城市间运输货车行驶工况构建与应用

为研究城市间运输货车行驶工况特性与典型工况构建方法。运用车载数据采集系统采集了在珠三角区域城市间运输的货运车辆行驶车速等瞬态数据。基于13个工况特征参数解析工况特性,运用运动学片段理论将工况速度数据分成284个工况片,基于主成分分析和聚类分析法将工况片分成5类,选出12片代表工况片,按工况片平均速度从小到大的顺序排列,再将工况时长等比例压缩至1 800 s后最终构建出典型行驶工况。构建工况与实测样本的各项特征参数符合度大于80%,结果表明提出的典型工况构建方法可行,构建工况符合城市间货运车辆实际运行特性。构建工况的最大车速为80 km/h,主要分布在60~80 km/h,C-WTVC工况在0~90 km/h较均匀分布,平均车速为41.0 km/h,较构建工况低15.8%。基于构建工况进行重型货车排放性能仿真测算,得出CO_(2e)排放因子为764.81 g/km,较C-WTVC工况测算值低10.97%,表明运行工况不同导致碳排放测算值有较大差异。     

限行对LPG公交车工况影响与减排效果

以大型LPG公交车为对象,研究广州市限行措施对车辆运行工况及排放的影响。采用车载排放测试实时测试亚运限行前后公交试验车辆道路运行工况与排放,进行数据统计分析。结果表明,限行措施使公交车辆平均车速提升了37.9%,怠速运行时间占比下降了6.28%,低于20 km/h的低速运行时间占比下降了15.5%,20~40km/h的中速运行时间占比增加了11.1%。限行使公交车辆平均加速度增大,平均比功率VSP变大。CO、HC和NOx的平均排放速率随车速、比功率VSP增大呈先增大后降低的趋势,随加速度增大而增大。限行使公交车辆负荷率增大,排气中CO、HC和NOx的平均排放速率较未限行时有所提高。相同运行里程下,限行使公交车辆运行时间减少27.5%。综合结果,限行使公交车辆尾气中CO、NOx和HC的排放量分别降低了21.71%、10.36%和11.95%,使平均排放因子降低。限行使道路拥堵情况得到改善,有效提高了公交车辆行驶速度,减少了尾气排放。     

配置SCR的柴油货车道路运行NOx排放分析

为了研究重型柴油货车在不同道路运行工况下的NO_x排放特性,以一辆配置选择催化还原(Selective CatalyticReduction,SCR)净化系统的国V排放标准的重型柴油货车为研究对象,开展实际道路运行车载排放测试,通过车载排放测试系统实时采集车辆行驶速度、NO_x排放体积分数与排气温度等数据,分析车速、排气温度、路况等对NO_x排放的影响。结果表明,车速低于40 km/h,NO_x排放随车速增大稍有增加; 40～70 km/h,随车速增大NO_x排放降低;高于70 km/h,随车速增大NO_x排放显著降低。车速与排气温度呈线性正相关,排气温度高于150℃,SCR才能显示出对NO_x的净化效果。市区工况车速低,排温低于150℃,SCR不能有效工作;市郊、高速工况下排温高于150℃,SCR催化效率提高,车速增大,排温升高,NO_x排放降低,因此NO_x排放市郊工况低于市区工况,高速工况低于市郊工况。配置SCR的重型柴油货车NO_x高排放区主要集中在中低车速、加速区间内。     

我国航空公司CO2排放强度比较及优化措施

采用政府间气候变化专门委员会(IPCC)提出的方法测算了2005—2010年我国航空运输和典型航空公司CO2的排放量与排放强度。结果表明,我国航空运输和典型航空公司在CO2排放量显著上升的同时,其CO2排放强度却基本上呈逐年下降态势,而且民营航空公司春秋航空的CO2排放强度远低于东航股份等央企航空公司,也低于海航股份等地方航空公司。提出了通过提高客座率和载运率等降低吨千米油耗和优化CO2排放强度的若干措施。     

