我国城市汽车行驶工况调查研究
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通过对数据的统计分析 ,判断是否已采集了足够的数据 样本 ,是否能较真实地反映城市道路交通及车辆行驶状况 , 从而使所建立的道路行驶工况能代表调查城市的实际情况 。 315 城市道路调查结果
5 个城市的调查统计数字列于表 2 。
表 2 城市道路调查统计表 Table 2 The statistics of t he research on driving cycle
Abstract : The met hod and neccessity of establishing“Urban Vehicle Driving Cycle Mode”was described in detail ,on t he basis of t he field experiments of vehicle driving cycle in 5 typical cities. The driving cycle will provide important basis in effectively controlling ex2 haust pollutants of urban vehicles in China. Key words : vehicle ; driving cycle ; exhaust pollutant
汽车行驶工况调查所需的仪器及设备 ,见表 1 。
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
名称 汽车 运转记录仪 电子记事本 记忆卡 速度传感器 记忆卡读写器 串联接口 计算机
表 1 工况调查所需的仪器及设备 Table 1 The equipment for t he research of driving cycle
天津市选择 3 种类 : 第 1 种为环型路 (如内环路 、中环 路) ,基本无红绿灯 ,车流量大 ;第 2 种为放射路 ,环行路之间 的主干道 ,有红绿灯 ,车流量也比较大 ;第 3 种为细路 ,相当 于广州市的单行道 ,路面狭窄的商业区道路 。
上海市选择 4 种类型 :第 1 种为内环高架路 ;第 2 种为 商业区道路 ;第 3 种为城市主干道 ;第 4 种为浦东新区道路 。
大连市选择 4 种类型 :第 1 种为单行路 ;第 2 种为高峰 堵车干道路 ;第 3 种为一般干道路 ;第 4 种为高速路 。
由于是建立城市汽车行驶工况模式 ,所以调查道路基本 在市区范围内 。对于高速公路 ,单独进行道路行驶工况试验 调查 ,处理数据时不与市区的数据合并处理 ,而是建立 1 种 单独的高速公路工况模式 。 312 城市道路调查方法
在我国 ,由于汽车制造技术水平还比较低 ,新车排放达 标率低 ,在用车使用年限较长 ,维修保养制度还不够完善 ,交 通管理 ,道路设施 ,法规标准等方面还满足不了汽车工业迅 速发展的需要 ,汽车排放污染已影响到城市环境空气质量 , 引起了环保部门及人民群众的密切关注 。
为了有效地控制城市汽车排放污染 ,必须掌握汽车的排 放量 ,制定出排放削减量 ,从而确定污染控制技术 。单车的 排放因子是机动车排放状况的最基本参数 ,也是确定机动车 排放总量及其环境影响的重要依据 ,而建立汽车行驶工况模 式是测试单车排放因子最基础的工作[2 ] 。
1台
日本电气株式会社
备注 实验用车 数据收集 程度设定 数据存储 数据采集 读取记忆卡中数据 读写器与计算机联接 数据解析
第1期
刘希玲 ,等 :我国城市汽车行驶工况调查研究
25
314 城市道路数据的采集 道路工况调查的数据采集工作 ,主要通过一套安装在仪
器车上的车载数据采集装置 (主要由记录仪 、速度传感器 、储 存记忆卡 3 部分组成) 来完成 。速度传感器装在仪器车的主 传动轴上 ,用电缆将其与记录仪联结 ,当车辆行驶时 ,速度传 感器将路面上的各种信号传递给记录仪 ,然后与记录仪所记 下的行驶时间和行驶距离一并转存到记录仪内的储存记忆 卡上[3 ] 。
环 境 科 学 研 究
第 12 卷
