《动态路网机动车减排对策及应用》

随着机动车保有量的快速升高,机动车排放已成为中国排名前两位的大气污染组成部分。国内城市在机动车排放测算及减排对策制定中,主要借用美国、欧洲等地开发的成熟的测算模型,但由于国内城市交通的复杂性、与国外燃油规格以及排放标准的差异性,导致国外成熟的排放模型难以适应于国内交通环境。如何实现基于中国大规模车辆实验数据的排放测算,制定涵盖交通组成各要素的减排对策,是亟需解决的关键问题。在国家“863”计划、国家自然科学基金等项目的支持下,在以下方面开展创新性工作:

1.基于大规模车载道路排放数据,建立了宏观、中观和微观三个尺度机动车排放预测模型,实现了地区、路网和路段及交叉口三个层面的机动车排放准确测算。该研究利用车载排放测试仪器与GPS搭建车载测试试验平台,共选择120余种车型在山东、吉林、福建等地开展道路实验,获取了超过1000个小时的道路实验数据。建立了考虑地域差异的城市汽油车和柴油车排放测算模型,实现了宏观层面的城市机动车排放定量评价;基于反映汽车功率需求的比功率以及运行工况建立了中观和微观排放测算模型,实现了城市典型路段和交叉口的排放测算。研究覆盖了国内主要的典型区域和车型,相关研究成果获得2014年山东省机械工业科技进步一等奖。

2.考虑交通包含的人车路三要素,从合理运用汽车、发动机排放控制、交通管控策略实施等角度提出了具体的机动车减排对策制定方法,并得到实际应用。分析了不同道路状况、交通状况下机动车的实时排放差异,提出了适用于实时路况的环保出行路径规划方法;研究了不同环境、负荷、燃油规格和行驶里程下发动机排放状况的差异,提出了发动机不同工作条件下针对性的减排策略;提出了城市区域信号配时优化、单向改造方案的优化与方案评价相结合的思想,开发了智能交通信号控制产品并得到实际应用,使所应用区域的机动车减排超过10%。

3.针对新能源汽车的快速发展,分析了不同能源类型汽车(传统燃料、纯电动、天然气)未来发展带来的节能减排效益,推动了新能源营运汽车的快速应用。首次引入了反映生物种群竞争机制的Lotka-Volterra模型,分析了传统汽车、纯电动汽车及天然气汽车未来40年的保有量变化趋势;结合汽车使用过程中和燃料生产过程中的能耗量和排放量,定量分析了未来汽车类型发展变化带来的节能减排效益;以淄博市为例推动了新能源公交车和出租车的快速应用,改善了城市大气环境。研究实现了区域新能源汽车应用环境效益的定量评价,相关研究成果获得2017年山东省高校人文社科优秀成果一等奖。

该项目发表论文52篇(SCI/EI收录31篇),获发明专利21件,出版专著1部,获厅局级一等奖2项。淄博市应用该理论成果已发布城市机动车环境管理年报;开发的智能交通控制系统已在山东、黑龙江、河北、新疆等4地的15个城市得到全面应用。该成果的研发与应用为中国机动车排放测算模型建立、减排对策制定、新能源汽车环境效益评价提供了理论依据和实践手段,为落实生态中国建设奠定了坚实的基础。

成果说明

山东星志智能交通科技有限公司目前为中国北方行业规模最大、产品品种与系列最全、最具竞争力和影响力的智能交通系统供应商,基于项目研究成果,完成了多品类智能交通产品的研发与生产,产品涉及交通信号灯、交通信号机、可移动信号灯、一体信号灯等类别,全线产品通过公安部交通安全产品质量监督检测中心检测。本项目研发的城市智能交通信号控制系统已经在河北衡水、黑龙江黑河和嫩江、山东威海、新疆喀什等15个城市得到了实地应用,实践证明其能够有效减少交叉口延误、提升城市路网的运行效率,对于缓解城市交通拥堵、减少燃油消耗和尾气排放、提

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