号交叉口处车辆排放不易消散的问题.     

交通拥堵与温室气体排放

缓解拥堵项目可减少温室气体排放,但基于单个变量(如仅基于出行距离)的CO2排放预测并不精确.为了准确预测缓堵项目减少的CO2排放量,利用车辆运行检测技术、车辆活动数据库及根据车辆类型设计的排放模型,通过分析速度与排放的关系绘制速度-排放曲线,并结合交通运行检测数据,评价缓堵策略、速度管理策略、交通平滑策略等交通运行管理...     

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许多研究表明机动车的尾气排放量与车辆的瞬时速度、加速度密切相关。为了制定控制机动车尾气排放的有效策略，必须建立一个能够模拟车辆瞬间运行状况的微观模拟平台来评估机动车尾气排放。本文结合微观交通模拟模型VISSIM和微观尾气模型CMEM，建立了微观交通尾气模拟平台。选取北京市海淀区的部分主要道路构建实例分析路网，并对其交通运行状况和尾气排放进行评价。本文首先建立了车辆的瞬间尾气排放率、燃料消耗率与瞬时速度、加速度之间的关系；然后，对研究路网的各种车型的尾气排放量进行分析和计算；最后，通过两个假设方案，对不同的交通管理与控制策略对于尾气排放的影响进行分析。