高速公路主线收费站节能减排测算模型与实例分析

为解决高速公路主线站因拥堵所造成的能源过度消耗和污染排放问题,在分析主线收费站交通特性的基础上,根据车流波动理论、排队论理论和车辆数据建立了高速公路主线收费站节能减排测算模型,结合河北津保高速冀津主线站连续10 d的交通数据,完成主线收费站在不同排队长度、不同交通量组成及不同收费模式下车辆通过主线收费站的延误、油耗、CO_2排放和污染物排放等指标的测算。结果表明:收费模式变化对排放量的影响最为显著,ETC车道增加和无感支付均可显著减少污染物排放量;在收费模式不变的情况下,货车比例对污染排放量的影响最大,收费站收费车道数和收费广场长度确定应根据车型组成进行差异性设计。     

行人过街设施节能减排效果评价研究及应用

随着环境质量的恶化与资源的耗竭,对城市规划中交通基础设施节能减排效果的评价愈显重要。文章提出了一套行人过街设施节能减排效果评价方法。该方法以能源的消耗量与污染物的排放量为评价指标,建立了行人过街设施节能减排效果评价模型。通过将微观仿真技术(PARAMICS)与机动车综合排放模型(CMEM)结合,构建了微观交通尾气模拟分析平台,获取了动态的污染物排放量与燃油消耗量,实现了节能减排效益的定量预评估。最后,以广州一处人行天桥修建为例进行节能减排效果评价,发现人行天桥的修建将会使天桥附近路段尾气排放综合降低82.6%、油耗降低80%,一年减少经济损失约90万元;将研究结果与天桥建成前后实测数据对比,所得结果趋势一致,这表明文章提出的方法是合理的、有效的。     

北京机动车尾气排放特征研究

近年来随着机动车保有量的快速增加,北京市机动车排放污染受到越来越多的关注。本研究应用COPERTⅣ模型计算了北京不同类型机动车排放因子,根据保有量和年均行驶里程等基础数据计算了2009年机动车尾气污染物排放量;调查了北京典型道路车流量和车辆运行速度等参数,计算机动车尾气排放强度,得出了典型道路不同污染物的综合排放因子;应用COPERTⅣ模型分析了车速对不同污染物排放的影响,将基于G IS的机动车活动强度、行驶速度和排放因子结合在一起,得到了北京机动车尾气排放网格分布清单。结果表明:CO排放量为71.58×104t,HC排放量为7.95×104t,NOx排放量为8.77×104t,PM排放量为0.38×104t。北京城区高峰小时CO排放量为143.9 t/h,HC排放量为18.6 t/h,NOx排放量为12.5/h,PM10排放量为1.14 t/h。     

宁波市实际道路下汽车排放特征的研究

采用一套车载尾气测试系统,对选取的6辆代表性车辆在宁波市实际道路行驶中的瞬时排放进行测试.该车载尾气测试系统可逐秒获取测试车辆在行驶过程中的排放、油耗、速度和位置等参数.根据测试结果,研究计算了6辆测试车辆的排放因子(g·km-1)和油耗(L·100km-1),并分析了汽车行驶特征对排放和油耗的影响.研究结果表明,落后技术(化油器)车辆的CO、HC和NOx分别是新技术(欧Ⅱ)车的7.9、15 5和2.4倍;汽车的CO和HC排放因子和百公里油耗随速度的增加而降低;怠速和变速对汽车排放和油耗有显著影响,变速行驶状态下,汽车CO、HC和NOx排放因子,以及百公里油耗,分别是匀速行驶状态下的1.18～1.61、1.17～1.42、1.08～1.42和1.08～1.24倍.     

