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在对微观(路段和交叉口)环境交通容量分析的基础上，运用机动车尾气扩散箱型模式建立路段环境交通容量计算模型。考虑满足环境空气质量标准和保证路段的通行能力，本文主要考虑降低机动车污染物排放因子，并得出了相应的计算模型。最后对北京某路段环境交通容量进行初步计算分析。该模型的提出可为城市规划、交通规划和交通管理决策提供参考。     

关于路段环境交通容量的探讨

本文运用机动车尾气扩散箱型模式建立路段环境交通容量计算模型．考虑满足环境空气质量标准和保证路段的通行能力,主要通过降低机动车污染物排放因子,并得出了相应的计算模型．最后对北京莱路段环境交通容量进行初步计算分析．该模型的提出可为城市规划、交通规划和交通管理决策提供参考．     

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面对城市交通拥堵严重,环境污染逐年加剧,本文利用车载尾气检测技术收集和比较了北京市典型信号协调路段与普通路段的实测尾气排放数据,分析了两种控制策略下的机动车尾气污染水平与分布规律;此外,结合微观交通仿真模型VISSIM和基于VSP变量的尾气排放建模方法,搭建了微观交通尾气仿真平台,通过实例仿真评价了不同信号配时和不同交通流量两种交通控制策略下的尾气排放。     

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交通尾气排放宏观模型是进行广域尾气排放估测的重要工具,其功能是计算国家和区域范围内的有交通排放产生的排放因子与排放清单。目前,中国尚缺乏自己的宏观尾气排放模型,利用国外模型进行尾气排放估算误差较大。基于国内自己的尾气排放数据,利用国外的部分模型数据作为必要的补充,提出并实现了中国宏观尾气排放模型的建模方法与程序设计。首先,在总结国外机动车尾气排放模型优缺点的基础上,确定基于中国城市交通环境的机动车尾气排放宏观模型的目标、结构和建模方法,并对模型关键模块的数据获取、数据分析以及计算流程进行了详细的研究。其次,利用Visual Basic对模型进行了程序开发。最后,对北京市2008年尾气排放对交通环境的影响进行预测,并将其预测结果与MOBILE预测结果进行对比分析。     

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许多研究表明机动车的尾气排放量与车辆的瞬时速度、加速度密切相关。为了制定控制机动车尾气排放的有效策略，必须建立一个能够模拟车辆瞬间运行状况的微观模拟平台来评估机动车尾气排放。本文结合微观交通模拟模型VISSIM和微观尾气模型CMEM，建立了微观交通尾气模拟平台。选取北京市海淀区的部分主要道路构建实例分析路网，并对其交通运行状况和尾气排放进行评价。本文首先建立了车辆的瞬间尾气排放率、燃料消耗率与瞬时速度、加速度之间的关系；然后，对研究路网的各种车型的尾气排放量进行分析和计算；最后，通过两个假设方案，对不同的交通管理与控制策略对于尾气排放的影响进行分析。     

交通管理与控制对城市隧道机动车尾气排放的影响

选取城市中受污染较为严重的隧道为研究对象,在对交通量、道路特征等方面进行详细调查的基础上,联合微观交通仿真和机动车尾气排放模型,提出了交通尾气污染仿真计算方法,分析了不同交通管理控制手段对隧道内机动车尾气污染物排放的影响。以南京九华山隧道为例,基于VISSIM软件和CMEM模型构建了相应的仿真平台,模拟车速限制、车型限制、单双号限行等管理措施对尾气排放的影响。研究表明:该方法能够较好的模拟城市隧道中机动车的运行及尾气的排放。     

路段环境交通容量优化模型与算法研究

在分析路段环境交通容量主要影响因素的基础上,探讨了路段的污染控制约束条件,以及通行能力约束条件,建立了通行能力和污染控制约束的环境交通容量优化模型,构建了基于增广拉格朗日松弛和辅助问题原则法的模型求解算法.实例结果表明,构建的算法能够快速有效地求解这类环境交通容量优化模型.     

