[发明专利]一种城市路网动态交通能耗及排放的计算方法

权利要求书

1.一种城市路网动态交通能耗及排放的计算方法，包括：

步骤1）、采集样本车辆的能耗、尾气排放及工况数据；其中，所述能耗数据包括汽车发动机逐秒的能耗，所述尾气排放数据包括汽车尾气的排放量以及尾气中各种污染物的排放量，所述工况数据包括逐秒的发动机转速、发动机扭矩、汽车的瞬时速度、汽车所在位置的经纬度；

步骤2）、建立VSP-Bin分布率数据库；所述VSP-Bin分布率数据库包括多种道路等级、多种车型、多个速度区间下的VSP-Bin比例；

步骤3）、根据步骤1）中所采集的尾气排放数据与工况数据，建立排放率数据库；所述排放率数据库包括各VSP-Bin区间对应的汽车尾气中所含污染物的排放速率，所述汽车尾气中所含污染物包括NOx、HC、CO；

步骤4）、结合路网的坡度信息及路网动态的交通流量信息计算路段及区域的动态的交通能耗及排放数据。

2.根据权利要求1所述的城市路网动态交通能耗及排放的计算方法，其特征在于，在所述步骤4）之前还包括有建立城市路网坡度数据库的步骤，所述城市路网坡度数据库包括道路名称、道路等级、行驶方向、坡度值在内的信息；所述路网的坡度信息从该城市路网坡度数据库得到。

3.根据权利要求1或2所述的城市路网动态交通能耗及排放的计算方法，其特征在于，在所述步骤4）之前还包括有建立机动车流量数据库的步骤，所述机动车流量数据库包括道路所属区域、道路等级、道路名称、时间段、车辆类型及标准车当量数在内的信息；所述路网动态的交通流量信息从该机动车流量数据库得到。

4.根据权利要求1或2或3所述的城市路网动态交通能耗及排放的计算方法，其特征在于，所述步骤2）进一步包括：

步骤21）、计算各测试车辆的逐秒VSP值，然后划分VSP区间；其中，

对于轻型车计算各测试车辆的逐秒VSP值采用公式（1）实现：

VSP=v×(a×(1+ε)+g×grade+g×C_R)+0.5ρ×C_D×A×v×(v+v_w)²/m            (1)

其中：v表示机动车行驶速度，单位为m/s；v_w表示机动车迎面风速，单位为m/s；a表示机动车加速度，单位为m/s²；ε表示滚动质量系数，代表机动车动力系中转动部分的当量质量，无量纲；g表示重力加速度，一般取值为9.8m/s²；grade表示道路坡度，%，等于坡高与坡长的比值，当道路平坦时一般取0；C_R表示转动阻力系数，无量纲，与路面材料和轮胎类型与压力有关，一般在0.0085-0.016之间；ρ表示环境空气密度，在20°时取值为1.207kg/m³；C_D表示风阻系数，无量纲；A表示车辆最大正面截面面积，单位为m²；m表示车辆质量，单位为吨；

对于重型车计算各测试车辆的逐秒VSP值采用公式（2）实现：

VSP=v*(a+g*grade+g*C_R)+0.5ρ*C_D*A*v³/m       (2)

划分VSP区间采用公式（3）实现：

∀:VSP∈[n-0.5,n+0.5),VSPBin=n---(3);]]>

步骤22）、针对不同的道路类型，以连续60s为时间周期长对行驶工况数据进行分组，舍弃不足60s的测试数据，然后计算各组数据的平均速度；其中，计算各组数据的平均速度采用如下公式：

vave=Σi=160vi/60---(4)]]>

式中，v_ave表示平均速度，km/h；v_i表示逐秒速度，km/h；

步骤23）、统计相同平均速度下各VSP-Bin的数据量，计算各VSP-Bin的比例；

步骤24）、建立以道路等级、车型、VSP-Bin分布和速度区间为字段的VSP-Bin分布率数据库。