基于排放影响的自由航路空域中飞行路线优化北大核心CSCD

针对飞机在航线飞行中污染物排放问题,建立基于巡航性能数据和高空预报风温数据的性能参数计算模型、CO_(2)排放量计算模型、尾迹云环境影响模型和飞行排放成本模型;然后根据自由航路空域(FRA)的运行特点和限制,对传统的Dijkstra算法进行改进,考虑飞机前序航段油耗对飞机重量及后续排放参数计算的影响,以实现CO_(2)排放量最少、尾迹云对环境影响最小和排放成本最低为目标的飞行路线动态优化。结果表明:与最短距离下的优化结果相比,以CO_(2)排放量最小为目标时的优化方案可降低CO_(2)排放量9.61%、排放成本44.35%、油耗9.61%;排放成本最小的飞行路线则可降低CO_(2)排放量5.58%、排放成本64.05%、油耗5.58%。     

应用EDMS模型建立机场大气污染物排放清单

介绍应用EDMS模型计算机场大气污染物排放并建立排放清单的方法,并以首都国际机场为例,根据不同机型起降架次构成、地面保障机械使用情况、停车场机动车数量及行驶状况等确定了模型所需参数,建立以2007年为基准年的大气污染物排放清单.结果表明,首都机场NOx、CO、VOCs和PM10排放量分别为4 197.72 t、5 795.15 t、543.03 t和49.01 t,以飞机、地面保障机械和停车场排放为主,辅助动力设备排放比例较小.在飞机LTO循环过程排放中,CO和VOCs主要在滑行模式下排放,其他模式下的排放比例较低;NOx排放主要集中于爬升阶段,占62%;PM10排放集中于起飞和爬升阶段,分别占35%和41%.减少滑行时间可以较大比例地减少LTO过程的排放.     

考虑尾迹云成本的飞行高度层智能优化方法

飞机在航路飞行中遇到特定气象要素时诱发的尾迹云是全球温室效应的重要影响因素之一.用全球变暖潜能值将单位时间内尾迹云的辐射强迫和CO2的辐射强迫进行对比,建立尾迹云环境影响成本计算模型,并结合巡航性能参数与高空风的影响建立油耗成本模型与CO2成本模型,以形成综合成本模型.基于精英保留的遗传算法以综合成本最小化为目标对航段飞行高度的选择进行分配优化,以返回最优的飞行高度组合和最小的综合成本.选取典型国际航路进行优化分析,并通过对不同航段分配最优高度层.结果显示,优化方案比等高度巡航方案和"阶梯"巡航方案的尾迹云成本降低0.471 8％～10.927％,油耗成本降低0.303 0％～3.701 2％,总成本降低4.94％～9.17％.     

首都国际机场移动源大气污染物排放清单研究

根据收集到的首都国际机场飞行区活动水平数据,采用适合估算各类移动源污染物排放量的方法和排放因子,建立了2013年首都国际机场移动源排放清单。结果表明,首都国际机场2013年移动源NO_x、CO、HC、SO2和PM_(2.5)排放总量为6 287.1 t、3 596.1 t、364.2t、373.4 t和185.0 t,分别占北京市各污染物总体排放的3.4%、0.3%、0.1%、0.4%和0.2%。其中非道路移动源是各污染物排放的最大贡献源,NO_x、CO、HC、SO2和PM_(2.5)排放量的90.7%、86.7%、79.4%、97.4%和81.3%来源于飞机,中型窄体客机及大型宽体客机贡献突出。相较而言,道路移动源排放比例较低,对HC、CO、PM_(2.5)和NO_x各污染物的贡献率为9.1%、8.6%、6.7%和4.4%。通过标准LTO循环方法估算飞机逐月排放,对LTO循环次数与各污染物排放量进行拟合,发现飞机排放的HC、CO、NO_x、SO2和LTO循环次数之间呈现较为明显的正相关关系,从而提出一种本地化的基于LTO循环次数估算飞机污染气体排放量的简单方法。此外,减少滑行时间可有效降低飞机在LTO循环过程中的污染物排放。     