基于VISSIM仿真的生态驾驶行为对交叉口运行效率影响

机动车能耗与排放是造成现代社会能源短缺和大气污染的主要原因。除减少机动车使用、改进机动车能耗及排放等方法外,生态驾驶行为也是促进节能减排的有效手段。为分析生态驾驶行为对信号交叉口服务水平的影响,采用正交实验法对VISSIM仿真模型中的驾驶行为参数进行标定,并对仿真结果进行相应分析。结果表明:在自由流状态下,生态驾驶行为的运用能更好地达到减少燃油消耗和尾气排放的效果;在受限流状态下,生态驾驶行为则会对交通环境中机动车的燃油消耗和尾气排放起到负面影响。     

不同交通拥堵等级的北京市机动车尾气排放研究

利用DYNASMART交通仿真技术,对北京市五环内五种交通拥堵等级的交通流状况进行仿真和分析,获取机动车尾气数据,得到机动车尾气排放情况与拥堵等级的关系及单位小时机动车尾气排放高点,并提出改善方案。     

上海市机动车交通排放模型构建

机动车交通排放污染状况和减排政策研究是交通和环境研究机构共同关注的内容,而机动车交通排放模型是开展相关工作的基础工具。上海市采用交通研究机构和环境研究机构合作开发的模式,共同开展机动车交通排放模型构建、验证和应用工作。从交通和环保双方的共同需求出发,模型侧重于排放清单核算和政策评估,并预留实时排放测算的功能。上海市机动车交通排放模型对机动车排放因子、运行工况和车辆结构等模型参数进行本地化,并根据排放模型要求对道路交通模型进行深化。上海市机动车交通排放模型已经应用于上海市机动车排放清单制定和各类交通政策的减排效果评估中。     

基于GIS的机动车排放模型及其应用

为解决大城市的空气污染问题,必须提出新的策略遏制快速城市化地区空气污染物的增加。MEASURE模型是服务于城市和区域评价的机动车排放评估系统,可为研究者和规划师提供一种评估机动车减排策略的新方法。以佐治亚州亚特兰大市一块面积为100km2的研究区为例,探讨了该模型在机动车排放实证研究中的应用。结果表明,该模型可准确定位各交通小区和各级道路上的污染排放,实现污染排放的空间分析,加深人们对机动车排放的理解,为未来城镇土地利用总体规划和交通规划提供科学参考。     

设置非机动车等候区的信号交叉口交通流模型

城市机非混行交叉口的管理与控制是交通管理的重要内容.针对信号交叉口设置非机动车等候区的交通组织方式,建立了交叉口元胞自动机模型.对机动车流采用基于经典 NaSch(NS)的改进多车道元胞自动机模型,建立了交叉口换道规则,增加主动减速规则;对非机动车流采用具有侧向运动的扩展多值 CA模型.研究了设置等候区的车流状态特性,以及非机动车密度和等候区纵向长度对信号交叉口的影响.研究结果表明：设置等候区能在一定程度上提高交叉口的通行能力,但长度并非越长越好,当长度过长时在一定条件下会增大对机动车流的阻滞,总体上等候区是一种值得借鉴的方式;非机动车密度对机动车流的基本图具有显著影响.     

设置非机动车等候区的信号交叉口交通流模型

城市机非混行交叉口的管理与控制是交通管理的重要内容.针对信号交叉口设置非机动车等候区的交通组织方式，建立了交叉口元胞自动机模型.对机动车流采用基于经典 NaSch(NS)的改进多车道元胞自动机模型，建立了交叉口换道规则，增加主动减速规则；对非机动车流采用具有侧向运动的扩展多值 CA模型.研究了设置等候区的车流状态特性，以及非机动车密度和等候区纵向长度对信号交叉口的影响.研究结果表明：设置等候区能在一定程度上提高交叉口的通行能力，但长度并非越长越好，当长度过长时在一定条件下会增大对机动车流的阻滞，总体上等候区是一种值得借鉴的方式；非机动车密度对机动车流的基本图具有显著影响.     