最大的工业城市和贸易中心 ,人口密集 ,交通繁忙 ,由于历史 原因 ,许多工业集中在市区 ,工厂 、住宅混杂现象比较突出 , 加上商业网点稠密且集中于城市中心 ,来往人流给交通带来 很大的压力 ,研究表明 ,上海市的平均车速仅 15 km/ h ,对环 境造成严重污染 。大连市是东北一座新兴的沿海工业和旅 游城市 ,海运 、铁路运输和公路交通都较发达 ,由于市内交通 道路已形成固定的格局 ,道路窄 、坡路多 ,进行道路改造潜力 不大 ,因而 ,随着机动车保有量逐年增加 ,市区内的主要交通 干道拥堵现象严重 ,车速降低 ,加重汽车排气对大气的污染 , 机动车道路两旁 ,NO x 日均值 100 %超国家空气质量二级标 准 。广州市机动车的增长趋势在南方城市具有典型性 ,1980 ～1995 年 , 机 动 车 保 有 量 增 加 了 1217 倍 , 摩 托 车 增 加 了 2912 倍 ,Baidu Nhomakorabea摩托车占机动车保有量的 1/ 3 ,广州市区街道稠 密 ,道路狭窄 ,加之汽车与摩托车混行抢道 ,造成交通堵塞严 重 ,平均车速仅 14 km/ h ,大气污染已非常严重 ,NO x 是其首 要污染物 。
目前 ,我国轻型车排放测试规程采用欧共体的 ECE 15
收稿日期 :1999 - 09 - 14 基金项目 :国家“九五”科技攻关课题 (96 - 910 - 03 - 01) 作者简介 :刘希玲 (1941 年 - ) ,女 ,湖南常德人 ,高级工程师.
工况 ,该工况属于新车型式认证和产品一致性检查采用的测 试工况 。若用该工况去测试在用车 ,由于各城市不同的道路 特征 、交通流量分布 、地理特征 、自然环境等等 ,均会影响到 汽车的行驶速度 ,而车速是影响能耗和排放的重要因素 ,据 此 ,采用 ECE 15 工况难以真实地得到城市在用车的实际排 放因子和排放量 。因此 ,开展对城市汽车行驶工况的研究是 十分必要的 。
天津市是北方海陆交通枢纽 ,近几年来为适应经济建设 的发展 ,进行了大规模道路建设 ,市区内已建成 3 条环线 (内 、中 、外环) ,与原来的主干道 、次干道形成较为合理的道 路网络系统 ;但在海河西岸的市中心区 ,由于道路狭窄弯曲 , 交通仍不通畅 ,造成市区汽车排放污染严重 。上海市是我国
24
调查城市 北京 广州 上海 天津 大连
行驶时间 (h) 32 86 68 60 26
1 建立城市汽车行驶工况的背景和意义
汽车排放污染是目前世界上许多城市都面临的一个环 境问题 。随着汽车工业的发展 ,我国汽车保有量年增长率达 到了 12 %以上 ,民用汽车由 1987 年的 408 万辆增至 1998 年 的 1 400 万辆左右 ,10 a 增长了近 314 倍 。此外 ,农用车目前 的保有量达 1 500 万辆 ,摩托车的保有量约为 4 000 万辆 。 按人口比而言 ,目前我国汽车数量并不多 。但随着经济建设 的发展 ,汽车数量还将迅速增加 。特别是我国政府已将汽车 工业列为发展其他工业的基础产业[1 ] 。
第 13 卷 第 1 期
环 境 科 学 研 究 Research of Environmental Sciences
Vol. 13 ,No. 1 ,2000
我国城市汽车行驶工况调查研究
刘希玲 , 丁 焰
(中国环境科学研究院 ,北京 100012)
摘要 : 在 5 个典型城市进行汽车行驶工况试验的基础上 ,对建立城市汽车行驶工况模式的方法和必要性作了详细的描述 。该行驶工况对有效 地控制我国城市汽车排放污染提供重要依据 。 关键词 : 机动车 ; 行驶工况 ; 排放污染 中图分类号 : X831 文献标识码 : A 文章编号 : 1001 - 6929 (2000) 01 - 0023205
汽车道路行驶工况调查主要采用 2 种方法 : ①按照所选 的不同类型道路 ,在不同日期 (工作日 、休息日) ,不同时段 (早 、中 、晚) ,逐条道路进行数据采集 ,调查时应尽量模拟道 路上的车流形态特征 ; ②先划定一个区域 (该区域应包括事 先划分的所有不同类型道路) ,然后在该区域内随机跟踪一 辆行驶的汽车 ,跟踪时应尽量模拟被跟踪司机的各种驾驶习 惯 。当被跟踪车辆驶出划定的区域时 ,停止跟踪 ,随机挑选 下一辆汽车进行跟踪 。在调查中 ,从最后的数据处理结果上 看以上 2 种方法差别不大 。所以可以选用其中任何一种方 法进行道路行驶工况调查试验 。 313 城市道路调查所用的仪器及设备
型号规格
数量
厂商
N ISSAN 面包车
1台
日本
