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道路线形对汽车尾气排放的影响及改善措施研究
| 论文题名： | 道路线形对汽车尾气排放的影响及改善措施研究 |
| 关键词： | 公路线形;设计策略;尾气排放;MOVES模型 |
| 摘要： | 汽车是移动污染的主要贡献者，其尾气中所含有的上百种污染物不仅会对环境造成严重的污染，同时也严重影响着人们的健康。影响汽车尾气排放的因素很多，如发动机性能、燃油品质和交通拥堵状况等。道路作为支持车辆行驶的载体，其线形不仅显著影响着车辆的行驶状态，而且也影响着汽车的尾气排放水平。目前，国内外关于改善线形设计以降低汽车尾气排放的研究还处于起步阶段，针对车辆尾气排放研究多从单个线形指标要素展开，尚不够全面。本文通过定量研究道路线形对汽车尾气排放的影响，从减少尾气排放角度提出改善线形设计的具体措施，为具有环保效能的道路线形设计提供理论指导。 论文从汽车尾气排放的仿真研究入手，深入分析了MOVES模型的原理及结构，并在此基础上确定了以运行工况作为联系道路线形与车辆尾气排放的中间变量。通过运行速度预测模型和车辆动力学仿真软件，利用简化后的机动车比功率VSP计算方法，得到车辆行驶过程中的瞬时比功率，明确了运行工况代码和区间分布的获取方法；对模型相关参数进行本地化处理，并将道路线形划分为五种代表类型，构建了基于道路线形的汽车尾气排放仿真模型和计算方法。利用SPSS软件对仿真数据进行处理和回归分析，构建了不同线形指标与排放因子或排放因子变化率之间的回归模型。最后通过对文成县某三级公路上汽车尾气排放情况的实例研究，验证了尾气排放仿真模型的有效性和方法的可行性。 通过对不同线形路段进行尾气排放的仿真模拟，发现不同线形和指标对车辆排放均有一定影响。其中，车辆在平曲线与直坡组合路段的排放水平最高，约为平直线路段的3~5倍，且在该路段坡度对尾气排放水平的影响程度大于半径；平曲线与竖曲线组合路段的排放水平次之，在该路段坡度差对尾气排放水平也有一定影响，且凸形竖曲线的排放大于凹形竖曲线、连续上坡路段大于前后坡向不一致的路段；在平直线与直坡组合路段、平曲线路段，尾气排放水平对坡度的敏感程度相较于半径更高，且车辆在平曲线路段的排放水平最小，只比平直线路段高出约20%~40%。同时，小型车CO和大型车NOx的排放水平受线形指标的影响最为显著，且排放总量较大。 论文还从减少汽车尾气排放角度，系统研究并提出了道路线形设计，以及路面超高、加宽设计的改善措施建议，为提高道路线形设计质量、减少汽车尾气排放对环境的污染提供了理论指导和实践参考。 |
| 作者： | 周利澹 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 屠书荣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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