基于燃油消耗的北京农用机械排放清单建立

农业机械作为重要的非道路移动源之一,排放的尾气是氮氧化物(NOx)和可吸入颗粒物(PM10)的主要来源之一.介绍了基于燃油消耗量的排放清单建立方法,排放因子为单位质量燃料消耗的污染物排放量,活动水平为燃料消耗量.根据NON-ROAD模型,农用柴油机械CO、THC、NOx和PM10排放因子分别为37.71 g·kg-1、9.38 g·kg-1、51.58 g·kg-1和8.23 g·kg-1,汽油机械CO、THC、NOx和PM10排放因子分别为405.25 g·kg-1、236.05 g·kg-1、3.88 g·kg-1和5.01 g·kg-1.根据燃料消耗量估算了北京2007年农用机械尾气排放量,HC、CO、NOx和PM10排放量分别为1 643.6 t、4 615.4 t、4 296.2 t和701.6 t.与道路机动车排放量相比,农用机械排放分别占1.26%、0.50%、2.91%和4.33%.基于GIS的北京农用耕地分布,建立了农机污染物排放的空间分布.根据不同月份的燃油消耗量分析时间分布,1-2月份排放较低,3-4月份排放较高.     

超高心墙堆石坝工程的碳足迹分析

研究水利水电工程能耗对大气环境所造成的影响可为水电行业节能降耗工作提供指导,并为我国可再生能源发电技术的开展提供依据。提出采用混合生命周期评价方法定量分析大型水电工程的生命周期碳足迹,考虑材料设备生产阶段、运输阶段、施工阶段和运行维护阶段,并给出各阶段碳足迹计算方法。以糯扎渡超高心墙堆石坝工程为例,评价水电可再生能源对环境的影响。结果表明,糯扎渡水电工程在45 a内共排放815.92×104t CO2e,运行维护阶段碳足迹占生命周期碳足迹的61%,而材料设备生产阶段、施工阶段和运输阶段分别占31%、6%和2%。水泥和钢材用量及开挖和填筑的施工工艺对碳足迹影响较大。堆石坝工程碳排放因子为10.04 g CO2e/(k W·h),明显低于火电的碳排放因子,具有较高的环境效益。     

驾驶激烈程度与载荷对柴油车RDE影响研究

为探究车辆行驶动力学与排放的关系,开展驾驶激烈程度与载荷对轻型柴油车实际行驶中产生的NOx及颗粒物数量(Particle Number,PN)排放影响试验研究,参考国VI排放标准RDE试验规范,设计不同的驾驶操作模式与载荷试验方案,采集车速、NOx、PN和CO2排放浓度等数据,分析车辆运行工况特性、行程动力学特性、NOx与PN排放特性.结果 表明,激烈驾驶使得高速工况vapos-[95]超过上限值,温和驾驶使得市区工况RPA低于下限值.NOx、 PN高排放区主要出现在中高车速、中高VSP区间.驾驶激烈程度增大或载荷升高,使NOx与PN排放明显增加,同时,NOx、PN高排放区向低速、低VSP区间扩展,分布更宽广.试验的国V车辆NOx排放CF高于国VI的RDE限值,PN排放CF明显低于国VI的RDE限值.     

关中地区人为源大气污染物排放清单研究

首次以关中地区为研究对象,通过收集各排放源的活动水平数据,选取国内外研究中的排放因子,采用排放因子法“自上而下”建立了2011年关中地区人为源大气污染物排放清单.结果表明:2011年关中地区人为源SO2、NOx、CO、PM10、VOCs、NH3的排放量分别为400.254×103 t、342.412×103 t、2 731.302×103 t、573.193×103 t、350.523×1 03 t、323.312×103t.其中渭南是SO2、NOx、CO的主要排放城市,西安是VOCs的主要排放城市,咸阳是NH3的主要排放城市,咸阳、铜川同为PM10的主要排放城市;SO2、NOx、CO的主要排放源为工业用煤炭燃烧,VOCs的主要排放源为炼焦、涂料等工业生产过程,PM10的主要排放源为农田秸秆燃烧,NH3的主要排放源为农业化肥施用.清单的不确定性来自活动水平数据的不完善及排放因子缺乏本地特征两方面.为提高清单的可信度,将研究结果与其他排放清单进行比较,结果表明差异度较小.     

