交通节能减排智能化分析技术——北京市实践

基于大数据的智能化监测分析技术为消除城市交通在节能减排领域决策判断的模糊性、解决交通节能减排问题提供机遇。通过分析交通节能减排宏、中、微观工作对智能化监测分析的需求,总结现有统计监测体系存在的问题。提出车辆能耗排放多维感知、高分辨率仿真及多尺度评估、海量数据分析挖掘等交通节能减排智能化分析技术。具体阐述北京市在交通节能减排统计监测体系建设、交通能耗与排放清单编制、交通节能减排规划和政策研究、驾驶行为矫正、节能减排标准研究制定等方面的实践应用效果。最后指出,交通节能减排智能监测体系应构建本地化的模型及关键参数,同时需要法律法规和体制机制的协同保障。

基于系统工程方法论的北京交通运输节能减排标准体系构建研究

通过对中国节能标准现状以及交通行业节能标准现状的总结与分析,明确面临的形势。对北京市交通节能减排标准进行梳理,确定存在的问题。给出基于系统工程论方法的标准体系的构建维度,并给出交通节能减排标准体系的六维构建方法。结合北京的实际情况,给出北京市交通节能减排标准的体系框架。

基于交通指数的机动车污染物排放分析方法研究——以北京为例

为了科学有效地支持城市化机动化进程中交通治污治堵一体化工作,研究建立了交通指数与基于车辆比功率(vehicle specific power,VSP)的机动车污染物排放相关联的分析方法,通过分析交通指数与微观车辆行程速度分布的一致性规律,利用海量逐秒运行工况数据和车辆排放特征数据,建立了机动车辆在实际道路上运行速度与排放强度之间的关系,并以北京市为例,研究发现交通指数与小客车氮氧化物排放强度在道路类型、工作日周末、上下午等因素下具有明显的正相关关系,影响程度由大到小分别是道路类型、工作日周末、上下午.

基于驾驶模拟实验的生态驾驶行为节能减排潜力

针对生态驾驶行为在中国节能减排潜力尚不明确的问题,研究基于驾驶模拟实验平台,选取22名驾驶人进行生态驾驶行为培训和驾驶模拟实验测试,通过对比分析生态驾驶行为培训前和培训后的车辆能耗排放改善情况,确定生态驾驶行为的节能减排潜力.研究结果表明：生态驾驶行为节约汽车燃油消耗的潜力可达3.43%~5.45%;对应不同尾气排放物（CO2、CO、HC和NOx）,生态驾驶行为的减排潜力可达3.39%~26.15%.随着培训强度的增加,生态驾驶行为所体现出的节能减排效益也相应增大.另外,职业和非职业司机驾驶行为节能减排潜力存在明显差异.

基于HBEFA的城市交通温室气体排放模型——以北京本地化建模为例

交通温室气体排放和空气污染越来越受到国内各城市的广泛关注.控制温室气体排放和污染物排放的关键是找到排放的源头并进行科学量化,从而制定有针对性的政策措施.鉴于我国目前还没有发布全国性的交通排放评估方法,本文基于欧洲道路排放因子模型并结合北京实际的道路交通运行工况和车辆结构数据,采用自下而上的建模方法,利用车型分类、交通状态、工况单元和活动水平进行模型的数据划分,使用平均速度(V)、行驶过程中停车时间比例(SP)和相对正加速度(RPA)三个特征值作为描述工况单元的统计特征参数,借用计算机仿真构建了本地化的交通排放因子库,并在此基础上开发了基于交通活动水平的交通排放测算模型.该模型不仅能够建立北京市的交通能源消耗、温室气体排放和污染物排清单,而且能够与宏观交通模型无缝衔接,评估不同的交通政策对交通减排的潜在影响.

基于交通运行指数的速度分布聚类与排放测算

交通拥堵评价指标与机动车排放强度的关系缺乏论述。利用北京市浮动车数据,处理成分道路等级的交通运行指数与速度分布数据。以车辆排放测试数据、工况数据为基础,量化速度与排放因子间的关系。分析交通运行指数与排放因子的测算机理,选择速度为中间变量,建立二者的关系量化模型。为降低交通运行指数与排放因子关系的不确定性,结合速度分布的影响因素,利用K-Means聚类方法,对交通运行指数与速度分布数据聚类分析。研究发现按道路等级、交通规律相似的工作日/周末以及时间段(6:00-12:00时,12:00-22:00时,22:00-6:00时)交叉组合分类,快速路、主干路、次支路速度分布不确定性分别降低了10.1%、13.6%、14.6%,排放因子不确定性分别降低了10.1%,13.4%,14.2%。测算了各分类条件下交通运行指数与排放因子间的定量关系。

