本研究以廣泛應(yīng)用于交通節(jié)能減排領(lǐng)域且效果顯著的電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)(electronic toll collection,ETC)為研究對(duì)象,通過(guò)實(shí)測(cè)車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)、交通排放數(shù)據(jù),借助數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法以及數(shù)學(xué)建模的常用算法,研究?jī)煞N收費(fèi)系統(tǒng)(ETC系統(tǒng)和人工收費(fèi)系統(tǒng))處不同類型車輛的交通運(yùn)行特性和排放特征,通過(guò)不同建模方法構(gòu)建車輛四種尾氣CO、HC、NOx、CO2的排放測(cè)算模型,并進(jìn)行模型對(duì)比和評(píng)價(jià)。本研究主要的研究?jī)?nèi)容如下。(1)通過(guò)無(wú)人機(jī)航拍采集高平峰時(shí)段四種車型(小客車、大客車、小貨車和大貨車)在電子不停車收費(fèi)車道和人工收費(fèi)車道處的車輛運(yùn)行視頻,以獲得交通流特征參數(shù),包括速度、加速度、交通量、排隊(duì)長(zhǎng)度、延誤等。利用對(duì)比分析方法和顯著性檢驗(yàn)對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果顯示,ETC車道較人工收費(fèi)車道更高效、影響區(qū)間更小、延誤更小、排隊(duì)更少,能顯著提高車輛運(yùn)行效率和收費(fèi)站服務(wù)水平。(2)在排放特性研究模塊,通過(guò)AUTOplus汽車尾氣測(cè)試儀和手持GPS跟車實(shí)測(cè),獲取不同車輛類型、載重、排放標(biāo)準(zhǔn)、燃油類型的運(yùn)行車輛的實(shí)時(shí)尾氣排放質(zhì)量(g/s)及車輛實(shí)時(shí)速度、加速度信息。從不同工況、車輛尾氣排放空間變化規(guī)律以及車輛運(yùn)行特性(包括速度和加速度指標(biāo))對(duì)尾氣排放水平的影響三方面入手,探究車輛在高速公路收費(fèi)站處的排放特性,得到如下結(jié)論:1)相較于人工收費(fèi)車道,ETC車道具有車輛變速距離短(比人工收費(fèi)車道縮短40-60m)、總排放量小(針對(duì)不同尾氣,可以減少一半不止)、空間排放較均勻的特點(diǎn);2)高速區(qū)間的各尾氣排放水平基本高于低速度區(qū)間,高加速區(qū)間的各尾氣排放水平基本高于低加速區(qū)間;3)ETC車道處尾氣排放因子隨加速度增加而增加,且在加速度為0處未出現(xiàn)顯著高峰,而人工收費(fèi)車道處怠速收費(fèi)區(qū)域內(nèi)排放聚集較為明顯。(3)在高速公路收費(fèi)站車輛尾氣排放預(yù)測(cè)建模模塊,引入車輛比功率(Vehicle Specific Power,VSP)參數(shù)建立收費(fèi)站影響區(qū)內(nèi)各尾氣單車排放預(yù)測(cè)模型及排放總量預(yù)測(cè)模型,與傳統(tǒng)VT-Micro模型相比,所提出的VSPBin與排放率均值二次多項(xiàng)式擬合構(gòu)造的排放模型能夠精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)收費(fèi)站影響區(qū)內(nèi)的各車輛實(shí)時(shí)質(zhì)量排放率(g/s)和尾氣排放總質(zhì)量(g),隨著車輛比功率VSP值的升高,四種尾氣的質(zhì)量排放率普遍呈波動(dòng)上升趨勢(shì)。
【學(xué)位單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U491.92
【部分圖文】：

圖１．１技術(shù)路線圖??本文的具體研究路線如下：??（１）相關(guān)理論研宄??廣泛收集高速公路收費(fèi)站ＥＴＣ系統(tǒng)和人工收費(fèi)系統(tǒng)處的車輛運(yùn)行狀態(tài)和排放相關(guān)論文資料，掌握目前排放研宄現(xiàn)狀以及研宄中存在的主要問(wèn)題處。從ＥＴＣ系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀、ＥＴＣ系統(tǒng)車輛運(yùn)行特性、ＥＴＣ系統(tǒng)車輛排放方面研究入手，總結(jié)現(xiàn)有的與本文相關(guān)的研宂成果，確定本文的研究思路劃。??（２）數(shù)據(jù)采集??本文研宄所需要采集的數(shù)據(jù)主要分為四個(gè)部分，即由無(wú)人機(jī)設(shè)備采集得公路收費(fèi)站交通流數(shù)據(jù)，由人工實(shí)地記錄得到的排放測(cè)試車輛的基本信收費(fèi)站基本信息，由車載尾氣檢測(cè)設(shè)備測(cè)得的實(shí)時(shí)車輛排放數(shù)據(jù)和由測(cè)得的測(cè)試車輛實(shí)時(shí)交通流參數(shù)（經(jīng)祎度、速度、加速度、航段距離等）（３）數(shù)據(jù)處理與分析??