YAZAC - 5064
1台
日本 YAZA KI
PA9600
1台
日本夏普公司
521 KB
1台
日本 YAZA KI
12V
1个
日本 YAZA KI
AMI - 6/ N
1台
日本 YAZA KI
CE - 150 TS
1个
日本 YAZA KI
N EC PC - 9801NS/ R
Re se arch of Vehicle Driving Cycle on the Ro ad in China’s Citie s
L IU Xi2ling , D IN G Yan
(Chinese Research Academy of Environmental Sciences ,Beijing 100012)
按上述原则对 5 个城市的道路选择情况如下 : 北京市选择 3 种类型 :第 1 种为快速路 ,即有立交桥的 准高速路 (如二环路 、三环路) ;第 2 种为一般道路 ,即三环路
以内的有红绿灯的平面交叉的城区道路 ; 第 3 种为高速路 (如首都机场高速 、京石高速北京段 、京密高速北京段) 。
广州市选择 4 种类型 :第 1 种为四车道 ,基本无红绿灯 , 路面比较宽 ,车流量大 ;第 2 种为二车道或三车道 ,有红绿灯 的主干道 ,车流量比较大 ;第 3 种为单车道 ,路面狭窄的商业 区道路 ;第 4 种为高速路 。
采集数据的时间 ,工作日为 7 : 30～20 : 00 ,非工作日为 8 :30～19 :00 ,这样就可以得到车流量高峰期与非高峰期 、工 作日与非工作日各个时段的车辆行驶参数 。
采集数据的方法是在所选择道路上往返行驶不少于 2 次 ,市中心道路及交通量大的道路往返行驶次数更多 ,有些 多达 8～10 次 。在进行道路行驶工况实验的时段内 ,记录仪 每隔 015 s 自动记录一次数据 ,并储存在记忆卡中 ,在通过 主要地点或路口时 ,人为作一次通过该点的核查记录操作 , 并将核查点的信号储存在记忆卡中 。这种操作便于在工况 解析时了解汽车在不同路段的行驶状况 。
2 调查对象城市的选择
我国汽车污染突出表现在人口和交通高度集中的大型 城市 ,所以 ,选择被调查城市一方面应是汽车保有量多 ,保有 量增长速度比较快的城市 ;另一方面是汽车排放污染比较严 重的城市 ,还须考虑汽车的车型分布应能代表全国绝大多数 城市的情况 ,从而保证研究成果能取得预期的效果 。
按上述原则选择了北京 、天津 、上海 、大连 、广州 5 个城 市作为调查研究城市 。北京作为首都 ,经济发展速度较快 , 机动车保有量占全国总保有量的 1/ 10 ,汽车造成的污染严 重 ,NO x 成为首要污染物 ,O3 超标也较严重 。其他几个城市 在机动车保有量 、大气污染等方面与北京有相似之处 ,但又 有其自身的特点 。
3 建立城市汽车行驶工况数据的采集
311 城市道路选择原则 城市机动车道路行驶工况是根据车辆在道路上行驶时
采集的各种参数 ,通过专用软件系统处理而建立的一种工况 模式 。因此 ,调查道路的选择对于工况模式的建立有着相当 大的影响 。
研究表明 ,平均车速对城市机动车排放总量影响很大 。 因此 ,笔者在选择调查道路时 ,以平均车速的大小作为主要 的选择原则 ,同时考虑所选道路的交通流量大小 、车辆堵塞 程度 、早晚交通流量变化明显程度以及容易对城市造成严重 污染的交通路段 。总之 ,所选道路必须能够综合反映城市道 路的整体状况 。
5 个城市的调查统计数字列于表 2 。
表 2 城市道路调查统计表 Table 2 The statistics of t he research on driving cycle
Abstract : The met hod and neccessity of establishing“Urban Vehicle Driving Cycle Mode”was described in detail ,on t he basis of t he field experiments of vehicle driving cycle in 5 typical cities. The driving cycle will provide important basis in effectively controlling ex2 haust pollutants of urban vehicles in China. Key words : vehicle ; driving cycle ; exhaust pollutant