路网机动车排放因子测算与不确定性分析

为分析交通指数和排放因子的测算机理,选择以速度为衔接点,首先研究交通指数下的速度分布测算方法和速度对排放因子的修正关系;其次,研究交通指数下的路网机动车排放因子测算方法,并分析排放因子的不确定性量化方法;然后,以北京为例,测算交通指数下的路网交通排放因子.结果表明:当路网交通指数位于2~8之间时,CO_2排放因子随交通指数的增长而平稳增加,但交通指数在(0.6,2]和(8,9.4]时,CO_2排放因子随交通指数的增长而快速增加.最后,统计了不同聚类方法下的排放因子偏差率,发现按工作日节假日和上下午分类后,交通指数下的CO_2、CO、HC、NOx排放因子平均偏差率分别从3.48%、6.67%、6.08%、6.68%下降至2.65%、5.35%、5.20%、5.36%.

基于供给侧结构性改革的低碳交通体系研究

推进交通行业低碳化发展,是交通运输业供给侧结构性改革的重要方面,是解决我国交通行业诸多问题的系统性、战略性考量,为此要坚持"综合交通、绿色交通、智慧交通、平安交通"的发展理念,从基础设施、运输装备、公共交通服务、公路货运、智能交通、交通治理能力建设等低碳交通发展的关键领域,采取实现交通运输体系低碳化发展的具体措施和发展对策,促进我国交通行业转型升级、结构升级。

以污染物排放分析为目标的外埠进京货车多源异构数据应用

为了精确核算外埠进京货运车辆污染物,通过对多源数据质量分析评估,获取北京市交通流量和车辆定位信息监测数据等底层大数据,根据既有宏观污染物排放模型输入要求,通过建立异构大数据交叉匹配方法得到结构化模型输入数据,大幅提升了模型输入数据的准确性.同时,根据政策评估需求核算了北京市外埠进京货车污染物排放强度,量化了外埠货车对北京市域污染物排放的分担率,为北京市外埠货运车辆污染物排放控制的科学决策提供支持.

出租汽车驾驶员生态驾驶行为培训方法——以北京市为例

驾驶行为是影响机动车能耗和尾气排放的主要因素之一,生态驾驶行为已在众多发达国家推广实施,并取得显著的节能减排效益。选取北京市同一车型的60名出租汽车驾驶员实施生态驾驶行为培训,利用OBD+北斗/GPS逐秒采集车辆油耗和运行数据。通过对比培训前后车辆平均百公里油耗改变量,明确生态驾驶培训的节能效果,形成面向出租汽车驾驶员行为矫正的生态驾驶培训方法。培训方案包括三种形式:基于培训手册和宣传视频的静态培训、基于驾驶模拟器的实操动态培训、先静态后动态的综合培训。培训结果表明:生态驾驶行为培训平均降低车辆百公里油耗8.6%;对出租汽车驾驶员实施动态生态驾驶培训更合理有效。由于车辆本身油耗的差异,生态驾驶行为培训对于改善公共交通、货运交通及长途客运汽车等行业的能耗现状可能更为显著。

机动车道路扬尘与PM直接排放的测算与分析

目前对交通扬尘总量的量化及其与机动车尾气排放量的直接关系缺乏论述,且对交通行业排放率的认识存在结构性偏差。以北京市六环内道路网络为研究实例,利用中国机动车排放模型,结合交通运行参数,测算了机动车直接排放PM10的总量并对其来源进行分析。同时,参照AP-42排放因子模型,利用各类型道路的机动车行驶里程、平均车重等统计数据,测算得到交通扬尘PM2.5和PM10总量。研究结果表明:机动车直接排放PM10总量中,重型车排放占98.3%,国III排放标准机动车占85.4%,快速路占41.3%;交通扬尘PM10与机动车直接排放PM10总量基本相等,而交通扬尘PM2.5约为机动车直接排放PM2.5总量的1/5。若将道路扬尘计入交通源排放PM2.5的统计口径中,将显著增大交通源排放对PM2.5的贡献率。这一研究有助于科学认识北京市PM2.5的来源并为PM污染防治提供决策基础。

能源计量对交通节能减排工作的支撑作用

一、政策要求 随着我国城市化和机动化进程的推进，城市交通能源消耗规模逐步扩大。以北京为例，城市交通能耗占全市能耗总量的17．6％．已成为继工业、建筑之后的城市能耗碳排放控制重点行业之一．

