论文部分内容阅读
根据我国环保部《2013年中国机动车污染防止年报》的统计分析,2012年全国机动车排放污染物4612.1万吨,其中氮氧化物(NOx)640万吨,颗粒物(PM)62.2万吨,碳氢物(HC)438.2万吨,一氧化碳(CO)3471.7万吨。机动车尾气排放是我国空气污染的主要来源,也是造成雾霾、烟雾污染的一个重要原因。目前,发展城市公共交通,限制私家车使用已成为我国大城市解决交通拥堵、降低车辆污染物排放的主要手段。本论文研究目的就是要给出城市范围内公交车辆污染物排放水平的一个时空定量描述,为城市公交路线设置、公交车辆调度、公交信号优先提供决策依据。近几年,以智能手机为代表的移动传感技术得到了迅猛发展。微传感器(GPS、陀螺仪、加速度计)将微观个人、车辆动态与交通物理环境紧密结合。本论文基于智能手机跟踪每辆公交车辆的驾驶行为和相应的污染物排放水平,建立了公交车辆污染物排放估计与评价系统:生态公交。论文主要研究特色包括:第一、通过智能手机采集速度、加速度信息,实时记录不同路况、不同道路交通环境、不同天气状态下公交车辆的驾驶行为,公交车辆污染物排放水平与驾驶特征有着密切联系。第二、由于公交车辆车型相对单一,根据机动车比功率(VSP,Vehicle-Specific Power)模型,建立公交车辆动态与污染物排放等级关系,评价分析交通环境对污染物排放的影响。生态公交系统在智能手机客户端设计、数据采集与处理、污染物排放计算等系统架构方面主要完成以下工作:首先,利用智能手机的普及性、便携性及其丰富的功能模块,设计实现了适用于所有配置了GPS模块以及加速度传感器的Android系统智能手机应用程序,实现任意时空尺度下实时获取交通动态数据的功能。采集的实时数据能够有效反映出公交行驶过程中驾驶行为的变化过程,作为污染排放估计与评价的基础。此外,分析了所采集数据中可能存在的问题,以及问题形成的原因,并对此提出相应的解决方法。其次,由于交通动态数据中存在无法消除的误差,为了降低这种误差对污染物排放估计与评价结果的影响,基于已得到多方标定与验证的VSP排放模型,提出了描述一段时间内公交行驶状态的排放水平计算方法,及其等级划分规则。最后,设计实现了基于智能手机的公交污染排放估计与评价系统。该系统由应用于Android系统智能手机的数据采集软件与评估结果查询PHP脚本文件组成。以北京工业大学周边公交线路为采集路线,大量采集交通动态数据,分析并通过查询显示分析结果,通过功能演示,认为该系统基本上实现了定量估计公交污染物排放水平的功能。