汽车行驶工况调查所需的仪器及设备 ,见表 1 。
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
名称 汽车 运转记录仪 电子记事本 记忆卡 速度传感器 记忆卡读写器 串联接口 计算机
表 1 工况调查所需的仪器及设备 Table 1 The equipment for t he research of driving cycle
天津市选择 3 种类 : 第 1 种为环型路 (如内环路 、中环 路) ,基本无红绿灯 ,车流量大 ;第 2 种为放射路 ,环行路之间 的主干道 ,有红绿灯 ,车流量也比较大 ;第 3 种为细路 ,相当 于广州市的单行道 ,路面狭窄的商业区道路 。
上海市选择 4 种类型 :第 1 种为内环高架路 ;第 2 种为 商业区道路 ;第 3 种为城市主干道 ;第 4 种为浦东新区道路 。
大连市选择 4 种类型 :第 1 种为单行路 ;第 2 种为高峰 堵车干道路 ;第 3 种为一般干道路 ;第 4 种为高速路 。
由于是建立城市汽车行驶工况模式 ,所以调查道路基本 在市区范围内 。对于高速公路 ,单独进行道路行驶工况试验 调查 ,处理数据时不与市区的数据合并处理 ,而是建立 1 种 单独的高速公路工况模式 。 312 城市道路调查方法
在我国 ,由于汽车制造技术水平还比较低 ,新车排放达 标率低 ,在用车使用年限较长 ,维修保养制度还不够完善 ,交 通管理 ,道路设施 ,法规标准等方面还满足不了汽车工业迅 速发展的需要 ,汽车排放污染已影响到城市环境空气质量 , 引起了环保部门及人民群众的密切关注 。
为了有效地控制城市汽车排放污染 ,必须掌握汽车的排 放量 ,制定出排放削减量 ,从而确定污染控制技术 。单车的 排放因子是机动车排放状况的最基本参数 ,也是确定机动车 排放总量及其环境影响的重要依据 ,而建立汽车行驶工况模 式是测试单车排放因子最基础的工作[2 ] 。
1台
日本电气株式会社
备注 实验用车 数据收集 程度设定 数据存储 数据采集 读取记忆卡中数据 读写器与计算机联接 数据解析
第1期
刘希玲 ,等 :我国城市汽车行驶工况调查研究
25
314 城市道路数据的采集 道路工况调查的数据采集工作 ,主要通过一套安装在仪
器车上的车载数据采集装置 (主要由记录仪 、速度传感器 、储 存记忆卡 3 部分组成) 来完成 。速度传感器装在仪器车的主 传动轴上 ,用电缆将其与记录仪联结 ,当车辆行驶时 ,速度传 感器将路面上的各种信号传递给记录仪 ,然后与记录仪所记 下的行驶时间和行驶距离一并转存到记录仪内的储存记忆 卡上[3 ] 。
环 境 科 学 研 究
第 12 卷
最大的工业城市和贸易中心 ,人口密集 ,交通繁忙 ,由于历史 原因 ,许多工业集中在市区 ,工厂 、住宅混杂现象比较突出 , 加上商业网点稠密且集中于城市中心 ,来往人流给交通带来 很大的压力 ,研究表明 ,上海市的平均车速仅 15 km/ h ,对环 境造成严重污染 。大连市是东北一座新兴的沿海工业和旅 游城市 ,海运 、铁路运输和公路交通都较发达 ,由于市内交通 道路已形成固定的格局 ,道路窄 、坡路多 ,进行道路改造潜力 不大 ,因而 ,随着机动车保有量逐年增加 ,市区内的主要交通 干道拥堵现象严重 ,车速降低 ,加重汽车排气对大气的污染 , 机动车道路两旁 ,NO x 日均值 100 %超国家空气质量二级标 准 。广州市机动车的增长趋势在南方城市具有典型性 ,1980 ～1995 年 , 机 动 车 保 有 量 增 加 了 1217 倍 , 摩 托 车 增 加 了 2912 倍 ,Baidu Nhomakorabea摩托车占机动车保有量的 1/ 3 ,广州市区街道稠 密 ,道路狭窄 ,加之汽车与摩托车混行抢道 ,造成交通堵塞严 重 ,平均车速仅 14 km/ h ,大气污染已非常严重 ,NO x 是其首 要污染物 。
目前 ,我国轻型车排放测试规程采用欧共体的 ECE 15
收稿日期 :1999 - 09 - 14 基金项目 :国家“九五”科技攻关课题 (96 - 910 - 03 - 01) 作者简介 :刘希玲 (1941 年 - ) ,女 ,湖南常德人 ,高级工程师.
