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Z10团体标准T/CITSA XXX-XXXX城市道路交通污染物排放测算方法Calculation methodof urbanroad trafficpollutant emission(征求意见稿)本稿完成日期2021-12-24城市道路交通污染物排放测算方法范围1本标准规定了城市道路交通污染物排放测算参数及路网排放量测算计算方法本标准适用于城市道路交通污染物排放的数据收集、排放因子计算和路网排放量测算等工作规范性引用文件2下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单不包括勘误的内容或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根本标准达成协议的各方研究是由可使用这些文件的最新版本凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准城市道路交通规划设计规范GB50220-1995乘用车燃料消耗评价方法及指标GB27999-2014乘用车燃料消耗量限值GB19578-2014轻型汽车燃料消耗量试验方法GBT19233-2008术语和定义3本标准采用下列定义
3.1车公里数vehicle kilometerstraveled VKT车辆行驶里程的累积值,单位为当量小汽车•公里pcu-kmo路段road section由两个端点界定的具有方向性的,至少包含一个交叉口或一个出入口的道路区段机动车排放因子emission factor单位行驶里程或时间内机动车污染物排放量,单位是克/公里或克/小时g/km g/hro机动车比功率vehicle specificpower VSP单位质量机动车的瞬时功率,单位为或kW/ton W/kg污染物排放率contaminant emissionrates指单位时间内机动车向大气中排放的污染物的量,单位为g/s车型比例4车型分类标准包括车重类型、燃油类型、客货类型、排放标准等车型比例分布主要为各类车型在不同道路类型上的分布情况排放因子计算
55.1VSP分布
5.
1.1VSP计算计算根据车辆逐秒运行数据,采用如下公式计算由瞬时速度和加速度计算得到,VSP VSP其中,瞬时加速度由相邻两秒的速度差得出Av+Bv2+Cv3^-mva,.、nVSP=F gsinO
(1)其中,u为机动车速度,单位m/s;为加速度,单位m/s;A、B、Cm、/为常数,g为重力加速度,为道路纵向坡度,对于不同行业、车型,取值如表所示1表计算参数表1VSP编号车辆类型A BC m f出租车
00.
1564610.
002001930.
0004926461.
47881.4788公交车
10.
74671800.
002175849.
0698917.
120.
1564610.
002001930.
0004926461.
47881.4788微型客车(除出租车)
30.
1564610.
002001930.
0004926461.
47881.4788小型客车(除出租车)
40.
455100.
0017295.
517.1中型客车(除公交车)
51.
018500.
00370914.
517.1大型客车(除公交车)微型货车
60.
2350080.
003038590.
0007477532.
059792.05979轻型货车
70.
2350080.
003038590.
0007477532.
059792.05979中型货车
80.
56193300.
001603027.
6415917.1重型货车()912-16t
0.
987200.
0036161417.1重型货车(1016-
221.
300200.
0044561917.1重型货车()
1122.28t
1.
675800.
0052002517.1重型货车(1228-
402.
239200.
0057763417.113重型货车(40t以
102.
614800.
0058004017.1区间划分有以下两种方式vs在基于尸进行机动车排放测算时,相同的值对应的污染物排放具有较大的离散1VS VSP性,故对按照一定规则进行聚类即以为步长进行等间隔划分,具体划分方式如VSP IkW/ton公式所示2VSPbin—n.X/:V5P£[〃-
0.5,〃+
0.52通过大量采集的实测数据分析发现,在城市道路交通运行状况下,绝对值小于VSP20kW/ton的区间样本占总样本量的比例约因此确定[]区间作为研究机动车油耗排放98%,-20-20kW/ton率规律的值分布范围,因此区间可划分为以下个区间[、[VSP VSP20VSP-
20.5,-
19.5-
19.5,-
18.
5、.・・、[-
1.5,-
0.
5、[-
0.5,
0.
5、[
0.5,
1.
5、.・・、[
18.5,
19.
5、[
19.5,
20.5o另一种是提供的聚类方式,是由美国2MOVESmotor vehicleemission simulatorMOVES环保局研发的综合移动源排放模型先依据平均速度和加速度判断刹车、怠速、行驶,MOVES再依据瞬时速度进行更细致的沅划分该方法用于机动车排放计算VSPb具体的划分方法如错误!未找到引用源所示32表划分方法2VSP BinMOVESVSP bin速度V km/h加速度a km/h/s刹车a-
0.9怠速[-
1.6,
1.6a-
0.90-00,[0,3[3,6[
1.6,40[6,9[9,12[12,4-000-00,[0,3[3,6行驶[6,9[40,80[9,12[12,18[18,24[24,30[30,+006-00,[6,12[80,+oo[12,18[18,24[24,30[30,+oo时间集成粒度所有属于快速路的数据被划分到时长为秒的短行程划分短行程是因为较长的行程时间,60比如固定的行驶周期,由于包含多种行驶状态而无法刻画机动车在现实道路上的行驶特征而且在一般的交通监控系统(如浮动车系统、线圈检测器、等)中,交通信息是以分钟、RTMS1分钟或分钟为间隔上传的25在每一种非快速路,所有数据被划分到时长为秒的短行程选择秒作为非快速路上180180瞬时速度的集成粒度是出于对非快速路基本路段长度以及交叉口信号周期的综合考虑秒180既可以包含机动车在基本路段的行驶特征,又可以包含其在交叉口的行驶特征对于每一次行驶工况数据的采集结果,为了保证每一个短行程在时间上是连续的,首先将数据按车辆编号和采集时间进行升序排列,然后进行如下操作(以快速路为例)第步从第涤记录开始,选择连续条记录,检查采集时间是否为连续秒,如果是,16060计算该条记录的平均速度,置;60i=i+60第步如果不是,删掉第条记录,同时置返回第步;2i1第步重复第步、第步直到最后条记录被检查31260所有短行程依据平均速度进行聚类,方法如下式所示,得到其所属的速度区间V:average speede[n-1,n+1),speedbin-n(H eN)
(3)速度区间划分方法通过研究不同的速度区间划分方法个体样本反映的车辆运行模式的分布与真实或总体的运行模式分布之间的差异水平来评价不同速度区间划分方法的优劣性通过研究证明速度区间划分粒度越小,样本稳定性越好但在一定误差范围允许条件下,适当的加大速度区间划分粒度,可以使计算量随速度划分集成粒度之间的差异倍数呈线性减少,从而提高工作效率计算分布
5.
