[發明專利]一種基于VSP分布的交通運行數據與排放數據耦合方法與系統

有效

• 申請號: 201510085276.9
• 申請日: 2015-02-16
• 公開（公告）號: CN104715605B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 宋國華;翟志強;于雷
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所11255
• 代理人: 柳江

【技術領域】

本發明涉及一種基于VSP分布的交通運行與排放數據耦合方法與系統。

【背景技術】

交通部門與環保部門經過長期的建設與發展，已經形成各自較為完備的數據采集與分析系統，并且已經獲得了大量數據。

研究一個地區的交通運行情況，首先需要經過交通調查，了解該地區的交通特征及其發展趨勢。通過對交通運行數據進行定量分析，掌握各種特征參數的具體數據，為針對具體情況進行科學的交通規劃、線性設計和交通管理提供理論依據。常見的交通調查方法有定點測量(Point Method)、沿路段測量(Along a Length Method)、浮動車測量(Moving Observe)、短距離測量法(Short Section Method)等。感應線圈檢測技術、超聲波檢測技術、紅外線檢測技術、移動信息采集技術等隨著交通控制或交通信息服務的需求與20世紀60年代開始出現，如今獲得了普遍應用。遠程微波檢測技術、視頻圖像式檢測技術和光信標式檢測技術等于20世紀80年代末研制成功，90年代獲得應用。21世紀初，人們又開始利用GPS檢測技術檢測交通流參數。

在制定交通策略以降低機動車尾氣排放的過程中，利用實驗手段進行尾氣排放檢測，收集機動車實際的油耗排放數據，是一切有關機動車油耗排放研究的基礎，也是建立油耗排放模型和評價交通策略的基本依據。目前國內外主要有四種機動車油耗和尾氣排放檢測方法，分別是臺架測試法、隧道測試法、遙感檢測法和車載測試法。

但是受限于采集方式與應用目的的不同，上述兩類數據的相關特征未進行深入挖掘，無法實現準確、有效地關聯。

【發明內容】

針對現有技術存在的問題，本發明提出了一種交通運行數據與機動車排放數據間的耦合方法與系統，通過對交通運行數據與機動車排放數據的特征進行挖掘與分析，以VSP分布為中介變量，建立了交通流量、平均速度、機動車行駛工況等交通運行參數與排放率、排放因子等機動車排放參數之間的動態映射關系。考慮到機動車在實際道路上的行駛速度對排放的影響，結合既有交通運行參數數據與機動車排放測試結果建立交通運行與機動車排放數據庫，利用數據集群和并行計算技術，實現對交通運行與排放數據庫的快速反應。同時集成GPS、GIS和數據挖掘技術，實現交通運行數據與機動車排放數據的耦合，對路段排放率進行測算。該發明簡化了機動車尾氣排放的物理意義，提高了交通排放量化評估的效率與準確性。

【附圖說明】

圖1交通運行數據與排放數據耦合方法設計思路

圖2輕型車行駛工況數據庫示例

圖3輕型車在快速路VSP分布

圖4機動車油耗和尾氣排放實測數據示例

圖5機動車排放率數據庫示例

圖6 0-4萬公里國III標準輕型汽油車排放因子示例

圖7機動車排放因子數據庫示例

圖8交通運行數據與排放數據耦合系統

【具體實施方式】

下面通過具體的實施例并結合附圖對本發明作進一步詳細的描述。

本發明基于VSP建立油耗和排放微觀統計模型，能夠彌補傳統尾氣預測模型對于交通特征考慮的不足，通過大量實測數據，利用VSP對北京市各類型道路上的駕駛行為進行描述。綜合考慮北京市路段平均長度及路段平均行駛時間，以3分鐘為間隔計算平均速度，建立不同等級道路上各平均速度區間的VSP分布，將車輛的平均行駛速度與微觀瞬時行駛狀態相結合，以充分反映不同行駛狀態下的速度對于油耗和排放的影響。建立以基本交通參數為輸入變量的油耗和排放的速度修正模型，實現交通運行數據與機動車尾氣排放數據的有效銜接，從而為交通排放量化評估提供準確有效的手段。發明的設計思路如圖1所示。

本發明的基于VSP分布的交通運行數據與排放數據耦合方法，包括以下步驟：

第一步，采集交通運行數據，進一步包括：

步驟1.1，數據采集，利用車載GPS設備，采集機動車逐秒行駛工況數據，數據主要字段包括采集日期、時間、經度、緯度、速度、方向角、高程等，圖2為實際采集到的輕型車逐秒行駛工況數據示例，將數據按照統一的格式進行整理，通過初步質量控制，去除不符合要求的記錄，建立機動車行駛工況數據庫。

步驟1.2，進行車型劃分，將機動車按車重進行分類，分為微型車、輕型車、中型車和重型車。