一种基于乘客OD人均排放计算模型的车辆调配方法

技术领域

本发明涉及一种基于乘客OD人均排放计算模型的车辆调配方法，属于智能交通领域。

背景技术

现在人们公共出行方式主要就是乘坐公交车出行，合理的安排这种出行方式成为了在保证出行的前提下控制污染物排放的关键因素。

要进行合理的不同公交车型车辆尾气排放特性的对比分析,我们通过建立IVE模型来进行车辆排放的分析，IVE模型对机动车排放的计算包括启动排放和行驶排放两部分，研究重点关注机动车在不同行驶工况下的污染物排放水平。模型使用发动机比功率VSP(Vehicle Specific Power)这个参数来表征机动车瞬时行驶工况和排放的对应关系，提高模型的准确性和适用性。

公交车的行驶工况不同于私家汽车，在整个线路的行驶过程中，由于公交站点车辆停靠，乘客上下车，导致公交车上的乘客量是不断变化的，并不是一个定值，从而影响车辆载重量不是一个定值，所以利用IVE模型计算尾气排放时，得到的结果存在较大误差。在以往建立的IVE模型中计算VSP时，将载重设为定值，导致VSP的计算误差。

发明内容

本发明要克服现有技术的上述缺点，提出一种基于乘客OD人均排放计算模型的车辆调配方法。

本发明首先通过研究IVE模型，对公交不同车型相关参数进行了本地化修正，确定了专门针对公交车的比功率计算公式,建立了基于比功率参数区间排放率的不同公交车型排放因子。然后通过实时获取的公交运行状况和客流OD(乘客乘车起止点)，根据排放因子和客流数据建立了公交排放计算模型。

本发明提出了一种基于乘客OD及公交车实时工况来进行的公交车排放计算模型，可以获得精确的VSP计算值，进一步根据本地化后的影响因子及精确化的VSP值得到精确的IVE模型，根据获得的精确的排放量来调配车辆的方法。

一种基于乘客OD人均排放计算模型的车辆调配方法，其具体步骤如下：

1.确定乘客OD；

通过公交获取的乘客上下车时间t以及每一时刻的公交车GPS数据G(T，P)获取出乘客OD信息。

2.计算比功率参数；

VSP(比功率参数)参数对于各污染物排放率影响的相关性均远高于车辆的速度和加速度指标，并且，VSP参数可将车辆的瞬时速度、加速度数据同车辆的排放紧密联系起来,用以研究车辆在不同行驶工况下的排放特征。其定义为单位质量机动车的瞬时输出功率,单位为kw/t,其数值与速度和加速度有关,公式如下:

VSP＝v×(a×(1+ε)+g×grade+g×C_R)+0.5ρ×C_D×A×v³/M

其中：

v为车辆速度(假定无顶风)；a为车辆加速度；ε为滚动质量系数；g为重力加速度；grade为厂道路坡度；CR为转动阻力系数；ρ为空气密度；CD为风阻系数；A为车辆最大正面截面面积；m为车辆质量。

上述VSP研究大多数是基于轻型车领域,而对于公交车的VSP计算目前尚没有统一的公式，结合公交车辆实际参数指标及行驶环境，对多种方法进行对比后,本研究将相关参数本地化。公交车在城市内路段行驶，道路多数较平坦，在此近似假设路段坡度为0。简化得出本研究中公交车的VSP计算公式如下：

VSP＝1.1×v×a+0.09199×v+0.000168×v³/M

其中：

m为车辆质量；v为车辆速度(假定无顶风)；a为车辆加速度；

由于车辆质量随乘客上下车情况变化，依据公交采集到的乘客OD信息来统计车上乘客数量情况，按城市居民平均体重m₁来计算乘客总质量m＝nm₁，则M＝nm₁+m_car，将结果代入上式得到公交车每一段的VSP参数。