利用IVE模型进行公交车尾气排放分析

介绍了IVE尾气排放模型并与MOBILE模型进行了比较分析。使用GPS对上海市公交车多条运行线路进行了实时运行速度测量,得到上海公交车运行模式的BIN分布,对上海市CNG公交车和柴油公交车的尾气排放进行了模拟计算。结果表明使用CNG公交车代替柴油公交车后,NOX和PM的排放均有显著的降低,但采用不同技术的CNG公交车尾气排放仍有很大的差异,无催化转化和尾气再循环的CNG公交车的CO排放量远高于同类型柴油公交车的排放量。认为IVE模型的模拟结果具有较好的可靠性,其计算模式适用于我国机动车尾气排放清单分析的研究。     

基于航迹数据的空中交通绿色绩效计算分析

为定量、直观地反映空管运行指挥对飞机温室效应的影响,首先基于快速存取记录器（QAR）记录数据建立飞行参数与飞行轨迹的BP神经网络匹配模型;然后基于QAR数据对模型进行验证;之后建立了温室效应表征参数计算模型;最后根据雷达模拟机上的飞行航迹试验数据,估算出污染物排放量和总温变潜势大小,并对不同管制员的指挥差异性进行对比分析.结果表明,利用油耗估算模型计算得到的燃油流量估算值和QAR记录的真实值之间的相对误差不超过2%,运用油耗指标与温室效应指标评估管制员水平结果不同.研究结果可以用于定量分析空管运行对温室效应的影响.     

运输路径合理规划对汽车尾气排放的影响研究

为了减少汽车尾气的排放量,实现节能环保,需要对运输路径进行合理规划设计,缓解交通拥堵,从而降低汽车的能耗和尾气排放量。首先分析了汽车尾气对环境污染的影响,介绍汽车尾气的主要污染物质及对环境和人体的危害。采用路网拓扑结构分析运输路径与交通拥堵的关系,在交通拥堵状态评估模型中构建汽车尾气排放量控制模型,通过交通运输路径的优化规划模型设计,确保车辆畅通,有效减少尾气的排放量,降低了尾气对环境的污染。     

车辆非尾气管颗粒物排放特征研究

车辆尾气排放控制技术和排放标准在近年来得到了快速发展,但非尾气管(non-exhaust)排放却很少涉及.非尾气管排放主要包括车辆制动磨损、轮胎磨损、路面磨损和车辆扬尘,本研究调查了北京典型道路车流量和车辆运行速度等参数,应用欧盟非尾气管排放因子分析车辆制动磨损、轮胎磨损和路面磨损PM10排放.结果显示:不同类型道路的...     

交通仿真与GIS在尾气扩散模拟中的应用研究

以机动车尾气扩散模型为核心,采用集成微观交通仿真平台PARAMICS和地理信息系统建立城市道路交通环境模拟系统(UTESS)的方法,将交通仿真技术与GIS技术应用到机动车尾气污染扩散模拟中。以广州市为例,给出了该系统的验证过程与应用实例。文章通过模拟道路下风侧接受点逐时的CO与NOX浓度进行验证,模拟值与实测值的平均相对误差分别为25.1%和15.6%;应用实例采用UTESS模拟路网上空10m高度的CO浓度分布,模拟结果较好的反映了不同路段交通流对CO浓度空间分布的影响。     

街道峡谷内车辆流动对反应性污染物传播特性影响的模拟研究

采用CFD（计算流体力学）数值模拟的研究方法,使用动网格技术,分析简单光化学反应下车辆流动及不同来流风速对双车道三维街道峡谷内污染物传播特性的影响.结果表明,车辆移动改变了峡谷内气流结构,以及背风侧与迎风侧活性污染物浓度分布的相对大小,有利于污染物在峡谷中的传播扩散;来流风使机动车尾气向建筑背风侧汇聚,并随着风速增加而加强,对近迎风侧车道车辆尾气淹没射流的影响比近背风侧车道大.在车辆移动与来流风的综合作用下,污染物的扩散能力得到显著增强.     

Modeling and predicting low-speed vehicle emissions as a function of driving kinematics

An instantaneous emission model was developed to model and predict the real driving emissions of the low-speed vehicles. The emission database used in the model was measured by using portable emission measurement system (PEMS) under actual traffic conditions in the rural area, and the characteristics of the emission data were determined in relation to the driving kinematics (speed and acceleration) of the low-speed vehicle. The input of the emission model is driving cycle, and the model requires instantaneous vehicle speed and acceleration levels as input variables and uses them to interpolate the pollutant emission rate maps to calculate the transient pollutant emission rates, which will be accumulated to calculate the total emissions released during the whole driving cycle. And the vehicle fuel consumption was determined through the carbon balance method. The model predicted the emissions and fuel consumption of an in-use low-speed vehicle type model, which agreed well with the measured data.     

