[发明专利]一种城市路网动态交通能耗及排放的计算方法在审
申请号: | 201410090469.9 | 申请日: | 2014-03-12 |
公开(公告)号: | CN103838971A | 公开(公告)日: | 2014-06-04 |
发明(设计)人: | 荆长林;雷利军;王振华;聂炜;景泽涛;单雅文;万蔚;王法岩;于渊;田启华;张丹 | 申请(专利权)人: | 中国航天系统工程有限公司 |
主分类号: | G06F19/00 | 分类号: | G06F19/00 |
代理公司: | 北京法思腾知识产权代理有限公司 11318 | 代理人: | 杨小蓉 |
地址: | 100070 北京市丰台区*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 城市 路网 动态 交通 能耗 排放 计算方法 | ||
技术领域
本发明涉及交通监测领域,特别涉及一种城市路网动态交通能耗及排放的计算方法。
背景技术
近年来,城市机动车保有量的增长、汽车产业的快速发展促进了经济社会的全面进步,但同时也加重了城市大气污染。基于此,人们开始重新审视交通与环境二者的相互关系。早期的路网机动车能耗排放量化研究往往基于机动车综合能耗排放因子、车辆年均行驶里程以及区域机动车保有量三个参数,从宏观层次预测区域路网机动车能耗排放总量,进而分析区域城市交通整体能耗排放污染的变化趋势。这种宏观层次的路网机动车能耗排放量化无法为环境管理者及时发现重污染路段提供指导和参考,因此需要对路网中不同路段的能耗排放进行量化评估,即开展“中观层次的路网机动车能耗排放量化评价研究”。此外对于路网中的同一路段,不同时间下路段上的机动车行驶状态、交通流量以及车型构成也会存在很大不同,即同一路段上的污染物能耗排放存在时变规律,这就需要在路网机动车能耗排放量化中考虑这一动态变化特征,即开展机动车能耗排放动态量化评价研究,这是评价和制定各种交通策略和措施的前提,是对各项措施进行有效评价的主要手段。
交通网络中排放的宏观量化一般均采用车辆行驶里程和单位里程的排放因子的乘积作为基本计算模式,其中车辆行驶里程可以由路段长度和路段上的车流量相乘计算。目前国际上常用的排放模型是基于机动车比功率(Vehicle Specific Power, VSP)分布的机动车排放模型,1999年Jose在其博士论文中提出了基于车辆速度和加速度等因素的VSP概念。VSP能够全面考虑车辆在实际行驶过程中的功率输出情况,能够很好的刻画和描述实际道路上的机动车行为特性,对油耗排放测算具有很好的确定性和可解释性。但VSP模型仅仅提供了一个用于测算油耗、排放的框架,并没有提供计算城市路网交通能耗及排放的详细方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中缺乏计算城市路网交通能耗及排放的详细方法的不足,从而提供一种能够动态计算城市路网交通能耗与排放的方法。
为了实现上述目的,本发明提供了一种城市路网动态交通能耗及排放的计算方法,包括:
步骤1)、采集样本车辆的能耗、尾气排放及工况数据;其中,所述能耗数据包括汽车发动机逐秒的能耗,所述尾气排放数据包括汽车尾气的排放量以及尾气中各种污染物的排放量,所述工况数据包括逐秒的发动机转速、发动机扭矩、汽车的瞬时速度、汽车所在位置的经纬度;
步骤2)、建立VSP-Bin分布率数据库;所述VSP-Bin分布率数据库包括多种道路等级、多种车型、多个速度区间下的VSP-Bin比例;
步骤3)、根据步骤1)中所采集的尾气排放数据与工况数据,建立排放率数据库;所述排放率数据库包括各VSP-Bin区间对应的汽车尾气中所含污染物的排放速率,所述汽车尾气中所含污染物包括NOx、HC、CO;
步骤4)、结合路网的坡度信息及路网动态的交通流量信息计算路段及区域的动态的交通能耗及排放数据。
上述技术方案中,在所述步骤4)之前还包括有建立城市路网坡度数据库的步骤,所述城市路网坡度数据库包括道路名称、道路等级、行驶方向、坡度值在内的信息;所述路网的坡度信息从该城市路网坡度数据库得到。
上述技术方案中,在所述步骤4)之前还包括有建立机动车流量数据库的步骤,所述机动车流量数据库包括道路所属区域、道路等级、道路名称、时间段、车辆类型及标准车当量数在内的信息;所述路网动态的交通流量信息从该机动车流量数据库得到。
上述技术方案中,所述步骤2)进一步包括:
步骤21)、计算各测试车辆的逐秒VSP值,然后划分VSP区间;其中,
对于轻型车计算各测试车辆的逐秒VSP值采用公式(1)实现:
VSP=v×(a×(1+ε)+g×grade+g×CR)+0.5ρ×CD×A×v×(v+vw)2/m (1)
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