專利名稱：基于實時道路交通特征的機(jī)動車排放測算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬環(huán)境科學(xué)和智能交通技術(shù)領(lǐng)域，尤其是ー種基于實時道路交通特征的機(jī)動車排放測算方法
背景技術(shù)：
近年來，隨著城市化和エ業(yè)化進(jìn)程的加快，我國的機(jī)動車保有量持續(xù)增長，和上世紀(jì)80年代相比，増加了 M倍，從而導(dǎo)致機(jī)動車尾氣排放總量持續(xù)上升，濃度分擔(dān)率已達(dá) 1/3 1/2甚至更高，代表機(jī)動車污染特征的NOx和03濃度超標(biāo)嚴(yán)重，我國661個城市中的 400個城市的空氣污染將從煤煙型轉(zhuǎn)化為機(jī)動車尾氣污染型，因此，機(jī)動車尾氣污染已成為我國大中城市空氣污染的主要來源，是影響空氣質(zhì)量的主要因素之一。在這樣的背景下，開展機(jī)動車尾氣排放污染研究意義重大。通過技術(shù)上的創(chuàng)新探尋機(jī)動車尾氣排放的量化方法，為推動我國機(jī)動車排放研究，遏制我國機(jī)動車污染加劇的趨勢，改善城市空氣質(zhì)量貢獻(xiàn)力量。為了獲取機(jī)動車排放量，以便控制機(jī)動車排放污染，國內(nèi)學(xué)者進(jìn)行了大量研究。研究主要涉及兩個方面一是單車尾氣排放檢測，根據(jù)車輛性能和結(jié)構(gòu)，研究出可用于車輛尾氣排放檢測的系統(tǒng)、裝置等，如專禾Ij CN200410051631. 2、CN200710051254. 6、 CN200710057521. 0、CN201010257393. 6等。ニ是區(qū)域內(nèi)機(jī)動車尾氣排放量計算，根據(jù)居民實際出行狀況信息，結(jié)合車輛排放模型，從而計算尾氣排放量，如專利CN201010582302. 6。這些研究在某些方面取得了成功并具有其使用價值，但其使用價值存在一定的局限性。針對單車排放的檢測雖然較為成熟，但不適合區(qū)域內(nèi)機(jī)動車排放量的檢測，且區(qū)域排放量計算需以掌握實時道路特征為前提，同時建立ー套從交通尾氣信息采集到分析的技術(shù)方法，方能得到與實際情況較為接近的數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有的技術(shù)不足及實際需要，建立ー套基于實時道路交通特征的機(jī)動車排放測算方法。從技術(shù)上實現(xiàn)機(jī)動車尾氣排放的定量化，為政府部門提供機(jī)動車排放數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為制定相應(yīng)機(jī)動車控制政策和策略提供依據(jù)。為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取了以下的技術(shù)方案基于實時道路交通特征的機(jī)動車排放測算方法，包括如下步驟Sl 根據(jù)COPERT模型中的車型分類、預(yù)設(shè)車型分類標(biāo)準(zhǔn)建立車型映射關(guān)系；預(yù)設(shè)車型分類標(biāo)準(zhǔn)可以為國內(nèi)環(huán)保部門與交通管理部門的車型分類標(biāo)準(zhǔn)。由于我國沒有開發(fā)自己的機(jī)動車排放因子計算模型，因此本發(fā)明采用歐盟開發(fā)的COPERT IV模型來計算排放因子。COPERT模式起源于歐洲委員會(EC)開展的機(jī)動車排放因子研究，經(jīng)多年完善形成了目前的可以由計算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的COPERT IV模型。該模型采用了大量可靠的實驗數(shù)據(jù)并進(jìn)行擬合得出規(guī)律，為歐洲國家所廣泛應(yīng)用。COPERT模式對于城市機(jī)動車排放污染總量與大氣承載カ的分析有著重要的作用。目前我國的機(jī)動車類型與機(jī)動車排放法規(guī)、車型分類標(biāo)準(zhǔn)等均與歐洲標(biāo)準(zhǔn)具有很大程度的相似性，這也是其它模式計算方法無法比擬的優(yōu)點，因此本專利中，根據(jù)COPERT模型中的車型分類，結(jié)合國內(nèi)環(huán)保部門與交通管理部門的車型分類標(biāo)準(zhǔn)，建立車型映射關(guān)系，從而建立既滿足COPERT模型計算要求又符合研究區(qū)域情況的車輛類型。