离场飞机噪声环境影响预测分析及优化

基于航迹聚类的飞机噪声快速预测方法，通过航空环境设计工具(Aviation Environmental Design Tool, AEDT)建立飞机噪声环境影响预测模型，对成都双流机场某日离场航班的飞机噪声环境影响进行预测分析及优化。预测结果表明离场飞机噪声70 dB以上的区域面积约19.58 km²,该区域内居民的工作、生活受到飞机噪声的干扰。采取机型组合优化措施，飞机噪声计权等效连续感觉噪声级(WECPNL)70 dB等值线区域内相同位置的飞机噪声WECPNL可降低0.5～1.7 dB;采取飞行剖面优化措施，飞机噪声WECPNL70 dB等值线区域内相同位置的飞机噪声WECPNL可降低0～5 dB;机型组合优化、飞行剖面优化均可在一定程度上控制飞机噪声对机场周围区域的影响，可综合考虑采取优化措施以降低离场飞机噪声对机场周围区域的干扰。     

基于飞行航迹数据的飞机发动机排放量估算方法

针对目前缺乏科学、定量的评价技术和手段研究空管运行技术对飞机油耗和污染物排放量影响的问题,建立了基于四维航迹数据的飞机污染物排放量估算模型,采用Visual Studio C#开发了民用飞机油耗及污染物排放量估算软件,能够根据二次雷达记录数据、ADS-B采集数据和管制模拟机记录数据来进行油耗及排放量计算,并以某管制单位雷达记录数据为例进行了计算分析。结果表明,管制员的技能差异对民航节能减排有重要影响;该模型可用来量化分析管制运行新技术及管制员技能差异对民航节能减排的影响,确保在飞行安全及管制容量的前提下更好地兼顾绿色运行的要求,提升空中交通运行质量。     

配对进近侧向位置误差QAR参数关联性分析

为研究配对飞机进近阶段飞行员操作和环境因素与侧向位置误差间的关联性,结合快速存取记录器(QAR)数据,基于飞机侧向位置修正过程,识别影响侧向位置误差的QAR参数;建立模糊关联模型,模型中运用模糊C均值(FCM)聚类方法将QAR参数的样本值聚类,得到每个参数的隶属度矩阵;结合Apriori算法,挖掘参数间及参数与侧向位置误差间的关联规则;基于关联规则量化其中的关联性,使用A320-200的真实样本数据进行关联性分析。结果表明:识别出的QAR参数在指定30%支持度下都与侧向位置误差相关;飞机的仰角、坡度、方向舵位置以及风向对侧向位置误差影响较大。     

美国通用航空飞行事故短期预测的时序外推分析模型

基于类推原理对美国通用航空飞行事故的统计数据进行分析研究,探求事故和趋势的内在规律.收集整理美国通用航空1990—2009年的历年飞行事故统计数据和1999—2005年8个飞行阶段的事故统计数据,运用二次指数平滑法分别对两组数据进行分析,建立事故预测的时序外推分析模型,采用经验试算和递推分割法确定平滑指数值,使用代替法和历史数据加权平均法确定预测初始值,提高预测精度.结果表明:模型对历年飞行事故的预测相对误差小,精度高,并与历年实际观察值的趋势相一致；虽然对各飞行阶段的预测在爬升、盘旋两个阶段出现了波动,但预测趋势符合实际趋势.最后分析美国通用航空飞行事故趋势下降的首要原因为美国联邦航空局一直在小型机场推进“小飞机运输系统”,同时要求制造商生产出配备自动驾驶仪表的全天候飞行飞机.而部分驾驶人员飞行操作技能不熟练和飞行计划准备不当是近年美国通用航空事故发生的次要原因.     

南京铁路地区2010-2014年锅炉大气污染物排放统计分析

本文通过对2010-2014年度我站日常锅炉监测资料统计分析,给出了南京铁路地区锅炉大气污染物排放浓度、排放速率、排放总量的变化趋势。通过淘汰燃煤锅炉,铁路南京地区锅炉大气污染物排放大幅度下降。2014年与改造前的2012年相比,烟尘排放浓度下降了71.59%,排放量下降了91.35%;氮氧化物排放浓度下降了13.33%,变化不大,由于烟气排量的大幅降低,排放量下降了79.51%;二氧化硫未检出。     