交通行业运营车辆能耗计量设备检测大数据平台的设计与实现

《北京市2013-2017年清洁空气行动计划》中指出“2017年车用燃油总量较2012年下降5％，污染物排放下降25％”，因此北京市交通领域节能减排统计与监测工作任重而道远。为了实现上述目标，首先需要在公交、轨道、出租、旅游、货运、省际、郊区、社会车辆等行业建立标准化、信息化的运营车辆能耗计量监测体系，全面、准确、实时掌握运营行业车辆能耗计量数据。因此，车辆能耗计量设备的计量性能和产品质量就成为运营车辆能耗计量监测工作的基础和关键。在北京市交通委、北京市质监局的支持下，北京市交通行业节能减排中心与北京市计量检测科学研究院联合攻关，共同研究，启动了交通行业运营车辆能耗计量设备检测大数据平台的建设。

出租车驾驶员驾驶行为对油耗的影响及潜力分析

本文基于北京市出租车实际运行数据,研究城市快速路基本路段不同工况、服务水平下驾驶行为对出租车油耗的影响,分析各条件下生态驾驶节能潜力.应用方差分析方法,分析不同条件下驾驶行为对出租车油耗的影响.研究结果表明,出租车在城市快速路基本路段加、减速频繁;随服务水平提高,加速、匀速工况下车辆油耗升高,减速工况下车辆油耗降低;低服务水平下加速工况油耗是车辆油耗的主要来源.考虑各条件下油耗对出租车总油耗的贡献,提出生态驾驶行为节能潜力计算方法.分析结果表明,加速工况下生态驾驶节能潜力最高,出租车在快速路基本路段取生态驾驶行为的综合节能潜力可达11.18%.

城市过量短距离小汽车出行研究

以北京市为例,挑选具有代表性的两类居民小区,对小区出行环境和居民出行行为展开调研.首先,利用GPS和测距仪等设备收集出行环境数据,结合地理信息系统,对小区内部和扩展区域的机动车和非机动车环境进行分析,指出了两类小区出行环境的特点;然后,利用调查问卷收集居民出行行为数据,在分析不同小区的短距离出行特征和同类居民的出行行为后,指出出行环境对出行行为具有显著的影响.最后,给出了不同小区居民偏好小汽车短距离出行的影响因素,以及在不同出行目的下,居民出行方式的转换意愿.研究成果有助于制定合理引导小汽车出行的交通需求管理对策.

不同类型基层沥青路面设计指标的控制

针对目前沥青路面在实际建设过程中存在的问题,文章分析了不同类型的沥青路面基层及其破损形式和设计控制。结果表明,相关建设人员应根据不同类型基层沥青路面的特点,来选定相应的设计指标,从而提高沥青路面的使用安全性和耐久性。

基于VSP分布的车辆跟驰模型的油耗测算对比研究

利用GPS收集了大量北京市快速路上车辆跟驰状态下的驾驶行为数据。以GPS采集的行为数据为前车驾驶数据,采用不同车辆跟驰模型来模拟并输出后车的跟驰行为。对连续的瞬时速度按照60 s集成并且划分平均速度区间,在同速度区间内对比分析了不同跟驰模型输出的机动车比功率(VSP)分布与真实分布的差异。其后,利用车载油耗仪收集实测的逐秒油耗数据,采用基于VSP分布的油耗测算方法,测算并对比了不同跟驰模型的平均油耗率和油耗因子与真实油耗的差异。研究发现前后车全速度差是车辆跟驰模型中的关键参数,其能明显提升仿真跟驰行为VSP分布的准确性,进而更准确地测算车辆跟驰状态下的燃油消耗。

《营运客车能源计量器具功能及数据采集规范》解读宣贯

一、制定背景 1．运营客车能源计量工作任务艰巨 北京市发展改革委、北京市质量技术监督局发布的《北京市能源计量能力建设实施方案（2012—2014）》．提出要在交通等领域推进“标准、计量、统计、监测、考核和监察等‘六位一体”’的节能基础能力建设、“实现油、新能源等各类能源利用数据的精确计量”的要求。

营运客车能源计量器具的设计

为了对营运客车的能耗和排放进行监测,北京市交通节能减排中心开展了营运客车能源计量器具（以下简称＂计量器具＂）的研发和产品标准的制定,该项工作在全国属于首创,对于其他城市开展交通领域汽车节能减排具有积极的借鉴和指导意义。