1.5VSP分布被定义为特定交通条件下(如不同的道路类型和行驶速度)在每个尸万〃中VSP VS花费的时间比例快速路和非快速路的合适速度区间划分粒度分别为和2km/h lkm/h基线分布是根据驾驶员的每一秒的实际活动数据计算出来的,待测特定驾驶员的分布VSP由上述过程计算得到平均排放率
5.2排放率采集
5.2,1现有机动车污染物排放数据采集技术主要有车载()排放测试,可展开不同车型、不PEMS同排放标准、不同行驶里程、不同车龄等车辆的污染物排放数据采集工作其中,车载试验是指测试车辆按照规定的路线行驶,实时记录车辆的车速、位置和排放数据,而台架试验是指在整车在转鼓实验台上按照循环运行,实时采集车辆的排放数据的试验过程目前,公交、NEDC货运、旅游等重型车辆的排放测试多采用车载方式进行T/CITSA XX-XXXX排放数据采集方案测试方案1PEMS车型选择主要以公交车、货车等大型车辆为主,及少量的轻型车;道路选择覆盖城市路网中各等级道路,包括城市高速路、快速路、主干路、次干路、支路;记录车辆信息车型厂家、车型名称、发动机排量、燃油种类、车牌号、上牌日期、排放标准、行驶里程、测试单位、测试地点、测试方法、测试工况、环境温度、测试日期、测试用油、三元工作是否正常台架测试方案2车型选择测试车辆为轻型车;测试要求如下将测试车辆按照工况进行测试;a NEDC按规范保留冷启动测试数据,有特殊情况要备注说明;b保存逐秒排放数据单位是、实际速度数据;c g/s记录车辆信息车型厂家、车型名称、发动机排量、燃油种类、车牌号、上牌日期、排d放标准、行驶里程、测试单位、测试地点、测试方法、测试工况、环境温度、测试日期、测试用油、三元工作是否正常不同工况排放率生成根据车型、速度和加速度等因素进行的计算以及比区间的划分1VSP VSP筛选出符合质量要求的排放数据,基于区间,对每个区间进行排放率计算2VSP VSPERi综合排放因子
5.3基于分布的微观排放测算模型获取城市排放因子模型分为两部分,由机动车排放数VSP据可以得到不同行业、车重类型、燃料类型、排放标准、行驶里程各励平均排放率,由交VSP通数据可得到不同平均速度、道路类型分布,结合上述两方面结果,就可以得到相应的排VSP放因子,计算方法如公式所示EF.=^-YER VSPbin4r ivi式中,•为平均速度区间/的排放因子,;是该平均速度区间的平均速度,;EM g/km ukm/h•为区间,的平均排放率,;方均为该平均速度区间的第,个区间分布值VSP g/s MSPVSP分布6VKT交通数据来源
6.1分布计算中,交通数据主要为路段平均行程速度VKT按照划分的道路等级,以不高于为统计间隔,计算道路网中各路段的GB50220-199515min平均行程速度;本标准主要采用浮动车作为路段平均行程速度数据来源采用模型由速度推算流量该模型具体公式为VanAerdeC52----------C]H FCu3q=u2u-u/k ulfmfj670=U\U-Uf fm8上式中,Cl,C2,C3为公式中间变量,Z为交通密度,〃为速度,密(为临界速度,勺为阻塞度,彘为通行能力ax图速度-密度曲线图1该模型的特点是结构简单,易于标定,具有灵活性自由流速度用相应道路等级速度数据的位速度进行标定其中道路等级为(高速公XX%1路)时,按不同限速进行标定,限速大于等于时,每一限速都要单独进行标定,限速80km/h为小于时,按快速路标准进行计算其他等级的道路不需按限速进行分类,直接取相80km/h应的速度分位数即可分布计算
6.3VKT某路段的计算公式为:VKTVKTi=QjXLj9式中,;为路段泊勺车公里数;,为路段的当量小汽车交通量;为路段的长度VK7i i路网排放量测算7通过城市各等级道路不同行业、车重类型、燃料类型、排放标准、单位行驶里程排放因子,城市各道路等级车辆类型比例,结合各路段车公里数()可以为间隔计算得到全VKT,15min路网各路段排放量,进而得到全路网排放总量36Emission-±EF尸4盯义P;cj=i10m11Emission=^Emissionk ii=l式中,西施•为路段,的排放量,;时,」为第7种车辆类型道路类型为速度为、的排放sio%g RG因子;永;为路段的车公里数,;[改为第/种车辆类型在道路类型为的路段g/km7i veh-km RC上的车型比例;石加为第攵种路网排放总量;左为道路等级,可以是快速路、主干路、次ssi4支路或全路网。
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