[发明专利]基于居民出行分析的城市机动车排放量化方法

说明书

技术领域

本发明属智能交通技术领域。

背景技术

交通运输业的繁荣为城市的经济发展带来生机，但同时它所产生的能源与环境问题也为城市发展提出了新的挑战。由于中国经济正处快速增长期，机动车保有量的急剧增加，汽车的耗能比重不断提高，中国也将面临更严重的大气环境的污染问题。根据城市大气污染物来源的分类统计，在主要的大城市中80％左右的污染物来源于交通机动车尾气排放，排放的大气污染物使得人们的生存环境承受巨大的压力，随着科学发展、可持续发展的理念渗入到城市交通系统建设的理论与实践中，城市交通系统与环境的和谐发展成为了城市交通重点研究内容，机动车所排放的污染物对大气环境的影响越来越受到广泛重视。为了能够有效的控制和改善机动车尾气排放的有效措施，有必要对区域内的机动车尾气排放进行定量分析、定性判断，以供城市相关管理部门针对机动车造成的空气污染进行标准化测算，针对测算结果进行分析，从而制定有效的政策和改善措施。

为了检测和控制排放污染，进行环境评价，国内学者进行了大量研究。但对排放主要从两个方面入手：一是致力于研究单车的结构和性能，从而改善排放，控制排气污染；其二是研究道路交通流中的车辆排放特点、排放模型和影响车辆排放性能的制约因素，从而分析尾气排放对环境的影响，多集中在路段及交叉口排放评价和改善。这些研究在某些方面取得了成功并具有其实用价值，但在分析处理一定区域内城市交通系统的排放影响和量化存在一定的局限性。采用基于城市居民出行分析的机动车排放量化方法可以有效的解决上述问题。同时，城市交通调查中交通管理部门获取的大量的出行信息，这使城市居民出行数据获取提供了便利。因此本发明综合考虑城市交通出行信息、有关时空分布的交通需求、车队组成及交通与环境方面的关系，将城市居民出行信息与排放模型有机衔接，最终确立了基于城市居民出行分析的机动车排放量化方法。该方法能够准确计算出区域内机动车尾气排放总量，简便实用，国内目前尚未有具体研究成果和实际应用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述不足及实际需要，利用交通调查获取的实际居民出行状况信息与车辆排放模型结合，从而计算城市内一定区域的机动车排放量，客观准确地为城市交通广域机动车尾气排放总量估算提供必要的基础数据及重要参数。

为实现这样的目的，本发明在综合考虑城市居民出行调查数据的基础上，通过对出行特征的分析，掌握居民出行规律，进行交通量预测，利用采样车辆的GPS数据和二元回归模型获得各种交通方式的排放因子，在此基础上计算各种交通方式的机动车污染物排放量，从而计算污染物排放总的估算量。

本发明包括下列步骤：

1.分析居民出行特征，包括下列步骤：

1.1选取特定时间，以调查表的形式进行居民出行调查；

1.2对调查的数据进行整理分析，得到初始的OD表；

1.3通过抽样率确定扩样系数，进行扩样处理得到扩样后的OD表；

1.4对出行目的、出行方式、出行时间和出行强度进行分析。

2.预测交通量，为对步骤1得到的OD表进行现状居民出行模拟和未来居民的居民出行预测，包括交通的发生与吸引、交通分布、交通方式划分和交通量分配，具体包括下列步骤：

2.1根据各交通小区的OD预测各小区间的发生交通量和吸引交通量；

2.2把交通的发生与吸引量预测获得的各小区的出行量，转换成小区之间的空间OD量，即OD矩阵；

2.3以居民出行数据为基础，分析居民出行时的交通方式选择行为，获取基础设施服务水平等条件对不同交通方式的交通需求的影响规律，预测各种交通方式的分担率；

2.4将预测得到的交通小区间的分布交通量，根据已知的道路网描述，按照平衡分配方法，符合实际地分配到路网中的各条道路上，求得各路段的交通流量和V/C比。

3.通过道路实验确定排放因子，包括下列步骤：

3.1确定实验车辆，实验路线及时间，实验车辆以公交车、私家车、出租车三种交通方式为对象，分别按照该方式中比例最大车型进行实际道路试验；路线选择包含主干路和次干路且能够组成路网的四条以上道路，为路网排放分析提供基础；时间选择上下班高峰期，白天正常道路交通状况和夜晚交通量低谷三段。

3.2记录整理数据，数据主要包括OEM-2100排放数据、发动机技术运行参数、GPS车辆监测系统所测的车辆运行数据等；

3.3根据实验数据，采用速度、加速度作为变量建立二元回归排放率模型，预测区域路网中各种交通方式的排放率。