重型柴油车实际道路油耗与排放模拟及其应用研究

基于实际行驶状态下重型车动力需求和传动系统变化规律,建立了重型柴油车整车的瞬态油耗和排放模拟方法,可实现整车发动机工况及油耗与排放的实时模拟.为验证模型的有效性,利用重型车车载排放测试手段,以柴油公交车为研究案例,模拟并验证了车辆在实际运营线路上的油耗与排放水平.公交车综合线路实测百公里油耗为16.38L,NOx、CO和THC排放因子分别为4.44、3.35、1.96g·km-1,模拟结果与实测值基本吻合,其油耗与排放因子与实测值之比均在1.06倍左右.模拟结果显示,实测公交车怠速、NOx控制区及其它区域工况点分别占32.6%、7.1%和60.4%,增加10t负载或提高1.5倍车速可使发动机负荷利用率上升,控制区比例上升至18.4%和18.8%,同时增加负载和提高车速,控制区工况可提高至33.9%.相应地,增加负载或提高车速情景分别使车辆油耗与排放上升至1.5～1.7倍和1.6～1.8倍,同时增加负载和提高车速,油耗与排放可增至2.5倍～3.0倍,控制区油耗与排放比例均有大幅度上升.总体上,该模型方法可以为评价和研究重型柴油车在实际道路上的能耗及其排放状况提供新的模拟方法和分析手段.     

中国氢燃料电池车燃料生命周期的化石能源消耗和CO2排放

氢燃料电池车(FCV)具有运行阶段高能效和零排放的优点,近年来得到快速的商业化发展.氢能生产具有多种技术路径,不同路径的能源和环境效益存在显著差异.本研究采用生命周期评价方法,运用GREET模型对不同氢燃料路径下的FCV燃料周期(WTW)的化石能源消耗和CO_2排放进行了全面评价.选取了多种制氢路径作为评价对象,建立了中国本地化的FCV燃料生命周期数据库,在此基础上分析了FCV相对传统汽油车的WTW节能减排效益,并和混合动力车和纯电动车进行比较.结果表明,使用可再生电力和生物质等绿色能源制氢供应FCV能取得显著的WTW节能减排效益,可削减约90%的化石能耗和CO_2排放.在发展相对成熟的传统能源制氢路径中,以焦炉煤气制得氢气为原料的FCV,能产生显著的节能减排效益,其化石能耗低于混合动力车,CO_2排放低于混合动力车和纯电动车.结合对资源储备和技术成熟度的考虑,我国在发展氢能及FCV过程中,近期可考虑利用焦炉煤气等工业副产物制氢,并且规划中远期的绿色制氢技术发展.     

面向排放量化的低速区间机动车比功率分布特性与模型

随着排放建模方法从基于行驶周期和平均速度演变为基于VSP(Vehicle Specific Power)参数,利用VSP分布刻画交通状态成为最新的研究需求.近期研究中,针对城市快速路上大于20 km·h-1的速度区间建立了基于平均行程速度的VSP分布数学模型,却未对低速区间的VSP分布特征作深入研究.基于北京快速路大量逐秒浮动车数据,研究0～20 km·h-1的VSP分布与平均行程速度的关系.通过分析大量逐秒浮动数据的VSP分布与平均速度间关系,发现VSP分布与平均行程速度具有规律性:各VSP分布的峰值出现在VSP Bin=0处,且随速度的增加单调递减.因此,针对VSP分布的正、负区间以及VSP Bin=0处分别建立数学模型,并利用该模型进行机动车油耗/排放测算.对比分析油耗/排放的预测值和实测值得出,所建立的VSP分布模型可以有效用于机动车油耗/排放测算.     

