城市道路交叉口车辆燃油消耗分析及控制方法研究

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 11次 | 上传用户:guohuiwh
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
降低车辆燃油消耗、提高燃油利用效率对道路交通可持续性发展具有举足轻重的作用。车辆在交叉口范围内的制动及怠速行为损失了较多的能量及燃油,研究人员提出了通过优化交叉口交通设计、信号配时方案等方法来降低车辆行驶延误并提高交叉口通行能力,此类方法不但能够改善车辆的运行状态及交叉口运行效率,而且也能够有效减少车辆燃油消耗量。因此,本文的主要研究工作包括以下内容。首先,根据本文研究所需的数据基础,设计了相关试验方案,确定了试验流程和试验方法,提出了相关试验要求;在分析城市道路及交叉口燃油消耗试验数据采集技术与方法的基础上,采用组合式车载试验系统进行试验数据采集;通过实地试验测试,获取了相关车辆行驶试验数据,提出了采用关键点法进行试验数据的预处理并建立了相应的试验数据库。其次,提出了交叉口单个车辆及交通流燃油消耗分析计算方法及模型。分析了车辆燃油消耗的构成并提出了相应的计算方法,结合试验数据标定了车辆加速、减速、怠速及匀速燃油消耗率,计算得出了测试路线测试车辆平均燃油消耗量;界定了交叉口对车辆运行影响的时空范围并进行了实测,计算得到了交叉口测试车辆燃油消耗量并分析了其特点;基于三种车辆运行状态模式,探讨了车辆运行状态模式与燃油消耗的关系。再次,以交通流理论为基础,分析了交叉口交通流集聚与疏散过程,得出交叉口运行状态恢复时间长度是进口道红灯时间及初始密度与最大密度比值的函数;分析了交通流集聚的随机性对计算交叉口车辆燃油消耗影响;以交叉口间距作为限制条件,分析车辆在交叉口的平均延误、停车次数、排队长度等指标,分别提出了过饱和、低饱和和准饱和状态下交叉口交通流燃油消耗量计算方法并进行了案例分析。另外,对交叉口车辆行驶阻力构成进行分析,构建了交叉口车辆行驶方程,给出了交叉口车辆运行油耗比例系数和能耗系数的概念及计算方法;基于本文的试验数据对车辆在不同运行状态模式下的能耗系数进行了计算分析,提出交叉口车辆行驶速度范围建议;基于上述结果提出了交叉口车辆运行动态速度控制模型并进行了数值仿真研究。最后,分析了交叉口常用的三种信号控制策略,提出了以车辆平均燃油消耗最少作为主要优化目标进行交叉口信号配时优化的方法并以实际案例进行分析;根据国内外常用的交叉口进口道待行区的设置类型及条件,分别提出了以燃油消耗最优为目标的信号控制交叉口左转待行区、直行待行区及综合待行区优化设置方法;通过TRANSYT-7F和VISSIM仿真验证了交叉口交通管控优化措施对车辆运行燃油消耗的改善效果。通过研究得到如下结果和结论:测试路线测试车辆平均燃油消耗量为11.8 L/100km,交叉口燃油消耗量占总燃油消耗量比例为50.65%,交叉口加速及怠速燃油消耗量占交叉口燃油消耗量比例为79.2%,车辆运行状态模式(Ⅰ)行驶时间、加速度及加速时间、模式(Ⅱ)行驶速度及行驶时间及模式(Ⅲ)行驶时间及停车次数是影响车辆燃油消耗的主要因素;交叉口进口道车道组的交通量与通行能力比值(V/C)对车辆平均燃油消耗具有重要影响,当交通流处于低饱和状态时车辆平均燃油消耗处于较低水平,当交通流处于准饱和状态时车辆平均燃油消耗增长较快,当交通流处于过饱和状态时车辆平均燃油消耗将呈现急剧增长态势;车辆运行状态对其燃油消耗比例系数影响极大,车辆通过交叉口的燃油消耗比例系数为7.4,其中不停车燃油消耗比例系数为2.0、1次停车燃油消耗比例系数为7.2、多次停车燃油消耗比例系数为13.9,车辆以减速运行状态通过交叉口燃油消耗比例系数最优且驶入速度和速度差对其有决定性影响;能耗系数计算结果表明车辆以不停车方式通过交叉口时总体的能耗系数为59.1%,而1次停车方式的能耗系数为18.1%,交叉口动态速度控制方法能够有效降低车辆燃油消耗;基于燃油消耗的信号配时优化方法能够降低交叉口车辆平均油耗约3.1%、平均延误增加约0.8%、通行能力增加约1.0%,设置左转待行区、直行待行区和综合待行区与交通流燃油消耗量具有重要关系,待行区设置是否会增加或降低交通流燃油消耗量主要取决于待行区的设置长度、交通流交通需求、待行区的组织方式及信号配时方案等。
其他文献
我国中小企业在经历了初建与迅速发展后,已经在国民经济中起着举足轻重的作用,尤其是在增加就业、促进创新、扩大投资、活跃市场等方面更是意义重大。然而,在不断变化的市场
聚氯乙烯(Polyvinyl chloride)作为通用树脂之一的材料,有着广泛的应用,但不能在强紫外地区长期使用。纵观近几年国内PVC市场的发展状况,结合青海的强紫外环境,以聚氯乙烯(PV
基于新型医保移动支付平台的医院服务窗实现患者手机就医服务,介绍整体业务架构、支付流程实现方案、平台实现及线下流程对平台的适应,实现实时缴费,优化门诊就医流程,改善患
在宏大的鲁迅学研究下,关于鲁迅与美术的研究只是其中小小的一个分支。我们知道鲁迅“横眉冷对千夫指,俯首甘为孺子牛”,也知道他“敢于直面惨淡的人生、敢于正视淋漓的鲜血
"一带一路"战略推动下,发展跨境旅游成为我国旅游业转型升级的重要方向。近几年,中越两国一直致力于加强双边跨境旅游合作,取得了良好效果。中国已成越南旅游业最大客源地,中
傅山的草书书法是否为应酬作品,不应将具体的交易者的行为笼统称之为应酬,也不能将之作为评判傅山存世草书水准不高的依据。傅山的草书作品应为其真实水准的体现,这从傅山的哲学
<正>"鸽巢问题"是人教版数学六年级下册第五单元的教学内容。教材呈现了3个例题,目标是让学生通过直观例题,借助动手操作达到经历"抽屉原理"的探究过程,初步了解"抽屉原理",
<正> 从70年代末期开始,西方主要资本主义国家出现了研究地方政治的热潮,相继传出“80年代是地方自治的时代”等口号。目前,这一动向已开始引起我国政治学界的关注。资产阶级
教学《藤野先生》最容易出现两种不尽人意的现象:一是阅读情感的路径有误;二是阅读情感的程度肤浅。文章从"藤野先生:一束微弱而温暖的火焰""藤野先生:一把温柔而锋利的解剖
托马斯.哈代是十九世纪的英国文学巨匠,他的代表作《德伯家的苔丝》早已深入人心。亚里士多德是古希腊伟大的哲学家,他的代表作《诗学》是西方美学史上第一部最为系统的美学