??翳隱??圖２．１?Ａｕｔｏｐｌｕｓ尾氣分析伩?圖２．２尾氣排放測(cè)試全套設(shè)備??圖２．３?（ａ）?ＫＡＮＥ?ＬＩＶＥ操作示意圖?（ｂ）?ＫＡＮＥ?ＬＩＶＥ操作示意圖??尾氣分析部分主要檢測(cè)車輛行駛中〇２?（％）、ＣＯ?（％）、ＨＣ?（ｐｐｍ）、Ｎ０Ｘ??（ｐｐｍ）、Ｃ〇２（％）五種氣體體積分?jǐn)?shù)，其中米用電化傳感器檢測(cè)ＮＯｘ（ｐｐｍ）和〇２（％）??排放，通過(guò)不擴(kuò)散紅外線（ＮＤＩＲ）原理檢測(cè)Ｃ〇２（％）、Ｃ０（％）和ＨＣ（ｐｐｍ）排放。發(fā)動(dòng)??機(jī)數(shù)據(jù)獲取部分檢測(cè)機(jī)動(dòng)車行駛參數(shù)，主要記錄測(cè)試車輛在行駛過(guò)程中的機(jī)油溫??度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等。排氣管尾氣采樣部分包括鉗夾式探頭、導(dǎo)管等組件。鉗夾式探??頭固定在車輛的排氣管外部，探針插入汽車排氣管內(nèi)并實(shí)時(shí)測(cè)試氣流。導(dǎo)管將探頭??與設(shè)備主體相連，使測(cè)試的尾氣排放體積分?jǐn)?shù)數(shù)字化顯示在設(shè)備屏幕上。??全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)使用的是ＧＡＲＭＩＮｅＴｒｅｘ２０１ｘ，自動(dòng)記錄與車輛油耗、排??放相對(duì)應(yīng)的行駛速度、加速度、經(jīng)緯度和高程信息等。圖２．４為ＧＰＳ設(shè)備示意圖。??通過(guò)使用ＧＰＳ設(shè)備，油耗、排放數(shù)據(jù)與車輛實(shí)時(shí)交通參數(shù)數(shù)據(jù)（速度、加速度）??可以進(jìn)行對(duì)應(yīng)與匹配。同時(shí)

?翳隱??圖２．１?Ａｕｔｏｐｌｕｓ尾氣分析伩?圖２．２尾氣排放測(cè)試全套設(shè)備??圖２．３?（ａ）?ＫＡＮＥ?ＬＩＶＥ操作示意圖?（ｂ）?ＫＡＮＥ?ＬＩＶＥ操作示意圖??尾氣分析部分主要檢測(cè)車輛行駛中〇２?（％）、ＣＯ?（％）、ＨＣ?（ｐｐｍ）、Ｎ０Ｘ??（ｐｐｍ）、Ｃ〇２（％）五種氣體體積分?jǐn)?shù)，其中米用電化傳感器檢測(cè)ＮＯｘ（ｐｐｍ）和〇２（％）??排放，通過(guò)不擴(kuò)散紅外線（ＮＤＩＲ）原理檢測(cè)Ｃ〇２（％）、Ｃ０（％）和ＨＣ（ｐｐｍ）排放。發(fā)動(dòng)??機(jī)數(shù)據(jù)獲取部分檢測(cè)機(jī)動(dòng)車行駛參數(shù)，主要記錄測(cè)試車輛在行駛過(guò)程中的機(jī)油溫??度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等。排氣管尾氣采樣部分包括鉗夾式探頭、導(dǎo)管等組件。鉗夾式探??頭固定在車輛的排氣管外部，探針插入汽車排氣管內(nèi)并實(shí)時(shí)測(cè)試氣流。導(dǎo)管將探頭??與設(shè)備主體相連，使測(cè)試的尾氣排放體積分?jǐn)?shù)數(shù)字化顯示在設(shè)備屏幕上。??全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)使用的是ＧＡＲＭＩＮｅＴｒｅｘ２０１ｘ，自動(dòng)記錄與車輛油耗、排??放相對(duì)應(yīng)的行駛速度、加速度、經(jīng)緯度和高程信息等。圖２．４為ＧＰＳ設(shè)備示意圖。??通過(guò)使用ＧＰＳ設(shè)備，油耗、排放數(shù)據(jù)與車輛實(shí)時(shí)交通參數(shù)數(shù)據(jù)（速度、加速度）??可以進(jìn)行對(duì)應(yīng)與匹配。同時(shí)
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張宇灝;;重型車車載排放測(cè)試方法適應(yīng)性分析[J];質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)化;2015年12期

2 王征;邱兆文;;基于CALINE4模式的平原地區(qū)高速公路機(jī)動(dòng)車尾氣污染水平研究[J];交通節(jié)能與環(huán)保;2015年03期

3 孫羽;;我國(guó)高速公路電子智能收費(fèi)系統(tǒng)ETC[J];科技展望;2015年01期

4 徐東彬;韓昱;孫雅欣;;我國(guó)ETC發(fā)展現(xiàn)狀淺析與建議[J];中國(guó)交通信息化;2014年10期

5 翁劍成;榮建;王夢(mèng)佳;劉力力;;ETC系統(tǒng)的環(huán)境效益評(píng)價(jià)測(cè)算模型[J];交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息;2014年05期

6 程俊龍;;ETC通道通行能力與服務(wù)水平確定方法研究[J];公路交通科技;2014年06期

7 石雪霞;;高速公路ETC和MTC方式下車輛延誤比較[J];中國(guó)科技信息;2014年11期

8 宋芳雪;;國(guó)內(nèi)外汽車排放法規(guī)對(duì)比[J];汽車與安全;2014年03期

9 張昱虹;;關(guān)于大氣污染的若干問(wèn)題分析[J];科技視界;2014年03期

10 高謀榮;黃文偉;孫龍林;;基于多種測(cè)試方法的汽油車排放特性研究[J];小型內(nèi)燃機(jī)與摩托車;2013年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 田雨;我國(guó)高速公路ETC系統(tǒng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)與運(yùn)營(yíng)問(wèn)題研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2012年

2 楊李莎;高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)車道收費(fèi)的研究與仿真[D];長(zhǎng)安大學(xué);2007年

3 王利杰;高速公路ETC社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)研究[D];東南大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2866882