轻型柴油车排放特性与机动车比功率分布的实例研究

引入机动车比功率概念研究了驾驶条件(DrivingCondition)对机动车排放的影响及二者间的关系.利用美国Sensors公司生产的SEMTECH-D车载排放测试仪在上海选取2辆轻型柴油客货两用车开展了实际道路排放测试.测试道路包括城市快速道、主干道和次干道,2辆轻型车测试的道路全长分别为31·8和39·7km.通过计算逐秒的比功率值,研究了实际行驶中机动车比功率(VSP)与机动车油耗、空燃比和污染物排放的关系.回归分析结果表明,比功率比加速度能够更好地反映与NOx排放之间的关系,不同道路上机动车的CO、TC、NOx排放速率和油耗的比功率区间(VSPbin)分布具有较好的一致性.实测研究中VSPbin分布于-20~20kW·t-1的范围内,其中超过50%的数据分布在-3~1kW·t-1之间.高排放集中在分布频率较低的高VSP区间.应用污染物排放与VSP分布的关系式和VSPbins的频率分布可以估算机动车污染物排放总量.排放速率计算式具有一定的不确定性,还有待将来进一步修正.     

基于遗传算法的运行模式分布模型及排放测算

针对交通系统易于收集到的平均速度,以及排放模型计算所需的运行模式分布参数,建立基于平均速度的运行模式分布模型,并采用遗传算法对模型进行优化.对比所建立模型、MOVES模型中的行驶周期所获取数据与真实数据之间的排放结果差异,发现本模型有82.5%的区间平均排放率预测误差低于MOVES,本模型的最大误差为50.0%,而MOVES模型为304.2%.使用本模型评价了北京市限行前后污染物排放情况,发现限行后二环路高峰小时HC、CO、NO_x总体排放依次减少了9.58%、11.41%、0.49%.与真实值相比,预测值R²方高于0.700,预测误差大幅度低于MOVES模型预测误差,并实现对交通策略下路网排放的动态评价应用.     

基于浮动车数据的机动车排放实时测算模型

根据浮动车检测技术可针对单车采集,所收集数据中的平均速度按照采样间隔连续的特点,利用道路实测数据建立了面向其应用的轻型车尾气排放实时测算模型.模型中引入平均速度增量(ASI)指标对平均速度进行细分,并以其来反映相同平均速度下的排放变化.结果表明,与实测数据相比,模型对CO2的计算误差在10%以内;NOx、HC和CO的计算误差在15%以内.同时提出了模型使用方法,可以实现对路网中交通尾气污染的实时测算和动态评估.     

基于GPS浮动车法的机动车尾气排放量分布特征

以广州市城市干道东风路1902～1903路段为研究对象,根据交通流理论建立了速度-流量模型,采用GPS浮动车速度数据和视频检测流量数据计算了模型的关键参数——阻塞密度,实现了从速度到流量的推算,并采用COPERT Ⅳ模型计算了不同速度等级下的综合排放因子,通过源强法计算该路段00:01─24:00的小时排放量. 对CO,NO_x,VOC和PM综合排放因子的速度敏感性分析表明,当平均速度达50 km/h后,随速度的增加综合排放因子下降明显变缓;对小时排放量的分析表明,污染物排放量主要集中在车流量的高峰时段,且与车流密度有很好的线性相关性,相关系数均大于0.90.      

中国机动车排放模型的研究与展望

通过介绍美国环保局(USEPA)颁布的机动车源排放模型(MOBILE)的发展、分类及最新模型版本,提出了根据这一思路开发的中国机动车排放模型.重点介绍了机动车类型划分、基本排放因子测试及有关修正因子的确定等.      

四川省天然源VOCs排放量的估算和时空分布

利用遥感影像解译的土地利用现状和植被资料,对四川省天然源VOCs的排放情况和时空分布进行研究,建立了四川省天然源VOCs的排放清单.2012年四川省天然源VOCs的排放量为1413.74kt.其中异戊二烯占29.4%,为415.53kt,单萜烯占30.2%,为427kt,其他VOCs占40.4%,为571.215kt.排放量具有夏季高冬季低的典型特征,夏季占全年排放量的44%,冬季占9%.天然源VOCs的排放主要集中在林地密集和日照时间长的达州、巴中、广元、绵阳、乐山、眉山、攀枝花等地.研究表明,四川省天然源臭氧潜势为6134kt, 二次气溶胶的生成潜势为136kt.这说明其对环境空气质量的影响不容忽视.     

