区域交通运输能耗统计监测与预测模型研究

发布时间：2020-07-27 08:24

【摘要】：近年来,保护环境和节能减排逐渐成为备受关注的热点问题,作为能源消耗的重点行业,交通运输业具有能耗源头多、规模大等特点,我国各级政府也大力开展了绿色交通工作,逐步地把能耗核查纳入到政府的重点工作之中。传统能耗统计方法从能源口径出发,未能考虑到运输工具终端的实际能耗情况,能耗数据普遍存在失真的问题,基于这一现状,论文针对区域交通运输能耗统计监测和预测模型展开了研究。论文以辽宁省为例,提出了区域水陆交通能耗统计和监测方案,经过实地调研,制定了能耗统计表格,确定了能耗统计监测的方法及频率,选取了5888个统计样本进行统计分析,并对其中339个样本进行了实时监测。统计和监测结果表明,在能耗差值方面,城市公交和水路货运领域的监测单耗数据较现有统计数据分别低出8.43%和10.87%,公路货运和公路客运领域的监测单耗数据较现有统计数据分别高出5.93%和4.43%,总能耗的监测数据较现有统计数据高出1.97%,应对能耗统计数据进行修正。此外,论文基于常住人口数量、人均GDP、城市化率、汽车保有量、水路船舶净载重量、交通运输周转量和能源利用效率系数等7个能耗影响因素,采用STIRPAT模型和岭回归分析方法,建立了区域交通运输能耗预测模型,得到7项指标的敏感性系数分别为1.213、0.036、0.535、0.065、0.075、0.044和-0.036。模型的验证结果表明,预测模型的最大误差为5.8%,平均误差仅为2.59%,说明模型具备良好的精度,同时,论文采用修正系数对预测模型进行了修正,得到基于监测数据的区域交通运输能耗预测模型,相较于基于现有统计数据的预测模型,修正后的模型更能反映交通运输业的真实能耗。最后,论文采用7项能耗影响因素在2018-2030年的拟合数据对辽宁省交通运输业能耗情况进行了预测,结果表明,能耗总量呈先增后减趋势,并在2020年达到峰值,主要原因在于人口变化及能源利用效率的提高。总体而言,论文通过对现有能耗统计方法和实际监测结果的分析,建立了基于统计数据的区域交通运输能耗预测模型,提出了修正系数对能耗预测模型进行修正,得到了基于监测数据的能耗预测模型,并对2018-2030年辽宁省交通运输业能耗总量进行了预测,研究成果可为其他地区交通运输业的能耗统计和预测提供指导和参考。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：F512.7;X322
【图文】：

技术路线图,统计监测,交通运输,能耗

技术路线图

油路,油箱,传感器

监测方法1）油路法路法的工作原理是通过在车辆油路上加装流量传感器来测量燃油消耗量，同时检能来共同确定实际的油耗。油路法可分为单传感器法和双传感器法，二者的主要传感器安装方式的不同。般情况下，连接车辆油箱和发动机的油路一共有两条，分别是进油管路和回油管首先经过初滤进入发动机，通过发动机燃烧剩下的油会通过回油管再流回油箱。燃油消耗量时，燃烧剩余的油不会回流到油箱，而是直接回流到发动机里面去，测量油耗时，需要在油路上加装一个流量传感器，相当于改变了原有油路，因此油路测量法。相较于单传感器法，双传感器法不会改变原有油路，只是在进油管管道上均安装 1 个流量传感器，同时获得发动机进油量和回油量两项数据，通过油耗情况，因此双传感器法又被称为差分测量法。两种测量方法使用的流量传感器，具有体积小、易安装和重量轻等特点，且精度需求，市场价格方面，单个传感器价格在千元左右，相对来说可以接受，图 3. 汽车传感器。

液位传感器,油箱,CAN总线

进而得出燃油消耗量。容式液位传感器是通过将液位高度转化成油量体积，来间接获取油耗数据，它实质容器，通过将液面高度转换成电信号输出，实现非电量到电量变换的功能。簧管式液位传感器可通过磁力来控制干簧管的连通与否，将油箱液位高度转化成电阻输出，从而得到油箱的液面高度变化。相较于其它的油箱液位传感器，干簧管式液装起来较为复杂，价格相对较高。声波液位传感器是典型的利用超声波原理的油耗监测设备，通过发射超声波脉冲信号反射，再由变送器接受反射信号的原理来测量油箱剩余油量。超声波液位传感器还能波与接收波之间的时间差，通过发射距离和发射时间来计算瞬时油耗，总体来说，超以测量瞬时油耗，同时具备高精度的特点，是较为先进的测量方法。力传感器法是利用半导体压电阻型传感器，当油箱液面高度发生变化时，会在传感面形成半导体变形压力，通过压力使薄片发生变形从而产生压电阻抗效果，传感器电阻抗效果转换成电信号输出，即可得到油耗情况。体而言，油箱法虽有多种设备供选择，工作原理也各不相同，但是均具备装置较为简为低廉的优点，图 3. 2 中列出了几种在油箱法中常用的液位传感器。

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