車型映射關(guān)系是以車管所機(jī)動車保有量數(shù)據(jù)庫中的一百多種車型分類，根據(jù)排量、載重、載客人數(shù)、燃料類型和出廠時間五種參數(shù)對應(yīng)COPERT排放模型中passengercars、light duty vehicles、bus、heavy duty trucks 禾口 motorcycles 的五大類共 1 百多種車型分類，再根據(jù)燃料類型對應(yīng)研究區(qū)域的的車型分類。建立車型映射關(guān)系能將研究區(qū)域的車輛類型和COPERT的車輛類型對應(yīng)起來，這樣研究區(qū)域的排放因子才能采用COPERT模型進(jìn)行計算。S2:確定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括交通流量、區(qū)間車速、機(jī)動車技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫、氣象參數(shù)值、道路長度、機(jī)動車保有量、油品信息、單次出行行駛里程、單次出行平均時間；氣象參數(shù)獲取通過對研究區(qū)域內(nèi)氣象站的月溫度進(jìn)行記錄，獲得月最低和最高溫度，道路長度通過GIS地圖提取得到，機(jī)動車保有量從當(dāng)?shù)亟煌ㄒ?guī)劃年報中直接查找，油品信息從當(dāng)?shù)刈钚碌胤綐?biāo)準(zhǔn)中直接查找，單次出行平均時間是用單次出行行駛里程除以當(dāng)?shù)仄骄囁俚玫健3 根據(jù)步驟S2中得到的各個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入到COPERT模型中，計算得到基礎(chǔ)排放因子；S4 根據(jù)步驟S3中各車型的基礎(chǔ)排放因子和機(jī)動車保有量計算獲得各車型的綜合排放因子；S5 根據(jù)步驟S4中各車型的綜合排放因子計算道路源強；S6 根據(jù)步驟S5中得到的道路源強和步驟S2中的道路長度計算排放量。所述交通流量通過下述方式確定選取交通流采集點位，分配交通流采集時間，采集道路交通流，對采集到的道路交通流進(jìn)行流量分析獲得所述交通流量。交通流量通過視頻采集和視頻檢測得到。所述機(jī)動車技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫至少包括各車型的累計行駛里程、年均行駛里程、上牌時間、燃料類型。所述區(qū)間車速為調(diào)查道路的平均車速，區(qū)間車速采用現(xiàn)場抽測、視頻檢測和GPS浮動車三種方法進(jìn)行測量和結(jié)果間的相互校驗。該三項技術(shù)均為成熟的現(xiàn)有技術(shù)，以GPS浮動車法測得的車速為主，現(xiàn)場抽測對無法獲取GPS數(shù)據(jù)的道路進(jìn)行補充；GPS浮動車法通過營運車輛的GPS監(jiān)控數(shù)據(jù)，根據(jù)經(jīng)緯度將GPS數(shù)據(jù)與GIS電子地圖進(jìn)行地圖匹配，并通過速度區(qū)間車速評估方法對匹配得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到調(diào)查區(qū)域內(nèi)所有道路上各小時的平均車速；現(xiàn)場抽測需要一輛測試車，在已知區(qū)間內(nèi)做往復(fù)行駛調(diào)查，記錄通過區(qū)間的時間，對面車道來車數(shù)及本車道超車與被超車數(shù)量。調(diào)查人員(除開車的駕駛員除外)需要一人記錄與測試車對向開來的車輛數(shù)；一人記錄與測試車同向行駛的車輛中被測試車超越的車輛數(shù)和超越測試車的車輛數(shù)；另一人記錄行駛報告和記錄行駛時間；行駛距離由里程碑、地圖讀取，或自有關(guān)單位獲取。調(diào)查過程中，測試車一般需要在調(diào)查路段上往返數(shù)次。由于調(diào)查區(qū)域部分道路營運車輛行駛較少，以致經(jīng)GPS浮動車法得出的車速數(shù)據(jù)失真較大，因此會采用現(xiàn)場抽測的方法進(jìn)行校正，以得出較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
4
單次出行行駛里程是從當(dāng)?shù)氐慕煌ㄒ?guī)劃年報或文獻(xiàn)直接查找，如果無法獲取單次出行行駛里程，則采用COPERT模型中的默認(rèn)值。COPERT模型中所有參數(shù)都有默認(rèn)值，在利用該模型計算排放因子的時候，如果部分參數(shù)沒有找到相關(guān)數(shù)據(jù)，就采用該模型的默認(rèn)值。單次出行行駛里程的默認(rèn)值為12km。采用下述計算公式獲得所述綜合排放因子