上海港船舶大气污染物排放清单研究

建立可靠的船舶排放清单不仅是大气环境科学领域对船舶排放影响进行定量研究的重要基础,也是管理部门制定污染减排措施和政策的重要依据.以常规大气污染物和温室气体为研究对象,采用由下而上的动力法对进出上海港船舶排放进行了研究.通过对上海港船舶进出签证数、船舶种类、吨位分布、运行工况、排放因子和燃油校正因子等多要素开展调查和分析,获得了上海港外港和内河9种船种和4种运行工况条件下大气污染物和温室气体排放总量,并结合船舶自动识别系统(AIS)确定了1 km×1 km网格精度的大气污染物和温室气体的排放空间分布.结果表明:2010年,上海港船舶排放PM100.46万t,PM2.5 0.37万t,柴油颗粒物(DPM)0.44万t,NOx5.73万t,SOx3.54万t,CO 0.49万t,碳氧化合物(HC)0.21万t;排放温室气体CO2 288.55万t,N2O 0.01万t,Cn4 0.004万t.与全市排放清单总量相比,上海港船舶排放对SO2、NOx和PM2.5的排放影响最为显著,分担率分别达到12.0％、9.0％和5.3％.其中,以远洋船为首要来源,其排放量对全市排放清单的分担率分别为12.0％、8.4％和5.1％.     

基于网联车轨迹重构的交通油耗和排放估计方法北大核心CSCD

如何基于有限的轨迹数据对油耗和交通排放进行精准地估计一直是研究的难点和热点,为解决该问题,提出了基于轨迹重构的油耗和排放估计方法。首先,基于跟驰模型,利用网联车(Connected Vehicle,CV)轨迹重构道路上常规车(Regular Vehicle,RV)轨迹。然后,将轨迹重构结果与VT-Micro排放模型相结合,对道路上所有车辆的油耗和排放进行估算。最后,通过数值仿真试验验证模型在不同CV渗透率和交通流密度条件下的可行性和有效性。结果表明:该方法能够实现对油耗和排放的精准估算,且随着CV渗透率和交通流密度的增加,油耗和排放估计的准确性不断提高;当CV渗透率不低于30%,且交通流密度为60 veh/km时,交通油耗估计的平均绝对百分比误差小于2.17%,排放估计的平均绝对百分比误差小于8.66%;当CV渗透率为50%时,在不同交通流密度条件下车辆油耗估计的平均绝对百分比误差小于2.45%,排放估计的平均绝对百分比误差小于13.68%。     

PHEV公交车RDE车载测试评价分析

研究了PHEV公交车的排放特性及车载排放评价的适应性。以一辆LNG-电PHEV公交车为研究对象,按重型车RDE车载测试标准要求沿市区、市郊公交线路行驶,实时采集车辆排放及发动机运行工况等数据,按功基窗口法进行数据处理。结果表明,公交车实际行驶工况较ETC循环工况分布广泛很多,并主要分布在中低转速低扭矩区。即使将有效功基窗口要求的发动机平均功率百分比下限从20%降至15%,车载测试所获得的数据依然无法满足有效功基窗口数量占比大于50%的RDE测试有效性要求。随窗口平均功率百分比降低,NO_x平均比排放值升高,THC下降,CO几乎没有变化。先市区后市郊测试顺序下CO比排放值为0.64 g/(k W·h),为限值的10.7%;NO_x平均比排放值为14.15 g/(k W·h),为限值的3.5倍。研究了车辆行驶路况顺序对窗口数量和排气污染物比排放的影响,相比以先市郊后市区的行驶顺序,先市区后市郊可获得到更多的窗口数量,NO_x平均比排放值升高14.84%,THC降低20.98%,CO降低15.63%。     

京哈高速公路车辆碳排放估算

交通运输行业的碳排放一直处于快速增长阶段,高速公路的车辆排放是其重要来源之一。以国家主干高速公路京哈高速公路为例,基于高速公路沿线车流量实测数据和不同类型车辆的CO2排放因子,定量地估算了京哈高速公路车辆的碳排放量。结果表明,京哈高速公路车辆每年的碳排放量(以CO2计)为372.52万t,其中,辽宁境内路段排放量最大,为174.74万t,占全线总排放量的46.9%,北京市境内路段排放量最小,只占总排放量的2.6%。年总排放量在车型分配上,以大型车居多,达到267.14万t,占总量的71.7%,其次是小型车,为80.26万t,占总量的21.5%。在燃油类型分配上以柴油车居多,柴油车共排放了283.24万t,占总量的76.0%,汽油车排放占总量的24.0%。     