3.计算公交车乘客人均排放；

根据乘客OD获取每一公交站之间的行驶路程中车上的乘客数Pⁱ_num以及该段路程中公交车的排放量VSPⁱ得到i段路程中人均排放。

通过每一分段路程的计算，我们得到每一段路程中人均排放的集合：

VSPⁱ_ave＝{VSP_ave¹>ave²ΛVSP_aveⁿ}

对集合中的值取平均值得到出行市民人均排放量：

4.计算非公交车人均排放；

根据国家机动车污染物排放标准，将车型按照十大类每一类六种排放标准进行划分定义为C_i，道路上主要的社会车辆为国③、国④、国⑤排放标准，其排放为VSP_prv。

5.建立道路交通环境状况评价模型；

依据道路畅通程度和环境方面的考虑建立道路环境状况评价模型：

其中，S_car为车辆通行速度，P_num为交通运输人员数量，v为人均排放容量，K为允许人均排放量。

6.制订交通控制方案；

i为公交车数量，j为非公交车数量。

当使得公交车人均排放VSP_ave与非公交车人均排放VSP_prv的平均值小于K，并且尽量靠近K时，交通状况达到最佳状态。

本发明的优点是：能够提高公交车尾气排放估算的准确性，使交通状况达到最佳状态。

附图说明

图1是本发明方法的流程图。

具体实施方式：

下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。

一种基于乘客OD人均排放计算模型的车辆调配方法，其具体步骤如下：

1.确定乘客OD；

通过公交获取的乘客上下车时间t以及每一时刻的公交车GPS数据G(T，P)获取出乘客OD信息。

2.计算比功率参数；

VSP(比功率参数)参数对于各污染物排放率影响的相关性均远高于车辆的速度和加速度指标，并且，VSP参数可将车辆的瞬时速度、加速度数据同车辆的排放紧密联系起来,用以研究车辆在不同行驶工况下的排放特征。其定义为单位质量机动车的瞬时输出功率,单位为kw/t,其数值与速度和加速度有关,公式如下:

VSP＝v×(a×(1+ε)+g×grade+g×C_R)+0.5ρ×C_D×A×v³/M

其中：

v为车辆速度(假定无顶风)；a为车辆加速度；ε为滚动质量系数；g为重力加速度；grade为厂道路坡度；CR为转动阻力系数；ρ为空气密度；CD为风阻系数；A为车辆最大正面截面面积；m为车辆质量。

上述VSP研究大多数是基于轻型车领域,而对于公交车的VSP计算目前尚没有统一的公式，结合公交车辆实际参数指标及行驶环境，对多种方法进行对比后,本研究将相关参数本地化。公交车在城市内路段行驶，道路多数较平坦，在此近似假设路段坡度为0。简化得出本研究中公交车的VSP计算公式如下：

VSP＝1.1×v×a+0.09199×v+0.000168×v³/M

其中：

m为车辆质量；v为车辆速度(假定无顶风)；a为车辆加速度；

由于车辆质量随乘客上下车情况变化，依据公交采集到的乘客OD信息来统计车上乘客数量情况，按城市居民平均体重m₁来计算乘客总质量m＝nm₁，则M＝nm₁+m_car，将结果代入上式得到公交车每一段的VSP参数。

3.计算公交车乘客人均排放；

根据乘客OD获取每一公交站之间的行驶路程中车上的乘客数Pⁱ_num以及该段路程中公交车的排放量VSPⁱ得到i段路程中人均排放。

通过每一分段路程的计算，我们得到每一段路程中人均排放的集合：

VSPⁱ_ave＝{VSP_ave¹>ave²ΛVSP_aveⁿ}

对集合中的值取平均值得到出行市民人均排放量：

4.计算非公交车人均排放；

根据国家机动车污染物排放标准，将车型按照十大类每一类六种排放标准进行划分定义为C_i，道路上主要的社会车辆为国③、国④、国⑤排放标准，其排放为VSP_prv。

5.建立道路交通环境状况评价模型；

依据道路畅通程度和环境方面的考虑建立道路环境状况评价模型：

其中，S_car为车辆通行速度，P_num为交通运输人员数量，v为人均排放容量，K为允许人均排放量。

6.制订交通控制方案；

i为公交车数量，j为非公交车数量。

当使得公交车人均排放VSP_ave与非公交车人均排放VSP_prv的平均值小于K，并且尽量靠近K时，交通状况达到最佳状态。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。