基于VSP分布的城市公交车行驶周期研究

摘要

随着我国城市规模的不断扩大，城市交通也快速发展。伴随着机动车数量的迅猛增加，其产生的尾气排放污染和能源消耗已成为许多城市都面临的一个重要问题。与此同时，公交车以其较高的单车载客量在占用道路空间、道路环境污染和能源消耗等方面都有着巨大的优越性。优先发展公共交通已被世界各国公认是解决城市交通问题的最佳策略之一。为了对这一策略的节能减排效果做一个全面和客观的评价，需要对公交车能耗排放进行精确的量化，而建立公交车行驶周期是进行能耗排放测算的基础。
　　 在此背景下，本文以北京市为例，在大量GPS数据和车载尾气检测(PEMS)数据的基础上，分析了公交车行驶工况参数与尾气排放的关系，提出了基于机动车比功率分布的行驶周期建立方法，并建立了北京市公交车行驶周期。
　　 首先，在分析总结国内外公交车行驶周期相关研究的基础上，设计了公交车行驶工况数据收集实验。利用GPS全球定位系统与PEMS车载尾气检测设备，分大站快线、快速公交、普通线路三种线路类型对北京市15辆公交车辆进行了行驶工况数据和尾气排放数据收集。
　　 其次，在对实验收集的数据进行整理后，依据这些数据分析了三种线路类型公交车辆的行驶特征。并分析了NOx、HC、CO、CO2与VSP之间的关系。通过分析对比各行驶工况参数与尾气排放的关系，发现VSP分布参数既能很好地刻画公交车的行驶特性，又能较好地解释公交车的排放。因此，提出了一种利用VSP分布作为评价指标的行驶周期构建方法。考虑到VSP分布是缺乏距离意义上的量纲，于是将平均速度引入到公交车行驶周期的建立过程中。利用该种方法，结合大量实测公交车行驶工况数据，分别建立了北京市大站快线、快速公交、普通线路三种线路类型公交车辆分速度区间的行驶周期。
　　 最后，分别从行驶特性代表性和排放因子预测准确性两方面对所建立的行驶周期进行评价。评价结果表明，在行驶特性代表性方面，相对于目前应用中常用的行驶周期（NEDC周期和四工况周期），基于本研究所提出的方法建立的行驶周期能够更好地反映公交车的行驶特征。在排放预测准确性方面，基于本研究所建立行驶周期的排放因子与实测排放因子更为接近。