[發明專利]液化天然氣公交尾氣排放預測方法

有效

• 申請號: 201710972889.3
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN107886188B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 葉智銳;王夢迪;王超;陳明華
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/30
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

本發明公開了一種液化天然氣公交尾氣排放預測方法，包括以下步驟：選擇預測的公交線路；采集公交車輛的GPS數據和排放數據；數據預處理與怠速節點的識別；計算車輛的比功率參數，并進行離散化處理；基于CART算法建立車輛在路段行駛狀態下的質量排放率和比功率參數的回歸模型，并采用均值估計方法計算公交車輛在怠速狀態下的質量排放率；建立車輛在運行過程中任意一段時間內的排放質量預測模型。采用該方案可以對液化天然氣公交車的尾氣排放進行科學預測，從而為交通管理者和決策者們提供了經驗和借鑒。

技術領域

本發明涉及交通節能減排方法，尤其涉及一種液化天然氣公交尾氣排放預測方法。

背景技術

綠色交通一直是交通行業發展的一個重要目標，而公交優先不僅可以最大化道路利用率，同時在節能減排方面也有著重要作用。近年來，以純電動公交、混合動力，液化天然氣公交等為代表的新能源公交得到了大力推廣，這也進一步減少了尾氣排放，對城市空氣質量的提高有著重要作用。

在公交車的尾氣排放研究方面，已有相關研究涵蓋了宏觀到微觀的諸多層面，宏觀研究即某區域的公交對于節能減排的影響，表明公共交通對于節能減排是有積極影響的。而微觀層面的研究，主要包括(1)某些短時排放特性的研究，主要包括了公交站臺處公交車輛的尾氣排放特性、交叉口處的尾氣排放特性、不同燃料類型下的排放特性對比等，表明新能源車的排放遠小于傳統燃料公交車；(2)尾氣排放的影響因素研究，主要包括公交汽車司機和乘客特性，車輛運行條件，公交車站特征和運行環境。(3)尾氣排放預測研究：大多數微觀層面的研究，都是基于機動車比功率來建模的。這樣做的優勢在于，綜合考慮了車輛運行的多個參數，包括速度、加速度、載重、坡度等。主要采用的方法有基于機動車比功率參數(VSP)的均值估計及基于機動車比功率參數的多項式擬合，然而并沒有一個非常合適的排放與VSP對應關系。此外，已有文獻對于液化天然氣公交的排放明顯不足，因此本發明采用大數據的思想，針對這幾點不足之處進行改進，對液化天然氣公交尾氣排放進行實時預測研究。

發明內容

本發明正是針對現有技術中存在的技術問題，提供一種液化天然氣公交尾氣排放預測方法，預測液化天然氣公交車輛在各種狀態下的排放情況，為交通管理部門提供借鑒和決策依據。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種液化天然氣公交尾氣排放預測方法，包括如下步驟：

步驟1：考察公交車輛的排放情況，確定研究的公交車輛，選擇合適的研究時間段；

步驟2：利用PEMS和GPS設備采集公交車輛的實時運行工況數據和排放數據，PEMS設備采集的數據包括：車輛的CO，CO₂，HC和NO_X質量排放率；GPS設備采集的數據包括：車輛的位置信息(包括經度與緯度)與實時的速度，并計算出實時的加速度；

步驟3：數據清洗與GPS數據預處理；

步驟4：基于點密度法對車輛運行過程中的怠速節點位置進行識別；

步驟5：計算車輛的機動車比功率(Vehicle Specific Power，VSP)參數，并進行VSP離散化處理；

步驟6：將車輛的運行狀態分為路段行駛狀態和怠速節點狀態，并應用CART算法和均值估計的方法分別預測兩種狀態下的質量排放率；

步驟7：基于步驟6的質量排放率預測模型，將兩種狀態結合起來，建立車輛全線尾氣排放實時預測模型，并對模型進行求解，預測車輛在不同運行時長下下的排放質量；

作為本發明的一種改進，所述步驟2中車輛的實時加速度計算公式如下：

a_i＝v_i-v_i-1