考虑驾驶行为的排放分析和仿真优化研究

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1、国内图书分类号：U491.1密级：公开国际图书分类号：656.132西南交通大学研究生学位论文考虑驾驶行为的排放分析和仿真优化研究年级2015级姓名陆超申请学位级别工程硕士专业交通运输工程指导老师郑芳芳二零一八年四月ClassifiedIndex:U491.1U.D.C:656.132SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisSTUDYONEMISSIONANALYSISANDSIMULATIONOPTIMIZATIONCONSIDERINGDRIVIN

2、GBEHAVIORGrade:2015Candidate:LuChaoAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:TrafficandTransportationEngineeringSupervisor:ZhengFangfangApril.2018西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通

3、大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1.保密口，在年解密后适用本授权书；2.不保密o('使用本授权书。”（请在以上方框内打叫）学位论文作者签名：古战指导老师签名：与乡农－[/日期：µl�.�－川日期严／8、了.JI西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要随着我国的经济技术的不断发展，城市机动车保有量正在不断上升，机动车尾气污染日益严重。微观交通仿真模型作为衔接城市交通流运行评价与机动车尾气排放测算的重要手段，其对

4、机动车尾气污染物排放评价的功能越来越受到众多学者的研究，但目前还只有很少的研究关注驾驶员行为特征对机动车尾气排放与微观交通仿真建模的影响。并且，虽然目前最新版本的微观交通仿真软件VISSIM已经具备排放测算功能，但其排放测算精度较低，不能满足对实际交通流运行评价的需要。为此，本文基于驾驶行为特征，对机动车尾气排放测算进行了分析，同时以提高排放测算精度为目标，对VISSIM软件中的核心模块-跟驰模型Wiedemann74模型进行了优化研究，提出优化方案，并对效果进行了验证。首先，本文对成都市28名背景和

5、驾驶经验各不相同的驾驶员进行了跟车和问卷调查：通过安装在调查车辆上的GPS设备实时记录被调查车辆的轨迹数据，并根据卡尔曼滤波算法，对原始数据进行了处理。其次，基于对驾驶员在低速期加速和高速期减速等行为特征的观察结果，以及驾驶员在驾驶行为问卷调查中的自我评估，将驾驶员分为4类：激进不稳定的驾驶员、保守谨慎的新手驾驶员、专业平稳的驾驶员以及经验丰富的快速行驶驾驶员。同时，进一步研究了四种类型的驾驶员的跟驰参数特征，以及不同类型驾驶员具备的饱和流率的特征。结果显示，不同类型驾驶员的期望速度不同，像新手、保守

6、谨慎的驾驶员会比其他类型的驾驶员拥有更小的饱和流率。在上述调查数据处理基础上，对参与调查的28位驾驶员数据进行了排放分析，本文选取了机动车比功率VSP作为排放的测算标准，并对各类型驾驶员，从VSP分布、车辆主要排放污染物和燃油消耗这三方面进行了研究。结果显示，类型1（激进不稳定的）与类型3（专业平稳的）驾驶员的VSP分布相似，类型2（保守谨慎的新手驾驶员）与类型4（经验丰富的快车手）驾驶员VSP分布相似。同时，类型1（激进不稳定）驾驶员的CO，NOx和HC排放量显著高于其他类型的驾驶员，类型3（专业平

7、稳的）驾驶员在行程中使用了最少的燃料，而类型2（保守谨慎的新手驾驶员）驾驶员燃油消耗量最大。最后，根据Wiedemann74跟驰模型的构建原理与逻辑，利用Matlab设计了该模型的数值仿真方法，并结合VISSIM中该模型的内置默认值对其进行了仿真西南交通大学硕士研究生学位论文第II页输出，结果表明基于VISSIM默认参数值的仿真输出与实测数据的差异较大。同时，本文利用实测数据对Wiedemann74模型进行了参数矫正，通过对不同类型驾驶员的跟驰阈值、最大加速度与最大减速度的研究，提出了以提高模型排放测

8、算精度为目标的整体优化方案，并对其运行效果进行评估，结果显示各类型驾驶员经优化后的模型仿真输出与实测数据十分接近，VSP均方根误差显著减小，并同时验证了各类型驾驶员的仿真VSP分布与实测VSP均服从同一分布，因此，该整体优化方案效果明显，对提高Wiedemann74跟驰模型仿真排放测算精度效果显著。关键词：驾驶行为；排放测算；微观交通仿真；Wiedemann74跟驰模型西南交通大学硕士研究生学位论文第III页AbstractWiththerapidinc