基于COPERT模型的江苏省机动车时空排放特征与分担率

利用COPERT模型和Arc GIS技术建立了江苏省2015年1 km×1 km、小时分辨率的机动车网格化排放清单.采用改进的"标准道路长度"方法,利用路网信息以及拥堵延时指数的月变化、周变化和日变化数据提高清单的时空分辨率.基于COPERT模拟结果分析了分车型、排放标准以及道路类型的机动车污染物排放分担率.结果表明,江苏省2015年NOx、HC、CO、PM_(2.5)、SO_2、OM和BC的排放量分别为49.09、16.63、161.48、1.69、0.19、0.36和0.67万t,其中苏州和徐州排放量占比之和达34%~45%;HC蒸发排放量为2.02万t,占HC排放总量的12%;小型客车和摩托车对于HC和CO排放量的分担率最大,均超过30%;重型柴油货车对NOx、PM_(2.5)、SO_2、OM、BC的分担率在36%~54%之间,远高于其他车型;苏州和徐州的重型和中型柴油货车是NOx、PM_(2.5)的最主要排放源;国Ⅲ标准柴油车对NOx、PM_(2.5)、SO_2和BC的分担率均最大,在42%~55%之间;国Ⅲ标准重型柴油货车和国0标准中型柴油货车是全省NOx、PM_(2.5)、OM和BC的首要和次要贡献车型,两者分担率之和在40%~56%之间.国0标准摩托车对全省HC和CO排放的分担率较高,约为16%.     

基于大数据分析和IVE模型的杭州市机动车污染物排放变化特征研究

以杭州市全市域为研究对象,基于机动车排放管理数据库和IVE模型本地化后计算出市区、城区、城郊和郊区4类区域及快速路、主干路和次干路3类道路的各类机动车排放清单,利用Arc GIS及杭州市路网信息建立了1 km×1 km网格化空间分布,分析了机动车污染物排放特征.结果显示,杭州市机动车各污染物NO_x、CO、PM_(2.5)和VOCs的年排放量分别为4.9×10~4、12.5×10~4、0.2×10~4、2.1×10~4t.各种车型中,中重型货车对NO_x和PM_(2.5)的贡献均最大,分别为45.8%和36.3%,其次为大中型客车、公交客运,小微型客车对CO和VOCs的排放贡献最大,分别为69.3%和51.1%.机动车各污染物排放强度均呈现由城市中心向城市边缘递减的趋势,高排放区域集中在城中心及城南和城北区域,同时各污染物排放量日变化特征明显,均出现弱双峰现象.     

基于速度分布的信号交叉口噪声排放统计模型

为提高噪声地图信号交叉口噪声预测精度,该文建立了一种基于速度分布的信号交叉口噪声排放统计模型。首先通过交通仿真采集交通流和噪声数据,再拟合交叉口进出口道的速度分布曲线,然后在线性假设下采用结构方程模型构建噪声排放模型。结果表明,信号交叉口进口道速度分布呈偏态分布,出口道速度分布呈正态分布。模型拟合指标表明模型拟合良好,残差分析表明模型线性假设成立。实测数据验证结果表明该模型相比于平均速度模型预测精度提高,预测平均误差从2.8 dB下降到0.9 dB。速度分布划分越细,模型预测值越高,取划分间隔为5 km/h可将平均误差控制在1 dB以内。     

重庆市垃圾焚烧厂汞的分布特征与大气汞排放因子研究

垃圾焚烧是大气汞的重要排放源之一.为了解重庆市垃圾焚烧行业大气汞污染水平,研究选取了重庆市典型生活垃圾焚烧厂和医疗垃圾焚烧厂,采用美国环保署的30B标准方法对烟气汞排放进行了现场测试,同时采集垃圾焚烧后的飞灰和炉渣样品进行分析.结果表明,测试得到生活垃圾焚烧厂和医疗垃圾焚烧厂排放的烟气中汞质量浓度分别为(26.4±22.7)μg·m-3和(3.1±0.8)μg·m-3;生活垃圾和医疗垃圾焚烧飞灰中汞含量分别为(5 279.2±798.0)μg·kg-1和(11 709.5±460.5)μg·kg-1.生活垃圾焚烧过程中仅0.7%汞残留在炉渣中,65.3%在飞灰中,烟气排放占34.0%,脱汞效率为66.0%;医疗垃圾焚烧过程中0.2%汞残留在炉渣中,67.5%存在飞灰中,烟气排放占32.3%,脱汞效率为67.7%.实测得到重庆市生活垃圾焚烧和医疗垃圾焚烧厂大气汞排放因子分别为(126.7±109.0)μg·kg-1和(46.5±12.0)μg·kg-1.与国内珠三角地区生活垃圾焚烧厂相比,重庆市生活垃圾焚烧厂的大气汞排放因子较低.     

