本文關(guān)鍵詞：城市道路交叉口車輛燃油消耗分析及控制方法研究　出處：《東北林業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：降低車輛燃油消耗、提高燃油利用效率對(duì)道路交通可持續(xù)性發(fā)展具有舉足輕重的作用。車輛在交叉口范圍內(nèi)的制動(dòng)及怠速行為損失了較多的能量及燃油,研究人員提出了通過優(yōu)化交叉口交通設(shè)計(jì)、信號(hào)配時(shí)方案等方法來(lái)降低車輛行駛延誤并提高交叉口通行能力,此類方法不但能夠改善車輛的運(yùn)行狀態(tài)及交叉口運(yùn)行效率,而且也能夠有效減少車輛燃油消耗量。因此,本文的主要研究工作包括以下內(nèi)容。首先,根據(jù)本文研究所需的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了相關(guān)試驗(yàn)方案,確定了試驗(yàn)流程和試驗(yàn)方法,提出了相關(guān)試驗(yàn)要求；在分析城市道路及交叉口燃油消耗試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集技術(shù)與方法的基礎(chǔ)上,采用組合式車載試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集；通過實(shí)地試驗(yàn)測(cè)試,獲取了相關(guān)車輛行駛試驗(yàn)數(shù)據(jù),提出了采用關(guān)鍵點(diǎn)法進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)處理并建立了相應(yīng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)。其次,提出了交叉口單個(gè)車輛及交通流燃油消耗分析計(jì)算方法及模型。分析了車輛燃油消耗的構(gòu)成并提出了相應(yīng)的計(jì)算方法,結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)定了車輛加速、減速、怠速及勻速燃油消耗率,計(jì)算得出了測(cè)試路線測(cè)試車輛平均燃油消耗量；界定了交叉口對(duì)車輛運(yùn)行影響的時(shí)空范圍并進(jìn)行了實(shí)測(cè),計(jì)算得到了交叉口測(cè)試車輛燃油消耗量并分析了其特點(diǎn)；基于三種車輛運(yùn)行狀態(tài)模式,探討了車輛運(yùn)行狀態(tài)模式與燃油消耗的關(guān)系。再次,以交通流理論為基礎(chǔ),分析了交叉口交通流集聚與疏散過程,得出交叉口運(yùn)行狀態(tài)恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)度是進(jìn)口道紅燈時(shí)間及初始密度與最大密度比值的函數(shù)；分析了交通流集聚的隨機(jī)性對(duì)計(jì)算交叉口車輛燃油消耗影響；以交叉口間距作為限制條件,分析車輛在交叉口的平均延誤、停車次數(shù)、排隊(duì)長(zhǎng)度等指標(biāo),分別提出了過飽和、低飽和和準(zhǔn)飽和狀態(tài)下交叉口交通流燃油消耗量計(jì)算方法并進(jìn)行了案例分析。另外,對(duì)交叉口車輛行駛阻力構(gòu)成進(jìn)行分析,構(gòu)建了交叉口車輛行駛方程,給出了交叉口車輛運(yùn)行油耗比例系數(shù)和能耗系數(shù)的概念及計(jì)算方法；基于本文的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)車輛在不同運(yùn)行狀態(tài)模式下的能耗系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算分析,提出交叉口車輛行駛速度范圍建議;基于上述結(jié)果提出了交叉口車輛運(yùn)行動(dòng)態(tài)速度控制模型并進(jìn)行了數(shù)值仿真研究。最后,分析了交叉口常用的三種信號(hào)控制策略,提出了以車輛平均燃油消耗最少作為主要優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行交叉口信號(hào)配時(shí)優(yōu)化的方法并以實(shí)際案例進(jìn)行分析；根據(jù)國(guó)內(nèi)外常用的交叉口進(jìn)口道待行區(qū)的設(shè)置類型及條件,分別提出了以燃油消耗最優(yōu)為目標(biāo)的信號(hào)控制交叉口左轉(zhuǎn)待行區(qū)、直行待行區(qū)及綜合待行區(qū)優(yōu)化設(shè)置方法；通過TRANSYT-7F和VISSIM仿真驗(yàn)證了交叉口交通管控優(yōu)化措施對(duì)車輛運(yùn)行燃油消耗的改善效果。通過研究得到如下結(jié)果和結(jié)論：測(cè)試路線測(cè)試車輛平均燃油消耗量為11.8 L/100km,交叉口燃油消耗量占總?cè)加拖牧勘壤秊?0.65%,交叉口加速及怠速燃油消耗量占交叉口燃油消耗量比例為79.2%,車輛運(yùn)行狀態(tài)模式(Ⅰ)行駛時(shí)間、加速度及加速時(shí)間、模式(Ⅱ)行駛速度及行駛時(shí)間及模式(Ⅲ)行駛時(shí)間及停車次數(shù)是影響車輛燃油消耗的主要因素；交叉口進(jìn)口道車道組的交通量與通行能力比值(V/C)對(duì)車輛平均燃油消耗具有重要影響,當(dāng)交通流處于低飽和狀態(tài)時(shí)車輛平均燃油消耗處于較低水平,當(dāng)交通流處于準(zhǔn)飽和狀態(tài)時(shí)車輛平均燃油消耗增長(zhǎng)較快,當(dāng)交通流處于過飽和狀態(tài)時(shí)車輛平均燃油消耗將呈現(xiàn)急劇增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)；車輛運(yùn)行狀態(tài)對(duì)其燃油消耗比例系數(shù)影響極大,車輛通過交叉口的燃油消耗比例系數(shù)為7.4,其中不停車燃油消耗比例系數(shù)為2.0、1次停車燃油消耗比例系數(shù)為7.2、多次停車燃油消耗比例系數(shù)為13.9,車輛以減速運(yùn)行狀態(tài)通過交叉口燃油消耗比例系數(shù)最優(yōu)且駛?cè)胨俣群退俣炔顚?duì)其有決定性影響；能耗系數(shù)計(jì)算結(jié)果表明車輛以不停車方式通過交叉口時(shí)總體的能耗系數(shù)為59.1%,而1次停車方式的能耗系數(shù)為18.1%,交叉口動(dòng)態(tài)速度控制方法能夠有效降低車輛燃油消耗；基于燃油消耗的信號(hào)配時(shí)優(yōu)化方法能夠降低交叉口車輛平均油耗約3.1%、平均延誤增加約0.8%、通行能力增加約1.0%,設(shè)置左轉(zhuǎn)待行區(qū)、直行待行區(qū)和綜合待行區(qū)與交通流燃油消耗量具有重要關(guān)系,待行區(qū)設(shè)置是否會(huì)增加或降低交通流燃油消耗量主要取決于待行區(qū)的設(shè)置長(zhǎng)度、交通流交通需求、待行區(qū)的組織方式及信號(hào)配時(shí)方案等。
[Abstract]:Based on the data base of traffic flow theory , the paper analyzes the influence of vehicle running state and fuel consumption , and puts forward the concept and calculation method of vehicle running state mode and fuel consumption . The results and conclusions are as follows : the average fuel consumption of vehicle is 11.8 L / 100km , the ratio of fuel consumption to fuel consumption in the intersection is about 50.65 % , the average delay is increased by about 0.8 % , the traffic capacity is increased by about 1.0 % , and when the traffic flow is in the quasi - saturated state , the average fuel consumption of the vehicle is about 1 . 0 % .

【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U471.23

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1390320