交通与环境数据共享技术和区域交通排放监测及预测关键技术
发布时间:2017-04-21


单位:许昌学院

1.技术简介

交通与环境数据共享技术和区域交通排放监测及预测关键技术研究”是科技部"863"项目。本项目旨在降低交通对环境的污染的基础上,通过采集交通运行和排放数据并对数据进行挖掘分析,重点开展交通运行数据与环境数据共享关键技术及区域交通排放监测及预测技术的研究,基于关键技术重点开展交通运行与环境数据共享试验系统和可视化交通排放监测及预测试验系统的研发。本项目共包括两大关键技术:

(1)交通运行与环境数据共享关键技术及系统的研发。包括:

(1)收集海量实际路网车辆运行逐秒数据,研究机动车排放的 VSP-Bin 区间划分、时间集成粒度、速度区间划分粒度以及运行模式区间划分方法,并根据建立不同道路类型、车型和速度下的道路运行工况分布数据库;

(2)车载排放测试技术,收集海量实际路网车辆排放逐秒数据,分析社会车辆、公交、出租以及其他客货运车辆在各排放标准、车重、车龄、行驶里程、燃油类型条件下的油耗和 NOx、HC、CO、PM2.5 的排放率特征,进而对应排放过程和行驶工况分布建立交通排放率数据库;

(3)基于视频识别和数据挖掘技术,结合车辆注册数据库识别动态交通流中的车龄、车重、排放标准、燃油类型等车型分布构成,研究车型构成预测方法,进而建立交通流车型构成数据库及其预测模型;

(4)集成既有浮动车 GPS、公交 IC 卡、公路检测、ETC 数据、车载 PEMS 测试、底盘测功机排放检测、微波 RTMS 车检器数据、空气质量监测、基准排放率数据等大规模动态交通排放原始数据库,面向排放建立交通原始数据库到车型分布、车龄分布、行程速度分布、行驶工况比功率分布等中间数据库的动态映射,建立了面向实际路网排放测算的交通运行与环境数据共享试验系统。

(2)区域交通排放的监测及预测技术及系统研发。包括

(1)开发中、微观交通排放模型子系统:基于道路运行工况分布数据库和排放率基础数据库,开展车辆速度参数对排放的敏感性分析,建立速度参数下的排放修正关系,从而开发中、微观交通排放仿真模型子系统;

(2)基于 VSP 分布方法实现中、微观交通排放模型与交通数据/模型之间的耦合模型子系统;

(3)交通排放监测及预测分析系统研发。在 GIS 平台基础上,采用C/S 和 B/S 多层混合体系,通过通用数据访问接口和空间数据引擎,实现浮动车等交通和排放数据访问、分析、复杂查询以及用于预定义查询显示等功能,实时测算生成重要监测点、路段、区域的交通和排放信息。

2.应用成果

本项目建立了不同道路类型、车型和速度下的道路运行工况分布数据库;对应排放过程和行驶工况分布建立交通排放率数据库;建立交通流车型构成数据库及其预测模型;最终集成多种数据,建立了面向实际路网排放测算的交通运行与环境数据共享试验系统。如图 1。

图 1  交通运行及环境数据共享试验系统

在交通运行与环境数据共享技术基础上,研究区域交通排放的监测及预测技术,包括,开发中、微观交通排放模型子系统,基于 VSP 分布方法实现中、微观交通排放模型与交通数据之间的耦合模型子系统,最终建立区域交通排放的监测及预测及系统。实现实时监测功能、数据分析功能、模型预测功能。其界面如图 2。


图 2 交通排放监测及预测系统