天津近岸海域冬季浮游植物群落结构特征

2013年11月对渤海湾浮游植物和环境理化因子综合调查,调查共发现浮游植物56种,主要由硅藻组成,还有少量的甲藻和绿藻,常见种以硅藻为主;浮游植物细胞密度介于3.92×104~2 586.67×104cells/L,平均值为219.92×104cells/L。各采样点浮游植物多样性指数H’的变化范围为0.85~3.74,平均值为2.54;均匀度指数变化范围为0.34~0.82,平均值为0.62;丰富度指数变化范围为0.25~1.50,平均值为0.90。灰关联分析结果表明,影响渤海湾浮游植物分布的关键因子是亚硝酸盐、氨氮、活性磷酸盐和硝酸盐。     

基于功基窗口法的LNG-电混合动力公交车道路排放研究

研究了LNG-电混合动力公交车城市道路行驶排放性能。以一辆LNG-电混合动力公交车为研究对象,在典型公交线路上开展实际道路车载排放测试,通过PEMS(Portable Emissions Measurement System)和CAN总线实时采集排气污染物排放浓度、行驶速度、发动机转速和扭矩等数据。结果表明,公交车发动机运行工况主要分布在中低转速和负荷区,不同于ETC循环工况主要分布在中高转速和负荷区。计算发现公交车城市道路运行NO_x质量排放率远高于CO与HC,CO质量排放速率约为NO_x的1/100,HC质量排放速率约为NO_x的1/9。采用基于ETC循环功的功基窗口法计算发动机排气污染物比排放值,发现发动机平均输出功率偏低,测试样本功基窗口持续时间为ETC循环时长的1.4倍。测算结果表明,在全部有效功基窗口中,CO和HC比排放低于排放限值(征求意见稿),而NO_x比排放高于排放限值。研究表明,功基窗口法能有效分析LNG-电混合动力公交车排放,分析车载测试数据,得出的比排放数值能够反映车辆实际道路行驶排放水平。     

北京市2019年工程机械排放污染测算

为了建立北京市工程机械排放清单,测算北京市工程机械气体污染物排放,在获得北京市工程机械保有量、功率分布、排放阶段分布和使用强度等数据之后,通过对不同机械类别、不同排放阶段的工程机械进行PEMS排放试验获得机械排放因子,最终依据《非道路移动源大气污染物排放清单编制技术指南》中的方法,测算北京市2019年工程机械排放总量.结果显示:NOx排放因子整体呈现下降趋势,相比国I排放阶段,国Ⅱ、国Ⅲ、京Ⅳ阶段挖掘机排放因子削减比例分别为51％、65％、74％;叉车削减比例分别为29％、54％、62％;装载机削减比例分别为29％、60％、79％.CO排放因子削减比例没有显示出持续下降或上升趋势.相比国I排放阶段,国Ⅱ、国Ⅲ、京Ⅳ阶段挖掘机排放因子削减比例分别为18％、28％、21％;叉车削减比例分别为8％、12％、31％;装载机削减比例分别为52％、29％、73％.2019年北京市非道路工程机械NOx、CO、CO2的排放量分别是6 222 t、1 635 t、56.7万t.按机械类别划分,挖掘机、装载机、叉车对污染排放量贡献最大,此三种机械污染物之和在NOx、CO、CO2排放总量中占比分别达到94.7％、93.8％、95.4％.     