基于统计回归的高分辨率工业源排放大气常规污染物排放清单建立与校核方法

采用多元线性逐步回归数学统计方法,在调查分析案例城市工业企业排放信息数据的基础上,建立了大气常规污染物(SO2、NOx、CO、VOCs(挥发性有机化合物)、PM10)排放量与相关影响因素(综合能源能耗、电消耗量、工业生产产值)的数学关系模型,并分析此模型对核算区县分辨率工业源排放大气常规污染物排放清单的适用性。结果表明,所建立的回归模型对核算区县分辨率工业源排放大气常规污染物排放清单具有较好的适用性与推广性。将该模型应用于唐山市,得到工业源SO2、NOx、CO、VOCs、PM10排放量拟合值的市级误差和区县级误差分别为17%、0.18%、-40%、-15%、47%和33%、16%、29%、27%、70%。建立的回归模型不但具有收集数据统计量种类简单的便利性,而且其区县级工业排放量拟合值与REAS(Region Emission Inventory in Asia)排放清单相比更接近调查值。     

基于MOBILE 6.2的北京市出租车排放污染物分析

利用MOBILE 6.2模型计算了2000年、2005年及2008年北京市出租车的排放因子,同时.计算了北京市出租车2005年更换部分旧车以及2008年更换全部旧车以后,相对于2000年污染物的降低总量.结果表明,排放污染物随更换车型大大下降.HC排放物的总量下降了1 779.4 T,CO排放物的总量下降了13 304.3 T,Nox排放物的总量下降了684.4 T.2008年完成出租车全部更换后,相对于2000年,HC排放物的总量下降3 07.9 T,CO排放物的总量下降17 483.5 T,Nox排放物的总量下降了1 211.8 T.同时,还估算了2000年和2008年其他类型机动车的排放因子及污染物的排放总量.并计算了各车型对排放的贡献率.     

空域规划中碰撞风险模型研究

为找到可操作的空域规划碰撞风险计算方法,基于空域规划参数,改进原有模型,建立航段上每飞行小时飞机的碰撞风险模型。首先,分析空域规划过程中终端区空域和航路巡航阶段航迹夹角0~180°情况下的碰撞风险;然后,将碰撞风险表示为来源于一条航段上飞机的碰撞风险和来源于其他多条航段上飞机的碰撞风险之和,建立碰撞风险模型;最后,将终端区空域规划中的相关参数值输入到该模型,计算2种方案的碰撞风险,并分析碰撞风险随参数的变化趋势。研究结果表明:在已给定其他参数值的条件下,碰撞风险随所需导航性能(RNP)数值、航段起始点高度以及航段起始点的纵向标称距离的增加(垂直标称距离减少)而增加,随着航迹夹角和飞行梯度的增加而减小。因此,可利用该模型计算并分析不同方案的碰撞风险。     

减推力起飞对NOx排放影响计算方法研究

伴随着航空公司对未来几年氮氧化物(NOx)排放量增长的预测,量化机场NOx排放量日益重要。根据国际民航组织认证的发动机排放数据,在研究推力对NOx排放的影响时,通常模拟4个推力级别:100%(起飞阶段)、85%(爬坡阶段)、30%(进近阶段)、7%(慢车阶段)。美国联邦航空局设计了模型——排放和扩散模拟系统,利用该模型对4个阶段分别进行模拟。结果表明,飞机在最大推力时产生的NOx量最多。分析了起飞阶段减推力下起飞对机场年NOx排放量的影响,通过排放和扩散模拟系统,研究了一系列算法,用于预测推力与NOx排放量的关系。     

基于发动机活动的集装箱港作机械排放清单研究

随着我国集装箱港口吞吐量持续增长,港区大气污染物排放亦日益增加,港作机械等非道路移动源排放更逐渐成为公众关注的焦点。借鉴OFFROAD模型的基本方法,通过调查分析集装箱港区作业机械的保有量、活动水平和设备参数等,修正排放因子,采用"自下而上"基于集装箱港作机械发动机活动水平的动力法建立集装箱港作机械大气污染物排放清单。并以南京港龙潭集装箱港区(NPLC)为案例,构建排放清单。结果表明:2014年NPLC港作机械排放总量为PM_(10) 4.25 t、PM_(2.5) 3.91 t、NO_x 82.98 t、SO_x 1.06 t、CO 23.84 t和HC16.39 t;集装箱拖车为最大排放贡献源,NO_x为高值排放污染物;与港区其他排放源相比,港作机械为颗粒物质(PM)与碳氢化合物(HC)的最大排放源。相较NPLC 2013年基于燃油消耗的研究,基于活动的排放量较低。     

