【摘要】：道路交通排放已經(jīng)成為城市空氣污染的主要源頭之一,近年來,與節(jié)能減排相關(guān)的科學決策對交通排放模型提出了兩方面新的要求:(1)將交通排放源與其他污染源納入統(tǒng)一考量標準,以支持從規(guī)劃層面統(tǒng)籌制定和實施節(jié)能減排策略,為此,需要將交通排放與其他污染源的排放評價結(jié)果在時空上進行對接;(2)對路段交通狀態(tài)參數(shù)敏感,以實現(xiàn)對交通管理控制措施的減排效果進行準確地量化評價,以適應(yīng)靈活的微觀減排方案。傳統(tǒng)的排放模型,比如MOBILE模型,選擇行駛周期表征機動車的行駛狀態(tài),難以滿足上述要求。為此,美國環(huán)保局在2009年發(fā)布了新一代排放模型MOVES,并開始選擇比功率分布表征機動車的行駛狀態(tài),以實現(xiàn)路段水平和小時間粒度的交通排放評價。但是建立實際道路的比功率分布要求采集大量的機動車行駛軌跡數(shù)據(jù),需要較多的經(jīng)費和時間投入,目前的MOVES仍然沿用MOBILE中的行駛周期計算比功率分布,這樣會導致排放計算結(jié)果出現(xiàn)較大的不確定性。在過去的數(shù)年間,北京在開發(fā)新一代交通排放模型的過程中,采集了數(shù)以億計的機動車(包括輕型車、公交車和貨車)在實際道路的行駛軌跡數(shù)據(jù),采用直接統(tǒng)計的方法,建立比功率分布圖譜庫來代表機動車在實際道路的平均行駛狀態(tài)進行路段交通排放評價。本研究重點分析了建立輕型車比功率分布圖譜所面臨一系列關(guān)鍵的機理性問題,并給出解決建議。研究的結(jié)論對基于比功率分布的交通排放模型開發(fā)、應(yīng)用和優(yōu)化具有參考意義,所應(yīng)用的方法論對“交通排放的不確定性分析”這一課題的研究具有積極的借鑒意義。研究的主要發(fā)現(xiàn)可以總結(jié)為以下六個方面:(1)特定車型、道路類型和平均速度的比功率分布與機動車在實際道路的平均行駛狀態(tài)之間的映射關(guān)系是一一對應(yīng)的,利用比功率分布、路段平均速度和交通量可以實現(xiàn)高分辨率的交通排放評價。(2)比功率分布隨交通量增加而收斂,基于比功率分布的交通排放計算結(jié)果是實際道路交通排放均值的無偏估計,排放計算誤差的置信上限隨交通量增加而遞減,二者的關(guān)系可以用冪函數(shù)進行描述。(3)比功率分布在不同時空條件下具有良好的一致性。相鄰年份的比功率分布、同一地域內(nèi)各區(qū)域間的比功率分布的排放計算誤差均不超過3%。(4)職業(yè)駕駛行為和非職業(yè)駕駛行為對應(yīng)的比功率分布之間存在顯著差異。本研究推薦分別建立職業(yè)駕駛行為和非職業(yè)駕駛行為對應(yīng)的比功率分布圖譜庫,這樣可以減少約13%的排放計算誤差。(5)高速公路和城市快速路的比功率分布之間存在顯著差異;主干路和次支路的比功率分布之間也存在顯著差顯異。在排放模型結(jié)構(gòu)設(shè)計方面,本研究推薦采用“高速公路/城市快速路/主干路/次支路”的道路類型,可以比“快速路/非快速路”的道路類型減少約14%的排放計算誤差。(6)在實際道路的交通排放評價中,不同的交通量、采用職業(yè)駕駛行為比功率分布替代非職業(yè)駕駛行為比功率分布、道路類型選擇快速路/非快速路均會造成較大的不確定性。案例分析結(jié)果表明:三者造成的排放計算誤差分別約為37%、5%和7%。
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X734
【圖文】：

北京交通大學博士學位論文?緒論??的行駛狀態(tài)進行路段排放評價，其科學性和可行性均己具備。北京在開發(fā)新一代??交通排放模型的過程中，即通過采集大量機動車在實際道路的行駛軌跡數(shù)據(jù)，建??立各種車型的比功率分布圖譜來代表機動車在實際道路的平均行駛狀態(tài)，開發(fā)了??如圖１－２所示的“城市路網(wǎng)機動車污染排放動態(tài)檢測系統(tǒng)”原型，用于評價城市??路網(wǎng)中高等級路段在每個時段的排放強度。該系統(tǒng)容易與其他部門的污染源監(jiān)測??結(jié)果在時空上對接，同時可以為交通節(jié)能減排措施的有效性提供數(shù)據(jù)支持。生態(tài)??環(huán)境部計劃將該系統(tǒng)所采用的排放模型整合到新一代中國機動車排放清單模型??（Ｃｈｉｎａ?Ｖｅｈｉｃｌｅ?Ｅｍｉｓｓｉｏｎ?Ｍｏｄｅｌ，?ＣＶＥＭ２．０）。??