工况 ,该工况属于新车型式认证和产品一致性检查采用的测 试工况 。若用该工况去测试在用车 ,由于各城市不同的道路 特征 、交通流量分布 、地理特征 、自然环境等等 ,均会影响到 汽车的行驶速度 ,而车速是影响能耗和排放的重要因素 ,据 此 ,采用 ECE 15 工况难以真实地得到城市在用车的实际排 放因子和排放量 。因此 ,开展对城市汽车行驶工况的研究是 十分必要的 。
天津市是北方海陆交通枢纽 ,近几年来为适应经济建设 的发展 ,进行了大规模道路建设 ,市区内已建成 3 条环线 (内 、中 、外环) ,与原来的主干道 、次干道形成较为合理的道 路网络系统 ;但在海河西岸的市中心区 ,由于道路狭窄弯曲 , 交通仍不通畅 ,造成市区汽车排放污染严重 。上海市是我国
24
调查城市 北京 广州 上海 天津 大连
行驶时间 (h) 32 86 68 60 26
1 建立城市汽车行驶工况的背景和意义
汽车排放污染是目前世界上许多城市都面临的一个环 境问题 。随着汽车工业的发展 ,我国汽车保有量年增长率达 到了 12 %以上 ,民用汽车由 1987 年的 408 万辆增至 1998 年 的 1 400 万辆左右 ,10 a 增长了近 314 倍 。此外 ,农用车目前 的保有量达 1 500 万辆 ,摩托车的保有量约为 4 000 万辆 。 按人口比而言 ,目前我国汽车数量并不多 。但随着经济建设 的发展 ,汽车数量还将迅速增加 。特别是我国政府已将汽车 工业列为发展其他工业的基础产业[1 ] 。
第 13 卷 第 1 期
环 境 科 学 研 究 Research of Environmental Sciences
Vol. 13 ,No. 1 ,2000
我国城市汽车行驶工况调查研究
刘希玲 , 丁 焰
(中国环境科学研究院 ,北京 100012)
摘要 : 在 5 个典型城市进行汽车行驶工况试验的基础上 ,对建立城市汽车行驶工况模式的方法和必要性作了详细的描述 。该行驶工况对有效 地控制我国城市汽车排放污染提供重要依据 。 关键词 : 机动车 ; 行驶工况 ; 排放污染 中图分类号 : X831 文献标识码 : A 文章编号 : 1001 - 6929 (2000) 01 - 0023205
汽车道路行驶工况调查主要采用 2 种方法 : ①按照所选 的不同类型道路 ,在不同日期 (工作日 、休息日) ,不同时段 (早 、中 、晚) ,逐条道路进行数据采集 ,调查时应尽量模拟道 路上的车流形态特征 ; ②先划定一个区域 (该区域应包括事 先划分的所有不同类型道路) ,然后在该区域内随机跟踪一 辆行驶的汽车 ,跟踪时应尽量模拟被跟踪司机的各种驾驶习 惯 。当被跟踪车辆驶出划定的区域时 ,停止跟踪 ,随机挑选 下一辆汽车进行跟踪 。在调查中 ,从最后的数据处理结果上 看以上 2 种方法差别不大 。所以可以选用其中任何一种方 法进行道路行驶工况调查试验 。 313 城市道路调查所用的仪器及设备
型号规格
数量
厂商
N ISSAN 面包车
1台
日本
YAZAC - 5064
1台
日本 YAZA KI
PA9600
1台
日本夏普公司
521 KB
1台
日本 YAZA KI
12V
1个
日本 YAZA KI
