考虑交通运行因素的桥头交叉口汽车排放规律研究

摘要

经济社会发展的进程中，“绿色交通”的呼声愈来愈高，交通排放研究愈演愈热，基于环境因素的路网钻研初见成果，但交叉口的研究亟待完善。交叉口作为城市路网的咽喉，各种工况反复变化，其尾气排放明显大于路段。随着桥梁逐渐成为城市路网的重要构件，桥头交叉口的研究理应提上日程。因此，桥头交叉口的交通运行及排放领域的探究是大势所趋。 首先，从建模和仿真方面、理论分析及现场实测方面阐述了现阶段的尾气排放研究，并就自身性质、道路交通影响因素、气象环境影响因素及时空分布特性理清了交通颗粒物规律科研现状，进而明确了桥头交叉口的研究内容。 其次，选取福州市桔园洲大桥（建平路）与旗山大道交叉口为试验场地，以PM1、PM2.5、PM4、PM10和TSP为研究对象，以流量、排队长度、车头时距和延误等4种参数为交通运行影响因素，以光度、温度、噪声、湿度和风速等5种指标为气象环境影响因素，合理布设调查点位采集数据，并探究了进、出口道以及距离停车线位置与颗粒物浓度的关系。研究结果表明：探索颗粒物与影响因素之间的关系可主要从进口道的渠化岛/停车线位置入手。 再次，基于初步拟合分析-相关分析-偏相关分析和聚类分析，探求了颗粒物间、影响因素间和颗粒物与影响因素间的关系。研究结果表明：选定的五种颗粒物之间，根据影响因素对颗粒物的单因素拟合规律分析及颗粒物间的聚类分析树形图进行分类，均为PM1、PM2.5和PM4一类，PM10与TSP一类；选定的影响因素间存在一定程度的相关性，且交通运行因素间、气象环境因素间的相关性更为明显；影响因素与颗粒物间的关系中，单因素拟合分析下，成正相关的有流量、车头时距、排队长度、光度和噪声，负相关的有延误和风速，但温度和湿度对不同颗粒物的影响不尽相同，应分类分析，且颗粒物粒径小受交通影响更明显，如流量、延误、排队长度和噪声等。 最后，在前述分析下，基于聚类分析初步挑选去除存在共线性的重要影响因素，借助多元线性逐步回归分析选定颗粒物影响关系的变量，并建立BP神经网络模型。研究结果表明：聚类分析的优越性在于从数据出发，而对实际意义的考虑并不影响桥头交叉口交通排放影响因素的分类；BP神经网络模型效果较多元线性回归模型得到提升。

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