混合交通流环境下单交叉口自动驾驶车辆轨迹优化

信号交叉口对城市道路的通行能力以及车辆的燃油消耗具有重要影响。本文提出一种在自动驾驶车辆和人工驾驶车辆混合交通流环境下的自动驾驶车辆的轨迹优化方法。基于交叉口信号灯的配时方案,构建车辆旅行时间估计模型,并以自动驾驶车辆燃油消耗最小以及通行效率最大为目标,构建自动驾驶车辆轨迹优化模型,对车辆进行动态轨迹规划和控制。车辆轨迹滚动优化模型采用高斯伪谱法进行离散化求解,并基于SUMO仿真平台对模型结果进行验证。仿真结果表明,自动驾驶车辆可以通过优化自身控制变量影响人工驾驶车辆的运行状态,减少交通流的排队以及时走时停现象。本文提出的车辆轨迹优化方法对于降低车队整体燃油消耗、提升车队平均速度、缩短平均行程时间具有重要作用。     

基于Visum的路网容量计算理论研究

道路网容量问题是交通规划中的基本问题之一,大量学者对该问题进行过研究,其中与交通分配结合起来的交通模拟分配法计算路网容量的模型在实际规划中被广泛应用。将运筹学中图论的理论与传统交通分配方法相结合,提出通过建立路网辅助图的方法计算路网容量。在研究方法中,利用交通规划软件PTV的Visum,对北京中关村地区OD实际交通量分配的结果,运用路网辅助图的方法计算出该地区路网的容量。然后,通过改建该地区的路网结构,对新的路网结构进行新OD实际交通量分配,计算新的路网结构中的路网容量。最后对两次路网容量的计算结果进行分析比较,得出改建后路网是否增容的结论。     

连续流交叉口左转非机动车交通组织创新设计

为解决连续流交叉口左转非机动车和直行机动车冲突问题,提出一种左转非机动车过街创新设计方案,对比常规设计和两步过街方案,将3种方案整合到一个统一的优化模型中。以交叉口机动车通过量最大为优化目标,建立混合整数非线性规划优化模型,将其转换为非线性模型以便于求解,并利用VISSIM仿真验证3种方案的运行效益。结果表明,两步过街和创新设计相对于常规设计能提升交叉口机动车通行能力,且在高流量场景下拥堵改善效果更佳,分别能降低 55.58%、57.18%的机动车延误;常规设计不适用于直行机动车流量较大的场景,两步过街和创新设计不适用于左转机动车流量较大的场景;常规设计和两步过街左转非机动车流量增加,会导致机动车通行能力迅速下降,创新设计受左转非机动车流量的影响较小,在各种流量场景下适用性较好。     

提前右转组织方式及其影响分析

以可插车间隙理论和概率论为基础,建立了固定与可变交织区长度的提前右转组织方式下右转机动车通行能力计算模型与延长交织区所能够增加的通行能力的计算模型,提出了提前右转组织方式的适用条件。以平均延误为指标,对比分析了两种组织方式下右转机动车的运行效果,基于Webster信号配时方法,对实行提前右转方式的交叉口内直行和左转车流的通行能力进行了分析。分析结果表明:采用提前右转组织方式后交叉口直行和左转通行能力增加;在右转机动车提前右转能够满足通行能力时,提前右转可减小冲突区的面积,否则,可以通过延长交织区长度来增加通行能力,以减少右转车的平均延误。     

基于土地利用的交通需求预测与尾气排放模型的结合研究

提出一种将基于土地利用的交通需求预测模型与交通尾气排放模型相结合的方法：首先利用交通规划软件Cube连接土地利用与交通,然后结合美国环保局的MOVES尾气排放模型研究交通尾气排放。这种方法可以从宏观上研究土地利用变化对环境的影响,也可以基于环境的变化对土地利用进行评价。     

不同能见度条件下高速公路车辆速度特性研究

本文以京港澳高速公路湖北省内金山-武汉南路段内的交通流检测器及其附近设置于路侧的公路气象站的历史数据为主要研究数据,针对雾天低能见度等天气因素,分析有无雾及不同能见度条件对车辆速度均值及速度离散型的影响;研究在雾天条件下,不同车道位置、不同车辆类型、不同时间时段的车辆行驶速度的差异性;基于交通流Greenshield 经典V-K关系,采用非线性回归方法,建立雾天车辆平均行驶速度综合预测模型,模型的拟合优度达到80%.研究成果对研究公路沿线能见度因素对行车安全影响,分析雾天等低能见度条件下的公路通行能力,制定雾天等低能见度条件下可变速度控制等交通控制措施具有重要参考与借鉴意义.