確定當前機動車行駛狀態(tài)所屬的駕駛模式，在排放率模塊中查詢當前速度－駕駛??模式組合對應(yīng)的排放率；最后將每個時刻的排放率求和，即為機動車在一個行程??的排放量。ＣＭＥＭ模型的軟件界面和排放計算原理如圖２－４所示。??ｕ?：?ｒ?－?＊?：．?麵”，?ｄ??ｓ＾ｒ?：?；?－－?＇；［Ｔ｜?ｉｒ，ｉ?－?：??Ｉ’…ｉ．二１＿＿??Ｉ?Ｊ＾Ｐ?Ｔ?，＇ｉ?ｒ－ｉｒｌ?．．．．．．?？一??；ｒ；：：?ｍｉ?????９ｔｍ?ｏ－?ｔ＾？ｗ？—?？＞＊??：ｉ?Ｒ??＾?＊＊ｇ＊？?？＜？？?物》１細．｜｜＜１＜．＾？？．??Ａ?±＾ｆｍｍ??■?ｉ?ｓ??＾?＇．■？？—＇？］?－?－；ｔ＾｜ｉｐ?Ｉ??…?■?ｌｉＫＴｌ?Ｚ－Ｊｍ：?ｌ￡Ｔ－：??…更ｉｄ?：Ｂ｜?ｉ?１＾－?！：Ｓ?■??ｔＨＫ＿?靈蜃?丨?ＨＵｕ＾ｓ?ｍ??瞰實驗??排放率模型???ｉ???速度－行駛模式??對應(yīng)排放率??－?????．??＿車逐秒速度??］［?２；逐秒排放率

但是這一類排放模型在建立排放率模塊過程中會遇到極大的挑戰(zhàn)，挑戰(zhàn)之一即難??以實現(xiàn)高分辨率的速度和駕駛模式的組合。以加速度定義的駕駛模式為例進行說??明：圖２－５中藍色塊所示為機動車在實際道路行駛時速度和加速度的組合情況，??可以看到，每個速度對應(yīng)的加速度會在一個非常大的范圍內(nèi)變化，而排放對加速??度的變化非常敏感，這就需要對加速度進行非常細致的劃分（高分辨率）才能實??現(xiàn)對逐秒排放量比較準確的評價。但是，排放率的建立是依賴于排放實驗數(shù)據(jù)的，??且很多時候排放實驗是基于行駛周期進行的，圖２－５所示為ＮＥＤＣ行駛周期中??速度和加速度的組合情況，其中速度的步長為１?ｋｍ／ｈ，加速度的步長為０．１?ｍ／ｓ２。??可以看到排放數(shù)據(jù)僅在有限的幾十個加速度和速度組合中出現(xiàn)（圖２－５中的紅??色塊），其他速度和加速度的組合對應(yīng)的排放率則均需要采用回歸或外推等方法??獲取，排放計算結(jié)果的不確定性難以控制。??．．．．?｜?■實際道路??ｆ?■＊Ｖｆ＂?■?■■？?：?■??｜?－２?■?敵：丨録??－１０?－??０?１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０?１００?１１０?１２０?１３０?１４０??速度（ｋｍ／ｈ）??圖２－５機動車在實際道路和ＮＥＤＣ行駛周期速度和加速度出現(xiàn)的組合??Ｆｉｇｕｒｅ?２－５?Ｖｅｈｉｃｌｅ?ｓｐｅｅｄ－ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ?ｍａｔｒｉｘ?ｉｎ?ｒｅａｌ?ｗｏｒｌｄ?ａｎｄ?ＮＥＤＣ．??逐秒速度類模型在應(yīng)用中也會遇到非常大的挑戰(zhàn)
【引證文獻】

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳嬌楊;基于車重的機動車簡化能耗模型研究[D];北京交通大學;2019年

本文編號：2879186