强降雨环境下公路车辆制动安全性分析

为分析强降雨环境下公路车辆的制动安全可靠性，基于2种停车视距模型引入可靠性理论，将降雨强度、车速及驾驶员思索时间视为随机变量，运用蒙特卡罗模拟方法建立强降雨环境下公路车辆制动安全可靠性分析模型，以研究不同降雨强度、不同车速下公路车辆的停车视距。研究结果表明：降雨强度一定时，2种计算模型的停车视距差值随着车速的增大而增大，车速一定时，2种计算模型的停车视距差值随着降雨强度的增大基本不变；若随机变量服从正态分布，停车视距也近似服从正态分布，且模型Ⅱ的分布均值大于模型Ⅰ,模型Ⅱ的分布标准差近似于模型Ⅰ;车辆的制动失效概率随着车速及降雨强度的增大而增大，车速及降雨强度一定时，基于模型Ⅱ计算的车辆制动失效概率略高于模型Ⅰ;车辆的临界车速随着降雨强度的增大而降低，随着制动失效概率的增大而增大，车辆制动失效概率及降雨强度一定时，基于模型Ⅰ计算的临界车速略高于模型Ⅱ;较传统确定性方法相比，基于可靠性方法可以获得更为合理的雨天行车安全临界车速，当降雨强度为4mm/min,失效概率为0.000 1时，临界车速已低于45km/h。     

佛山禅城区机动车尾气排放特征及分布

通过对禅城区不同道路类型交通流进行调查分析,运用COPERT模式计算出2008年佛山地区机动车排放因子,分析出禅城区机动车尾气排放的主要来源及主要特征,得到了禅城区机动车尾气排放总量及排放分担率.根据佛山市辖区区间出行车辆较多的特点,采用源强估算总量的方法计算区内机动车污染排放.结果表明,禅城区2008年CO、NOx、VOC、PM的排放量分别为72 356.86 t、7 288.38 t、9 991.68 t和366.80 t.不同车型对不同污染物的排放贡献率差别明显,尤以摩托车的CO、VOC排放贡献较高,分别占机动车排放污染物总量的85%和77%.道路局部污染最严重的道路类型为国道,整体污染最为严重的为主干路.区内机动车劣化严重,占机动车总量37%的国0车的CO、NOx、VOC、PM排放分担率分别占机动车排放总量的68%、45%、58%、63%.不同车型、不同排放标准的排放因子存在较大差别,轻型车的CO、VOC较高而重型车的NOx、PM排放因子较高.     

大型碳化硅生产园区面源源强及减排指标核算

以某年产25万吨大型碳化硅园区无组织排放面源为例,提出基于多个地面站气象数据的CALPUFF模型地面浓度反推方法,优化流场模拟,使得无组织面源源强核算结果更加准确,并以环境保护目标空气质量达标为原则,核算其大气污染物减排指标,得出具体结论:园区大气污染物SO2、NOX、CO、PM10年排放量分别为449.06t、86.98t、5158.58t、115.06t;无组织排放SO2、CO及PM10的减排比例分别为63.5%、19.2%、42.44%,对应减排量分别为285.16 t/a、990.45 t/a、48.83 t/a。     

重庆市主城区客货运车辆“油改气”的环境经济效益分析

利用机动车尾气车载排放测试系统(PEMS)进行道路实测,获得重庆市主城区大型国Ⅲ客车、重型国Ⅲ货车各污染物的单车排放因子;设计了主城区大型国Ⅲ柴油客车和重型国Ⅲ柴油货车进行"油改气"的两种情景模式,计算了"油改气"前后的污染物排放情况和经济效益。结果表明,大型国Ⅲ柴油客车和重型国Ⅲ柴油货车进行"油改气"后,CO、NO_x、PM和CO_2排放因子均发生明显下降;两种"油改气"情景模式,可实现CO、CO_2、NO_x及PM_(10)较为显著的减排量,以及较低的能耗和较为可观的经济效益。     

人-车-路耦合环境中车辆稳态安全仿真

为揭示驾驶员、道路、车辆综合作用下车辆运行状态的失稳机理,基于多Agent建模与安全仿真技术,构建包含驾驶员、道路、车辆、协调中心、人机接口等5方面的多Agent车辆稳态安全仿真框架;建立车辆多体动力学、道路三维空间、驾驶员预瞄控制与跟随仿真模型,从车辆稳定性和驾驶员操作负荷2方面分析车辆稳态安全性。以小轿车为代表车型,针对某二级公路开展车辆稳态安全仿真试验。仿真结果表明,当汽车以60和70 km/h行驶时,前后轮总体围绕平均轴重波动,稳态运行;以80 km/h行驶时,汽车冲出车道,轮胎最小垂直反力仍然大于0;3种速度下侧向加速度均大于0.3 g(g为重力加速度),且速度越高,侧向加速度越大,表明汽车冲出车道由侧滑引起。