低碳交通电动汽车碳减排潜力及其影响因素分析

交通运输是城市能源消耗和碳排放的重点行业,为通过节能减排实现低碳城市发展目标,传统汽油车向新能源汽车的转型是一项重要的举措,其中电动汽车因其节能减排的优势将在这次转型中发挥重要作用.在全面总结现有电动汽车节能减排研究成果的基础上,分析了影响电动汽车的减排因素,并应用燃料生命周期的理论,结合北京市的电动汽车推广计划,以纯电动汽车为例,采用改进的燃料碳排放模型,并设置6种情景分析了电动汽车的碳排放及其减排潜力,包括发电能源结构、车用燃料类型(单位燃料的CO2排放系数)、汽车类型(百公里能耗)、城市交通状况(时速)、煤电发电技术、电池类型(重量、能效)等因素对电动汽车减排潜力的影响.结果表明,改进后的模型能更科学测算燃料消耗碳排放;纯电动汽车具有明显的制约性碳减排潜力,在分析的6种影响因素中其波动幅度为57%～81.2%,其中,发电能源结构和煤电技术供电路线对电动汽车燃料生命周期碳减排空间起决定性作用,其减排空间分别可达78.1%及81.2%.最后从改善能源结构、提高煤电技术、推广节能技术、加快动力蓄电池研发、推广纯电动汽车等方面提出了推广电动汽车降低交通能耗和碳排放的优化措施,以期为低碳交通新能源汽车转型政策的制定提供科学依据和方法支撑.     

Variability of fuel consumption and CO2 emissions of a gasoline passenger car under multiple in-laboratory and on-road testing conditions

An increasing divergence regarding fuel consumption(and/or CO₂ emissions) between realworld and type-approval values for light-duty gasoline vehicles(LDGVs) has posed severe challenges to mitigating greenhouse gases(GHGs) and achieving carbon emissions peak and neutrality. To address this divergence issue, laboratory test cycles with more real-featured and transient traffic patterns have been developed recently, for example, the China Lightduty Vehicle Test Cycle for Passenger cars(CL...     

5G对中国碳排放峰值的影响研究

基于目前5G技术的发展情况,利用holt指数平滑法和动态分析法预测了未来20年5G基站产生的直接碳排放量.根据预测模型,5G基站建设会在2038年左右达到饱和状态,数量约为1434万个.考虑到5G技术的发展推动其他产业发展可能导致的碳排放量变化,利用投入产出法和灰度时间预测法等方法评估了5G技术引起的各行业间接碳排放量...     

北京市农业机械排放因子与排放清单

利用车载排放测试技术对典型的联合收割机、拖拉机、农用运输车和农田建设机械实际工况下的尾气进行测试,建立了实际工况下农业机械的排放因子和2017年北京市农用机械排放清单.结果表明,不同的工作状态对农业机械尾气排放有较大的影响,怠速和行走时CO、NO_x、HC和PM排放趋于平稳;而切地和翻地模式下的波动较为明显.根据各类机械的分类和排放标准对排放因子进行细化,建立了较为完整的实际工况下的排放因子.根据农业机械排放因子和燃油消耗量计算出2017年北京市CO、NO_x、HC和PM的排放量分别是2 566.60、 1 239.29、 563.08和538.32 t.拖拉机、运输机械和联合收割机的污染物总量占CO、NO_x、HC和PM这4种污染物总量的98%、 95%、 95%和98%.因此,农用拖拉机、运输机械和联合收割机在农业机械污染减排中应作为重点控制对象.     

航空器场面滑行污染物排放计算研究

分析了航空器发动机排放污染物种类,介绍了标准起飞着陆循环(LTO)与航空器全发滑行方式下油耗与排放计算模型,建立了单发滑行、牵引滑行、APU电力驱动滑行3种滑行方式的油耗与排放计算模型.采用油耗与排放修正模型,对航空器场面滑行阶段因外界温度、气压、湿度等因素造成的油耗系数与排放系数改变进行修正.以上海虹桥机场为例,计算了不同滑行方式下各机型污染物气体排放量.计算结果表明:采用单发滑行与APU电力驱动滑行可降低航空器场面滑行阶段HC、CO和NOx的排放量,牵引滑行对NO_x的排放影响不大,但可明显降低HC、CO的排放量.