城市道路信号交叉口车辆能耗及排放仿真优化研究
发布时间：2021-03-20 10:36
信号交叉口作为城市交通网络的基础组成,是路网产生拥堵和延误的主要节点。在城市交通系统中,由于信号交叉口的大量存在,车辆在行驶过程中会长时间的停车等待及反复地分流、合流等,复杂的交通状况使得车辆通过交叉口时的能耗以及尾气排放有所增加。随着机动车保有量的快速增长及平均行驶里程的不断增加,促使交通能耗以及尾气污染问题愈加严峻。因此,对车辆通过信号交叉口时产生的能耗以及尾气排放进行微观定量研究,对于缓解交通能耗以及尾气污染问题十分必要。考虑到驾驶员在信号交叉口驾驶行为的复杂性,本文以欠饱和信号交叉口作为研究对象,基于跟驰模型分析车辆通过交叉口时的行驶轨迹,结合燃油车与电动汽车瞬时能耗排放模型,对车辆通过信号交叉口时产生的能耗以及排放进行仿真,并从信号周期、绿信比、车辆到达率等角度分析了其对车辆能耗以及尾气排放的影响,进一步从归纳推理与回归统计的角度给出信号交叉口进口道车辆增量能耗以及排放模型,同时,在考虑路段行驶速度以及电动汽车混行比例的交通条件下,从减少车辆CO2排放的角度对单点交叉口和线控系统进行配时优化。另外,随着智能交通系统与自动驾驶汽车技术的发展,本文最后进一步...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
车辆跟驰通在图2.1中，第1辆车表示研究时段内到达辆车表示研究时段内到达信号交叉口进口道
城市道路信号交叉口车辆能耗及排放仿真优化研究-16-放率；c%=86.6%表示燃油的碳含量比重。本文在后续章节对车辆油耗以及排放分析时，假定车辆的发动机排量小于3.5L以及行驶里程大于50000mi，关于此类车辆不同比功率区间的油耗率以及CO2、CO、HC、NOX的排放率平均值如表2.1所示，其中，XNOER表示NOX排放率。2.3到达车辆行驶轨迹仿真此部分将会采用FVD跟驰模型对交叉口到达车辆在进口道、交叉口以及出口道范围内的行驶轨迹进行仿真。一般情况下，交叉口到达车辆将会跟随前车逐次通过信号交叉口，如图2.1所示。,ú*ú图2.1车辆跟驰通过信号交叉口在图2.1中，第1辆车表示研究时段内到达信号交叉口进口道的第1辆车，第2至n1辆车表示研究时段内到达信号交叉口进口道的剩余车辆，O、D分别表示以进口道停车线为基点确定的研究范围，本研究旨在仿真分析研究时段内所有到达车辆在指定研究范围内产生的油耗以及CO2、CO、HC、NOX排放量。为了使仿真分析更加客观准确，特给出如下仿真条件分析到达车辆在研究范围内的行驶轨迹：（1）为了解决业界缺少交通仿真软件的问题，自20世纪70年代起，美国联邦公路局（FederalHighwayAdministration,FHWA）一直在为促进建立交通仿真软件而努力。为了帮助研究人员能够获得更加准确的微观交通仿真模型，美国联邦公路局实施了NGSIM（NextGenerationSIMulation）项目，并且免费提供项目中获取的数据[128]。为了使仿真分析更加贴合实际交通环境，本文以NGSIM项目提供的LankershimBoulevard数据集作为基础数据，拟合数据集中信号交叉口非跟驰车辆的加速和减速轨迹数据确定信号周期内首辆到达车辆的行驶轨迹。基于二次函数拟合加速度/减速度与当前速度的关系，拟合结果如下：9820.0)(2584.0)(0136.0)(1
【参考文献】：
期刊论文
[1]车联网环境下巡航控制系统对交通流油耗的影响[J]. 秦严严,王昊,陈全,冉斌. 中南大学学报(自然科学版). 2018(11)
[2]2017中国生态环境状况公报[J]. 环境经济. 2018(11)
[3]一种时空路径支持下的车辆油耗与排放估计方法[J]. 唐炉亮,阚子涵,段倩,李清泉. 测绘学报. 2017(12)
[4]基于定数理论过饱和交叉口车辆能耗研究[J]. 赵红星,何瑞春,贾富强. 交通运输系统工程与信息. 2017(05)
[5]基于运行模式的车辆能耗排放估计方法[J]. 单肖年,陈小鸿,郝鹏,叶建红. 同济大学学报(自然科学版). 2017(09)
[6]基于比功率法的信号控制交叉口排队车辆尾气排放估计[J]. 高云峰,胡华. 中国公路学报. 2015(04)
[7]基于累积能耗的信号交叉口优化配时方法[J]. 张卫华,李强强,张胜凯. 华东交通大学学报. 2014(03)
[8]车头时距分布函数的验证、分析与选择[J]. 段力,过秀成,姚崇富. 公路交通科技. 2014(05)
[9]省级电网温室气体排放因子研究[J]. 马翠梅,李士成,葛全胜. 资源科学. 2014(05)
[10]基于运行工况的纯电动车与汽油车能耗排放比较分析[J]. 宁艳红,郭兴,刘云岗. 内燃机与动力装置. 2012(03)
博士论文
