基于VSP分布的油耗和排放的速度修正模型研究

论文摘要

快速机动化带来了交通能耗的急剧上升,与此同时,交通所造成的污染也日趋严重。为应对交通能耗和环境问题,我国制定了大量的交通策略以降低车辆的燃油消耗和尾气排放。如何量化评价各种策略的节能减排效果,是如今交通部门亟待解决的关键问题。通过模型对交通政策实施前后的机动车油耗和尾气排放进行预测是交通策略评价的一个重要手段,然而传统的尾气排放预测模型在考虑交通特征方面存在严重不足,无法与交通模型进行有效的衔接。在此背景下,本文基于大量车载排放检测(PEMS)实测数据和GPS数据,在分析速度与油耗和排放之间关系的基础上,建立了基于机动车比功率(VSP)分布的油耗和排放的速度修正模型。首先,基于大量的PEMS实测油耗和尾气数据,统计得到各类型车辆(国0、国I、国II、国III)的油耗率和排放率,并对车辆的排放特性进行对比分析；其次,基于大量的GPS数据,利用VSP分布刻画北京市各等级道路(快速路、主干路、次干路和支路)上的交通特性,对比分析各等级道路在不同速度区间的交通特性；在此基础上,以VSP为中间变量,将速度与机动车油耗和排放进行关联,分析速度和油耗排放之间的相互影响关系,建立各等级道路上各类型车辆油耗和排放因子的速度修正模型。最后,应用统计方法和PEMS实测数据分别对模型进行了显著性和有效性检验,并以北京市机动车尾号限行政策为实际案例,对模型进行实例应用,量化评价了尾号限行政策的节能减排效果。通过模型验证及实例应用表明,本文所提出的速度修正模型能够合理、有效地进行交通策略的节能减排效果评价。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究意义
• 1.3 研究目标与内容
• 1.4 研究技术路线
• 2 国内外研究综述
• 2.1 面向交通策略评价的油耗排放量化方法综述
• 2.1.1 油耗排放检测方法
• 2.1.2 油耗排放预测模型
• 2.2 基于交通行为的油耗排放模型修正方法综述
• 2.2.1 基于速度-加速度的油耗排放模型修正方法
• 2.2.2 基于VSP的油耗排放模型修正方法
• 2.3 本章小结
• 3 基于VSP分布的油耗和排放的速度修正模型
• 3.1 油耗和排放的速度修正模型设计思路
• 3.2 基本油耗和排放因子计算
• 3.2.1 不同类型车辆油耗率和排放率计算
• 3.2.2 不同类型车辆油耗和排放特性对比分析
• 3.2.3 不同类型车辆基本油耗和排放因子计算
• 3.3 各平均速度下油耗和排放因子计算
• 3.3.1 不同等级道路上各速度区间VSP Bin分布建立
• 3.3.2 不同等级道路上车辆行驶特性对比分析
• 3.3.3 不同等级道路各平均速度的油耗和排放因子计算
• 3.4 北京市各等级道路油耗和排放的速度修正模型建立
• 3.5 本章小结
• 4 基于VSP分布的油耗和排放的速度修正模型检验
• 4.1 速度修正模型显著性检验
• 4.2 速度修正模型有效性检验
• 4.2.1 北京市道路上实际油耗与排放测试
• 4.2.2 各平均速度下修正系数预测结果检验
• 4.2.3 路段平均油耗和排放因子预测结果检验
• 4.3 本章小结
• 5 实例应用
• 5.1 实例概况
• 5.2 路段交通特征分析
• 5.3 尾气排放影响评价
• 5.3.1 限行前后二环路各路段油耗和排放因子对比
• 5.3.2 限行前后二环路各路段油耗和排放总量对比
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 建议及展望
• 参考文献
• 附录A
• 附录B
• 附录C
• 作者简历
• 学位论文数据集