CN109255162A - 一种城市道路空间汽车尾气排放规律分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种城市道路空间汽车尾气排放规律分析方法，属于汽车尾气治理技术领域，解决难以现场实测城市道路汽车尾气排放及扩散情况、且费用高、周期长、干扰正常交通的问题。本发明首先采集车辆信息、燃油类型、道路类型、车辆行驶工况以及路段信息；然后，与MOVES数据库中的数据进行对比，选择相匹配的数据进行输入，确定汽车尾气中污染物的类型，获得污染物排放清单和排放因子；根据MOVES排放模型多次输出的尾气中污染物排放清单和排放因子，分析不同变量对污染物排放清单和排放因子的影响，建立拟合方程，揭示城市道路空间汽车尾气排放规律。了解城市道路空间汽车尾气排放、扩散、流动规律，为综合治理尾气污染提供科学依据，提高城市空气质量。
Description
技术领域
本发明是一种城市道路空间汽车尾气排放规律分析方法，属于汽车尾气治理技术领域。
背景技术
国内外对机动车尾气的扩散和迁移进行了两种研究，一是忽视城市结构，研究城市车辆尾气污染物的扩散和迁移，研究结果仅反映城市地区，至少是建筑物上污染物的时空变化特点，并不反映污染物在街道中空间的排放和扩散规律；二是注意到城市结构，特别是街道几何空间构造对尾气迁移、扩散的影响，研究典型街道尾气污染物的扩散，可以揭示尾气污染物在街道上的分布和变化特征。
城市机动车排放物污染物有着特定的规律。城市尾气污染物纵向规律是近地处污染物浓度比较高，污染物高度集中在5m以下；气体浓度在街道背风一侧较高，只要在街道空间(指两旁的建筑物连续排成一线的街道)内形成了涡旋流场，污染物就有向背风一侧聚集的趋势；两边对称的街道空间污染物比不对称的街道空间容易扩散；当空间结构相同时，建筑物顶部风速越大，空间内部背风侧和迎风侧污染物浓度越小；当垂直和倾斜来风时，背风面的污染物浓度远高于迎风面，当风向平行于街道时，背风面与迎风面的污染物浓度几乎没有差异。
污染物横向分布规律是由于高度密集的交通流量和受限的道路地形，再加上加减速、排队现象频繁、交叉口附近空气流动的流场复杂，尾气集中于路面以上5米高度范围内，横向则重点集中在机动车急减速(急加速)停放的区域，因此机动车排放的空气污染物在交叉口环境中的浓度往往会高于城市道路其他地方。城市道路交叉口已经被确认为城市内部路网中机动车污染物排放的热点。
由于现场实地测试尾气污染物排放需要花费大量的人力，但是城市道路沿街建筑构造物差异、街景不同，更难以测试尾气的在街道空间的扩散、流动规律，因此一般可采用计算模型进行模拟。计算车辆排放因子模型包括美国EPA的MOBILE模型、欧洲共同体的COPERT模型、加利福尼亚空气资源机构的EMFAC模型、加州大学河滨分校开发的CMEM模型、国际可持续发展研究中心与加州大学河滨校区发展IVE模式、美国环保局还开发了新一代MOVES(motor vehicle emission simulator)模型等。
经过长期的研究和验证，现有的计算模型已经趋于成熟。现阶段，我国的研究主要采用美国、欧洲等发达国家的计算模型，并进行修改，然后进行模拟和估计，由于车辆排放因子的局部化特征非常明显，引入排放因子模型计算局部车流排放因子时，需要对模型中的参数进行局部修正。但由于每个国家标准的不同，城市道路交通管理、沿街建筑风格不同，修正后模拟所得的数据还是会与实时交通有所不同，因此如何减小数据间的误差，准确分析城市道路汽车尾气排放及扩散规律是迫切需要解决的问题之一。鉴于此，本发明提出一种城市道路空间汽车尾气排放规律分析方法，揭示城市道路上汽车尾气排放、扩散、流动规律，为城市汽车尾气治理奠定基础。
发明内容
(1)技术问题
本发明目的是提供一种城市道路空间汽车尾气排放规律分析方法，解决难以现场实测城市道路汽车尾气排放及扩散情况、且费用高、周期长、干扰正常交通的问题，为城市道路汽车尾气综合治理提供依据。
(2)技术方案
鉴于目前存在难以现场实测城市道路汽车尾气排放及扩散情况、且费用高、周期长、干扰正常交通的问题。本发明首先采集车龄、车型、道路类型、路段信息(路段长度、路段流量、路段平均车速)等基础数据；然后利用MOVES排放模型对碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳和PM颗粒物有害污染物进行模拟，分析车辆信息(车型和车龄)、燃油类型、道路类型、车辆行驶工况对城市道路空间汽车尾气排放特性影响，了解城市道路空间汽车尾气排放、扩散、流动规律，为综合治理尾气污染提供科学依据，提高城市空气质量。
(3)有益效果
汽车作为现代出行的主要交通工具之一，给人类带来了方便。但是，随着汽车保有量迅速增加，汽车尾气对人类、动植物的健康和环境造成了巨大的威胁，已成为环境污染的重要来源之一。考虑到汽车尾气污染物的排放及扩散规律受车辆信息、燃油类型、道路类型、车辆行驶工况等因素影响，本发明提供一种基于MOVES模型城市道路空间汽车尾气排放规律分析方法，解决难以现场实测城市道路汽车尾气排放及扩散情况、且费用高、周期长、干扰正常交通的问题，明确城市道路空间汽车尾气排放、扩散、流动规律，为进一步采取尾气综合治理提供科学依据，从而提高城市空气质量，建设宜居生态城市。
具体实施方式
本发明是一种城市道路空间汽车尾气排放规律分析方法，具体实施步骤如下：
(1)针对所要分析的城市道路路段采集基础数据，获取车辆信息、燃油类型、道路类型、车辆行驶工况及道路空间信息；
(2)将基础数据信息与MOVES数据库中的数据进行对比，选择相匹配的数据进行输入，确定汽车尾气中污染物的类型，包括碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳和PM颗粒物，运行软件，获得不同类型污染物排放清单和排放因子；
(3)改变汽车行驶速度、交通流量、交通组成、燃油类型、交叉口红绿灯设置及道路纵坡中某个单一变量，获得尾气中不同污染物排放清单和排放因子；
(4)根据MOVES排放模型多次输出的尾气中各类污染物排放清单和排放因子，分析不同变量对不同污染物排放清单和排放因子的影响，建立拟合方程，揭示城市道路空间汽车尾气排放规律。
Claims (1)
1.一种城市道路空间汽车尾气排放规律分析方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：
(1)针对所要分析的城市道路路段采集基础数据，获取车辆信息、燃油类型、道路类型、车辆行驶工况及道路空间信息；
(2)将基础数据信息与MOVES数据库中的数据进行对比，选择相匹配的数据进行输入，确定汽车尾气中污染物的类型，包括碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳和PM颗粒物，运行软件，获得不同类型污染物排放清单和排放因子；
(3)改变汽车行驶速度、交通流量、交通组成、燃油类型、交叉口红绿灯设置及道路纵坡中某个单一变量，获得尾气中不同污染物排放清单和排放因子；
(4)根据MOVES排放模型多次输出的尾气中各类污染物排放清单和排放因子，分析不同变量对不同污染物排放清单和排放因子的影响，建立拟合方程，揭示城市道路空间汽车尾气排放规律。
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