[1]干道绿波信号协调控制基础理论与关键技术研究[D]. 荆彬彬.华南理工大学 2018
[2]城市道路交通流累积能源消耗机理与协调控制关键技术研究[D]. 黄文娟.长安大学 2016
[3]城市道路交叉口车辆燃油消耗分析及控制方法研究[D]. 吴丽娜.东北林业大学 2016
[4]电动车和天然气车能源环境影响的燃料生命周期评价研究[D]. 王人洁.清华大学 2015
[5]平面信号交叉口延误分析[D]. 邵长桥.北京工业大学 2002
本文编号：3090861
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
车辆跟驰通在图2.1中，第1辆车表示研究时段内到达辆车表示研究时段内到达信号交叉口进口道
城市道路信号交叉口车辆能耗及排放仿真优化研究-16-放率；c%=86.6%表示燃油的碳含量比重。本文在后续章节对车辆油耗以及排放分析时，假定车辆的发动机排量小于3.5L以及行驶里程大于50000mi，关于此类车辆不同比功率区间的油耗率以及CO2、CO、HC、NOX的排放率平均值如表2.1所示，其中，XNOER表示NOX排放率。2.3到达车辆行驶轨迹仿真此部分将会采用FVD跟驰模型对交叉口到达车辆在进口道、交叉口以及出口道范围内的行驶轨迹进行仿真。一般情况下，交叉口到达车辆将会跟随前车逐次通过信号交叉口，如图2.1所示。,ú*ú图2.1车辆跟驰通过信号交叉口在图2.1中，第1辆车表示研究时段内到达信号交叉口进口道的第1辆车，第2至n1辆车表示研究时段内到达信号交叉口进口道的剩余车辆，O、D分别表示以进口道停车线为基点确定的研究范围，本研究旨在仿真分析研究时段内所有到达车辆在指定研究范围内产生的油耗以及CO2、CO、HC、NOX排放量。为了使仿真分析更加客观准确，特给出如下仿真条件分析到达车辆在研究范围内的行驶轨迹：（1）为了解决业界缺少交通仿真软件的问题，自20世纪70年代起，美国联邦公路局（FederalHighwayAdministration,FHWA）一直在为促进建立交通仿真软件而努力。为了帮助研究人员能够获得更加准确的微观交通仿真模型，美国联邦公路局实施了NGSIM（NextGenerationSIMulation）项目，并且免费提供项目中获取的数据[128]。为了使仿真分析更加贴合实际交通环境，本文以NGSIM项目提供的LankershimBoulevard数据集作为基础数据，拟合数据集中信号交叉口非跟驰车辆的加速和减速轨迹数据确定信号周期内首辆到达车辆的行驶轨迹。基于二次函数拟合加速度/减速度与当前速度的关系，拟合结果如下：9820.0)(2584.0)(0136.0)(1
【参考文献】：
期刊论文
[1]车联网环境下巡航控制系统对交通流油耗的影响[J]. 秦严严,王昊,陈全,冉斌. 中南大学学报(自然科学版). 2018(11)
[2]2017中国生态环境状况公报[J]. 环境经济. 2018(11)
[3]一种时空路径支持下的车辆油耗与排放估计方法[J]. 唐炉亮,阚子涵,段倩,李清泉. 测绘学报. 2017(12)
[4]基于定数理论过饱和交叉口车辆能耗研究[J]. 赵红星,何瑞春,贾富强. 交通运输系统工程与信息. 2017(05)
[5]基于运行模式的车辆能耗排放估计方法[J]. 单肖年,陈小鸿,郝鹏,叶建红. 同济大学学报(自然科学版). 2017(09)
[6]基于比功率法的信号控制交叉口排队车辆尾气排放估计[J]. 高云峰,胡华. 中国公路学报. 2015(04)
[7]基于累积能耗的信号交叉口优化配时方法[J]. 张卫华,李强强,张胜凯. 华东交通大学学报. 2014(03)
[8]车头时距分布函数的验证、分析与选择[J]. 段力,过秀成,姚崇富. 公路交通科技. 2014(05)
[9]省级电网温室气体排放因子研究[J]. 马翠梅,李士成,葛全胜. 资源科学. 2014(05)
[10]基于运行工况的纯电动车与汽油车能耗排放比较分析[J]. 宁艳红,郭兴,刘云岗. 内燃机与动力装置. 2012(03)
博士论文
[1]干道绿波信号协调控制基础理论与关键技术研究[D]. 荆彬彬.华南理工大学 2018
[2]城市道路交通流累积能源消耗机理与协调控制关键技术研究[D]. 黄文娟.长安大学 2016
[3]城市道路交叉口车辆燃油消耗分析及控制方法研究[D]. 吴丽娜.东北林业大学 2016
[4]电动车和天然气车能源环境影响的燃料生命周期评价研究[D]. 王人洁.清华大学 2015
[5]平面信号交叉口延误分析[D]. 邵长桥.北京工业大学 2002
本文编号：3090861
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3090861.html
