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《北京交通大学》 2011年
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基于微观交通仿真模型的排放测算适用性研究

张嫣红  
【摘要】:在交通排放污染问题日益严重的今天,将交通仿真模型与排放模型结合来测算排放的相关工作正逐渐成为研究热点。然而,限于缺乏能有效刻画交通行为的方法和指标,通过二者结合来测算排放的准确性一直未能得到有效的验证与评价。在此背景下,本文基于能耗与排放的最佳解释变量——机动车比功率(VSP)分布,提出了评价排放测算结果准确性的方法,开展了基于微观交通仿真模型的排放测算适用性研究。 首先,在对微观交通仿真模型、排放测算方法和将仿真模型与排放模型结合测算排放的相关理论和实践研究进行综述的基础上,论述传统结合方法及可能存在的问题,结合排放模型的发展趋势提出本文研究的必要性。 其次,在阐述基于VSP分布测算排放的方法后,分析GPS实测数据和VISSIM仿真数据的VSP分布规律,并分别测算对应排放。在此基础上,分别利用VSP分布的均方误差指标和排放因子的相对误差指标量化仿真与实测结果的误差。根据该分析可得结论:从测算排放的角度看,传统的仿真模型标定方法标定后的仿真结果不能代表实际交通运行中的微观驾驶行为,会分别导致NOx、HC和CO排放因子测算产生82.8%、53.6%和29.6%的相对误差。因此,有必要开展面向排放测算的仿真模型参数标定研究。 然后,本文分析了仿真模型各参数对VSP分布的敏感性。以VSP分布的均方误差及其相对变化率为评价指标,分析仿真模型中期望速度分布等7个参数的14次调整对仿真结果的影响,开展了面向排放测算的仿真模型参数标定可行性研究。研究发现:微观交通仿真模型在反映逐秒的驾驶行为时存在系统性误差,并不能通过模型参数标定进行改善,需进一步从模型本身的仿真机理上分析误差产生的原因。 最后,通过对仿真与实测速度和加速度曲线的差异性进行观察与分析,探究了微观交通仿真模型用于排放测算的误差来源,发现跟驰与换道模型的仿真机理,尤其是关于加速度的刻画,是导致误差产生的主要原因。基于上述研究,本文提出了改善建议。
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