權(quán)利要求
1.基于實時道路交通特征的機(jī)動車排放測算方法，其特征在干，包括如下步驟51根據(jù)COPERT模型中的車型分類、預(yù)設(shè)車型分類標(biāo)準(zhǔn)建立車型映射關(guān)系；52確定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括交通流量、區(qū)間車速、機(jī)動車技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫、氣象參數(shù)值、道路長度、機(jī)動車保有量、油品信息、單次出行行駛里程、單次出行平均時間；53根據(jù)步驟S2中得到的各個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入到COPERT模型中，計算得到基礎(chǔ)排放因子；54根據(jù)步驟S3中各車型的基礎(chǔ)排放因子和機(jī)動車保有量計算獲得各車型的綜合排放因子；55根據(jù)步驟S4中各車型的綜合排放因子計算道路源強；56根據(jù)步驟S5中得到的道路源強和步驟S2中的道路長度計算排放量。
2.如權(quán)利要求1所述的基于實時道路交通特征的機(jī)動車排放測算方法，其特征在干， 所述交通流量通過下述方式確定選取交通流采集點位，分配交通流采集時間，采集道路交通流，對采集到的道路交通流進(jìn)行流量分析獲得所述交通流量。
3.如權(quán)利要求1所述的基于實時道路交通特征的機(jī)動車排放測算方法，其特征在于 所述機(jī)動車技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫至少包括各車型的累計行駛里程、年均行駛里程、上牌時間、燃料類型。
4.如權(quán)利要求1所述的基于實時道路交通特征的機(jī)動車排放測算方法，其特征在于 所述區(qū)間車速為調(diào)查道路的平均車速，區(qū)間車速采用現(xiàn)場抽測、視頻檢測和GPS浮動車三種方法進(jìn)行測量和結(jié)果間的相互校驗。
5.如權(quán)利要求1所述的基于實時道路交通特征的機(jī)動車排放測算方法，其特征在于 單次出行行駛里程可采用COPERT模型中的默認(rèn)值。
6.如權(quán)利要求1所述的基于實時道路交通特征的機(jī)動車排放測算方法，其特征在于 采用下述計算公式獲得所述綜合排放因子
7.如權(quán)利要求1所述的基于實時道路交通特征的機(jī)動車排放測算方法，其特征在于 采用下述計算公式獲得所述道路源強Aj =Σ EFiXUij式中，A表示j種道路的道路源強；EFi表示第i種車型的綜合排放因子；UU表示第j 種道路第i種車型的交通流量。
8.如權(quán)利要求1所述的基于實時道路交通特征的機(jī)動車排放測算方法，其特征在于 采用下述計算公式獲得所述排放量E = Σ Aj X Lj式中，E表示排放量八.表示第j種道路的道路源強；ら表示第j種道路的道路長度。
全文摘要
本發(fā)明公開了基于實時道路交通特征的機(jī)動車排放測算方法，包括如下步驟根據(jù)COPERT模型中的車型分類、預(yù)設(shè)車型分類標(biāo)準(zhǔn)建立車型映射關(guān)系；確定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括交通流量、區(qū)間車速、機(jī)動車技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫、氣象參數(shù)值、道路長度、機(jī)動車保有量、油品信息、單次出行行駛里程、單次出行平均時間；根據(jù)步驟S2中得到的各個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入到COPERT模型中，計算得到基礎(chǔ)排放因子；根據(jù)步驟S3中各車型的基礎(chǔ)排放因子和機(jī)動車保有量計算獲得各車型的綜合排放因子；根據(jù)步驟S4中各車型的綜合排放因子計算道路源強；根據(jù)步驟S5中得到的道路源強和步驟S2中的道路長度計算排放量。
文檔編號G06Q10/04GK102567811SQ201110461120
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者劉永紅, 徐偉嘉, 羅東華, 蔡銘, 黃建彰 申請人:中山大學(xué), 廣州市方緯交通科技有限公司