如何预防飞行过程中的不安全因素

民航飞机的运行过程大致分为起飞、爬升、巡航、航路下降、进近、着陆6个阶段。飞机起飞爬升和进近着陆是飞行事故的高发阶段。笔者分析了飞行各阶段的危险源,尤其将起飞爬升和进近着陆两个阶段作为主要研究内容;指出了飞行各阶段的关键操作技术及原理;提出了起飞可能面临多种危险,给出了起飞前机组风险意识检查单,并列出了国际飞行安全基金会(FSF,FlightSafetyFoundation)提出的进近着陆风险意识检查单;运用机组资源管理工具使飞行员树立安全风险意识,从而达到降低飞行事故率,提高飞行安全水平的目的。     

柴油环卫车电动化替代环境效益分析及可行性评估

以环卫车为研究对象,通过使用阶段柴油环卫车和电动环卫车污染排放强度对比,分析电动化替代所产生的环境效益。应用模糊数学模型方法从技术、经济、配套设施、污染减排效益方面,综合评估环卫车电动化替代可行性。结果表明:电动环卫车较柴油环卫车具有显著的减排效果,主要大气污染物排放可减少95.5%。影响柴油环卫车电动化替代的关键因素在电池动力性能、续航能力、经济成本和配套设施充电时长等方面。模糊数学模型的评估结果表明,50%柴油环卫车进行电动化替代是最佳方案,能较好地平衡经济性和大气环境保护的公共利益。未来提高电动化替代比例,还需依靠科技创新改进电动环卫车电池技术和动力等性能,降低购置成本,加强充电桩等配套基础设施的完善。     

基尼系数法在黄河中上游流域水污染物总量分配中的应用研究

针对当前污染物指标分配方法难以兼顾公平和效益的现状,将经济学领域中的基尼系数引入水污染物排放指标分配中,在综合考虑研究区域自然和社会经济要素的基础上,选取具有代表性的人口、GDP、土地面积、环境容量4个环境基尼系数指标,构建区域内各控制单元污染物现状排放量与该4项指标的洛伦兹曲线,求得基于公平性的各环境基尼系数.建立了1个以各指标环境基尼系数之和最小为目标函数、多约束条件的单目标优化模型,对其进行优化调整,从而得到公平性最大化的水污染物总量分配方案.     

基于VDI2198循环的内燃叉车实际作业排放特性

为了分析实际作业的叉车排放特征,基于VDI2198循环,采用车载排放测试系统(PEMS)对某基本型配备非道路国Ⅲ柴油发动机叉车进行前进、后退、货物举升、货物下降4种作业工况下的实车道路排放测试。结果表明,各排放物的排放速率在前进、货物举升和货物下降工况下处于较高水平,在后退工况下处于较低水平。CO_2、NO_x基于时间的排放因子在前进工况下最高,其原因是在前进工况下发动机处于合理转速工作区,进气充足,燃料燃烧较为充分,达到了高温富氧条件;CO、PN基于时间的排放因子在货物举升工况下最高,其原因是举升工况下发动机转速过高,进气不足、喷油量增加导致大量燃料不完全燃烧。后退工况下较低的CO_2基于时间排放因子,使得各污染物基于CO_2当量排放因子在后退工况下较高。与美国NONROAD模型中同类叉车排放水平对比,试验叉车的CO排放水平远低于Tier4A之前的排放水平,远高于Tier4排放水平;NO_x的排放水平低于Tier4A之前的排放水平,稍高于Tier4的排放水平。适度超载对排放影响较小,冷起动对排放影响较大。坡度增加对排放影响显著,坡度从0(平地)增至10%,CO、NO_x、PN、CO_2基于里程的排放因子分别增加了54%、19%、100%、27%;坡度从10%增加至15%,CO、NO_x、PN、CO_2基于里程的排放因子分别增加了41%、50%、51%、56%。     

北京铁路机车尾气排放清单的建立

排放清单是空气质量模拟和环境管理的基础.介绍了铁路运输尾气排放清单建立方法.基于美国环保局(USEPA)的排放因子,根据我国和美国排放标准的比较以及国内测试数据,确定了我国铁路机车尾气排放因子,并以北京为例,基于GIS铁路线路分布、内燃机车功率、运行车次和运行路线计算了铁路运输大气污染物NO_x、CO、HC和PM_(10)排放量,建立了排放清单.结果表明,基准年2007年北京铁路运输尾气排放量NO_x、CO、HC和PM_(10)分别为7 232 t、728 t、316 t和181 t,与2002年机动车排放量相比,4种污染物火车机车排放量分别占4.90%、0.08%、0.24%和1.12%.     

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％.