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高速公路收费站车辆尾气排放预测模型研究
| 论文题名： | 高速公路收费站车辆尾气排放预测模型研究 |
| 关键词： | 高速公路;收费站;ETC系统;车辆尾气;排放预测模型 |
| 摘要： | 本研究以广泛应用于交通节能减排领域且效果显著的电子不停车收费系统(electronic toll collection，ETC)为研究对象，通过实测车辆运行数据、交通排放数据，借助数理统计方法以及数学建模的常用算法，研究两种收费系统(ETC系统和人工收费系统)处不同类型车辆的交通运行特性和排放特征，通过不同建模方法构建车辆四种尾气CO、HC、NOx、CO2的排放测算模型，并进行模型对比和评价。本研究主要的研究内容如下。 (1)通过无人机航拍采集高平峰时段四种车型（小客车、大客车、小货车和大货车）在电子不停车收费车道和人工收费车道处的车辆运行视频，以获得交通流特征参数，包括速度、加速度、交通量、排队长度、延误等。利用对比分析方法和显著性检验对调查数据进行统计分析，结果显示，ETC车道较人工收费车道更高效、影响区间更小、延误更小、排队更少，能显著提高车辆运行效率和收费站服务水平。 (2)在排放特性研究模块，通过AUTOplus汽车尾气测试仪和手持GPS跟车实测，获取不同车辆类型、载重、排放标准、燃油类型的运行车辆的实时尾气排放质量(g/s)及车辆实时速度、加速度信息。从不同工况、车辆尾气排放空间变化规律以及车辆运行特性（包括速度和加速度指标）对尾气排放水平的影响三方面入手，探究车辆在高速公路收费站处的排放特性，得到如下结论:1）相较于人工收费车道，ETC车道具有车辆变速距离短(比人工收费车道缩短40-60m)、总排放量小（针对不同尾气，可以减少一半不止）、空间排放较均匀的特点;2）高速区间的各尾气排放水平基本高于低速度区间，高加速区间的各尾气排放水平基本高于低加速区间;3）ETC车道处尾气排放因子随加速度增加而增加，且在加速度为0处未出现显著高峰，而人工收费车道处怠速收费区域内排放聚集较为明显。 (3)在高速公路收费站车辆尾气排放预测建模模块，引入车辆比功率(VehicleSpecific Power，VSP)参数建立收费站影响区内各尾气单车排放预测模型及排放总量预测模型，与传统VT-Micro模型相比，所提出的VSP Bin与排放率均值二次多项式拟合构造的排放模型能够精准地预测收费站影响区内的各车辆实时质量排放率(g/s)和尾气排放总质量(g)，随着车辆比功率VSP值的升高，四种尾气的质量排放率普遍呈波动上升趋势。 |
| 作者： | 严钰 |
| 专业： | 交通运输工程；交通运输规划与管理 |
| 导师： | 叶智锐 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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