北京市大气可吸入颗粒物排放源空间优化及模式验证

采用大气污染排放处理模型SMOKE,整合东亚区域排放清单及北京本地大气污染排放数据,结合人口、路网等地理信息数据,处理获得较高空间分辨率的网格化排放源,通过嵌套网格空气质量模式(NAQPMS)模拟验证表明,排放更新后,模式对2006年8月PM10小时浓度模拟效果显著提高.市区各站点平均偏差MB由-87.4～-43.2μg·m-3改善为-31.0～13.4μg·m-3;市区平均的MB由-57.3μg·m-3显著改善为-5.9μg·m-3,约束条件更为严格的平均误差ME由66.6μg·m-3下降到43.6μg·m-3;各站点模拟-实测两倍因子百分比FAC2从17%～43%上升到44%～70%,市区平均的FAC2更是达到74%;除郊区定陵站外,市区各站点归一标准均方误差NMSE从1.030～3.447下降到0.370～0.867,市区平均NMSE由1.311下降到0.303.     

基于ES-VSP分布的交通状态对公交车动态排放的影响

为评估不同交通状态下公交车运行特征和排放水平的差异,现场采集广州市B9、226线路公交车的逐秒GPS数据,以ES-VSP（发动机负荷-机动车比功率）分布表征畅通、轻度拥堵和中度拥堵下的公交车运行特征,结合IVE（international vehicle emission）模型求得公交车平均排放因子并分析其差异.结果表明:①所测公交车的发动机低负荷区中bin11（-1.6 < ES ≤ 3.1,-2.9 kW/t ≤ VSP < 1.2 kW/t）频率范围为50.55%~83.39%,中度拥堵时bin 11频率是畅通时的1.1~1.3倍;② 3种交通状态下公交车的CO、VOC（运行产生的挥发性有机物）、VOC_evap（蒸发产生的挥发性有机物）、NO_x（氮氧化物）和PM（颗粒物）平均排放因子范围分别为7.63~11.40、0.26~0.46、0.68~1.56、0.32~0.51和0.72×10-2~1.28×10-2 g/km;③同种交通状态下,主干路公交车专用道和BRT车道的公交车的大部分污染物平均排放因子低于次干路混行车道、主干路混行车道,中度拥堵时主干路BRT车道的CO、VOC、VOC_evap、NO_x和PM平均排放因子相对其他道路最低,分别为7.66、0.27、0.87、0.32和0.75×10-2 g/km;④次干路混行车道、主干路混行车道的公交车污染物平均排放因子随交通状态愈加拥堵而增大,但畅通时主干路BRT车道的公交车行驶速度、加速度较高,导致CO平均排放因子较高,对应3种交通状态其比例为1.0:0.9:0.8.研究显示,交通状态对公交车运行和排放具有显著影响.      

On-road pollutant emission and fuel consumption characteristics of buses in Beijing

On-road emission and fuel consumption (FC) levels for Euro III and IV buses fueled on diesel and compressed natural gas (CNG) were compared, and emission and FC characteristics of buses were analyzed based on approximately 28,700 groups of instantaneous data obtained in Beijing using a portable emissions measurement system (PEMS). The experimental results revealed that NOx and PM emissions from CNG buses were decreased by 72.0% and 82.3% respectively, compared with Euro IV diesel buses. Similarly, these emissions were reduced by 75.2% and 96.3% respectively, compared with Euro III diesel buses. In addition, CO2, CO, HC, NOx, PM emissions and FC of Euro IV diesel buses were reduced by 26.4%, 75.2%, 73.6%, 11.4%, 79.1%, and 26.0%, respectively, relative to Euro III diesel buses. The CO2, CO, HC, NOx, PM emissions and FC factors all decreased with bus speed increased, while increased as bus acceleration increased. At the same time, the emission/FC rates as well as the emission/FC factors exhibited a strong positive correlation with the vehicle specific power (VSP). They all were the lowest when VSP < 0, and then rapidly increased as VSP increased. Furthermore, both the emission/FC rates and emission/FC factors were the highest at accelerations, higher at cruise speeds, and the lowest at decelerations for non-idling buses. These results can provide a base reference to further estimate bus emission and FC inventories in Beijing.     