AMI - 6/ N
1台
日本 YAZA KI
CE - 150 TS
1个
日本 YAZA KI
N EC PC - 9801NS/ R
Re se arch of Vehicle Driving Cycle on the Ro ad in China’s Citie s
L IU Xi2ling , D IN G Yan
(Chinese Research Academy of Environmental Sciences ,Beijing 100012)
按上述原则对 5 个城市的道路选择情况如下 : 北京市选择 3 种类型 :第 1 种为快速路 ,即有立交桥的 准高速路 (如二环路 、三环路) ;第 2 种为一般道路 ,即三环路
以内的有红绿灯的平面交叉的城区道路 ; 第 3 种为高速路 (如首都机场高速 、京石高速北京段 、京密高速北京段) 。
广州市选择 4 种类型 :第 1 种为四车道 ,基本无红绿灯 , 路面比较宽 ,车流量大 ;第 2 种为二车道或三车道 ,有红绿灯 的主干道 ,车流量比较大 ;第 3 种为单车道 ,路面狭窄的商业 区道路 ;第 4 种为高速路 。
采集数据的时间 ,工作日为 7 : 30～20 : 00 ,非工作日为 8 :30～19 :00 ,这样就可以得到车流量高峰期与非高峰期 、工 作日与非工作日各个时段的车辆行驶参数 。
采集数据的方法是在所选择道路上往返行驶不少于 2 次 ,市中心道路及交通量大的道路往返行驶次数更多 ,有些 多达 8～10 次 。在进行道路行驶工况实验的时段内 ,记录仪 每隔 015 s 自动记录一次数据 ,并储存在记忆卡中 ,在通过 主要地点或路口时 ,人为作一次通过该点的核查记录操作 , 并将核查点的信号储存在记忆卡中 。这种操作便于在工况 解析时了解汽车在不同路段的行驶状况 。
2 调查对象城市的选择
我国汽车污染突出表现在人口和交通高度集中的大型 城市 ,所以 ,选择被调查城市一方面应是汽车保有量多 ,保有 量增长速度比较快的城市 ;另一方面是汽车排放污染比较严 重的城市 ,还须考虑汽车的车型分布应能代表全国绝大多数 城市的情况 ,从而保证研究成果能取得预期的效果 。
按上述原则选择了北京 、天津 、上海 、大连 、广州 5 个城 市作为调查研究城市 。北京作为首都 ,经济发展速度较快 , 机动车保有量占全国总保有量的 1/ 10 ,汽车造成的污染严 重 ,NO x 成为首要污染物 ,O3 超标也较严重 。其他几个城市 在机动车保有量 、大气污染等方面与北京有相似之处 ,但又 有其自身的特点 。
3 建立城市汽车行驶工况数据的采集
311 城市道路选择原则 城市机动车道路行驶工况是根据车辆在道路上行驶时
采集的各种参数 ,通过专用软件系统处理而建立的一种工况 模式 。因此 ,调查道路的选择对于工况模式的建立有着相当 大的影响 。
研究表明 ,平均车速对城市机动车排放总量影响很大 。 因此 ,笔者在选择调查道路时 ,以平均车速的大小作为主要 的选择原则 ,同时考虑所选道路的交通流量大小 、车辆堵塞 程度 、早晚交通流量变化明显程度以及容易对城市造成严重 污染的交通路段 。总之 ,所选道路必须能够综合反映城市道 路的整体状况 。