应用IVE模型计算上海市机动车污染物排放

为了解上海市机动车污染现状,建立上海市机动车源排放清单,分别选择上海市中心城区、商业区和收入相对较低区域中的主干道、快速道和次干道3种共9条典型道路,开展机动车技术水平参数、比功率(VSP)分布状况、启动状况等测试,并在此基础上将International Vehicle E-mission(IVE)模型本地化.调查结果表明,上海市区实际道路上轻型客车、出租车、公交巴士、卡车和摩托车(包含助动车)分别占道路总车流量的41.0%、30.8%、15.6%、6.9%和5.7%;从技术组成看,约85%的轻型客车和97%的出租车均安装有三元催化装置,约30%的公交巴士和90%的卡车没有达到欧Ⅰ标准;机动车的VSP分布主要集中在-2.9～1.2 kw·t-1.模式计算结果表明,2004年上海市机动车CO、VOC、NOx和PM排放量分别为57.06×104t、7.75×104t、9.20×104t和0.26×104t;20%的高排放车对总排放量的贡献占到25%～45%;启动过程中排放的CO、VOC和PM占总排放量的15%～25%,NOx仅占总排放量的4.5%.     

北京雾霾现象与机动车尾气排放关系分析

北京雾霾天气的成因存在争议。政府公布的结论是,20-30％的污染是来源于汽车尾气排放,但这是与事实相冲突的。本文主要讨论机动车尾气排放在雾霾成因中的实际比例,及可能解决的方案。     

机动车比功率在高排污车辆鉴别中的应用

机动车尾气遥感监测是I/M制度的有益补充.以2004年广州市机动车尾气遥感监测实验为基础,对实验数据作了深入分析.结果表明,占全体车辆10%的高排污车辆所排放的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化合物(NOx)分别占当日该污染物总量的36.81%,41.80%和48.52%,证明了高排污车辆是造成机动车排放污染的最主要污染源.进一步引入机动车比功率概念研究了机动车比功率与污染物排放之间的关系,并对15次实验结果进行了对比研究.结果表明,在不同测量中,CO、HC和NOx的排放与机动车比功率区间分布具有较好的一致性.分布规律还表明,在遥感监测中,在机动车比功率区间高值部分,机动车的CO或者HC的高排放为瞬间高排放,此时,不能将其判别为高排污车辆.将此结论用于基于神经网络的高排污车辆鉴别模型中,使高排污车辆的正确判断率达到95%.     

车用柴油机燃用棕榈生物柴油的颗粒物排放特性研究

在满足国Ⅳ排放法规的车用柴油机上研究了燃用不同掺混体积比例的棕榈油生物柴油的颗粒物排放特性.试验中棕榈油生物柴油的掺混比例分别为0%、10%、20%、50%和100%,采用DMS500型快速颗粒光谱仪测试分析了发动机在外特性和负荷特性时的颗粒物数量浓度、质量浓度及粒径分布.研究结果表明:随生物柴油掺混比例的增加,颗粒物质量浓度降低.燃用生物柴油后颗粒物的数量浓度在大负荷明显降低,中小负荷呈升高趋势.生物柴油的排气颗粒物呈核态和凝聚态的双峰分布特征,核态数量浓度所占比例高于柴油,凝聚态的质量浓度所占比例略低于柴油.生物柴油颗粒物的几何平均直径小于柴油.     

上海市居民出行方式与城市交通CO2排放及减排对策

以上海市居民出行方式为研究对象,利用联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)温室气体排放计算指南中关于交通能源消费碳排放量的计算方法,探讨2002—2006年上海市居民出行选择的不同交通方式对CO₂排放的影响和规律,并提供应对策略.结果表明,2002年以来上海市因居民出行导致的交通CO₂排放总量呈显著增长趋势.私家车的CO₂排放量增加速度最快,截至2006年私家车CO₂排放量约相当于出租车、轨道交通和公交车3种公共交通方式之和.公共交通中,出租车的CO₂年排放量和人均CO₂排放量都最大,轨道交通的CO₂年排放量和人均CO₂排放量最小.公交车和出租车的CO₂排放量所占比例减少,轨道交通的CO₂排放量所占比例增加,这种排放结构的变化有利于减少CO₂排放总量.CO₂减排的具体措施包括限制私家车数量,设计合理的道路交通方案,使汽车尽可能接近其经济车速,改变汽车燃料种类等,其中限制私家车数量最为关键.