城市公交客車尾氣污染分析及優(yōu)化控制研究.pdf

1、隨著城市機動車保有量的迅速增加，機動車尾氣已經成為我國城市大氣環(huán)境的主要污染源之一，制約著城市的可持續(xù)發(fā)展。對車輛尾氣排放進行有效控制已成為亟待研究解決的問題。公交客車作為我國各大中城市的主要公共交通工具，使用區(qū)域集中在城市中心區(qū)域，行駛時間長，并且由于公交車輛需要?？空军c，導致車輛頻繁地進行啟動、加減速操作，產生較為嚴重的尾氣污染，在機動車尾氣排放總量中占有比較大的份額。為了掌握城市公交客車運營對大氣環(huán)境的影響，建立考慮環(huán)境因素的公交

2、綠色運營策略，文中根據實驗及調研數據運用排放模型分析了城市公交客車的排放狀況，挑選出對公交車輛排放有顯著影響且易于進行調控管理的因素，基于數學規(guī)劃方法對公交車輛配置問題、公交車輛區(qū)域調度問題以及公交票價制定問題進行了研究，建立了相關的優(yōu)化模型，并采用群智能算法對模型進行求解。主要研究工作總結如下：
　　 1)以武漢市為研究對象，通過實驗和調研收集了公交車輛的相關數據，分析了武漢市公交車輛的行駛特征。選取適合發(fā)展中國家的IVE模型

3、作為評估公交車輛尾氣排放的研究工具，根據車輛運行工況計算得到了武漢市公交車輛尾氣污染的排放清單。對各種公交車型的尾氣污染貢獻率進行了研究，對影響公交車輛尾氣排放的相關因素進行了分析歸類，從中選取出易于進行調控管理的三個因素作為后續(xù)研究的對象。
　　 2)分析計算了不同類型公交車輛的購買成本、使用成本、報廢收入以及尾氣排放情況。根據車輛相關成本以及排放污染的計算結果，建立了一個基于整數規(guī)劃的公交車輛配置管理模型，可以在兼顧環(huán)境目標

4、的條件下科學地做出公交車輛更新、報廢決策。模型以規(guī)劃期內系統(tǒng)總成本最小為優(yōu)化目標，以尾氣污染控制為主要約束條件，并綜合考慮了預算資金、設施容量、乘客需求等因素。以武漢市某大型公交公司進行案例分析，結果表明車輛購置補貼和燃油價格是影響車隊車輛配置的敏感因素，當補貼下降、柴油與天然氣價格差距拉大時，天然氣車以及傳統(tǒng)柴油車的采購量會增多，車輛提前報廢的現象也會明顯增加。
　　 3)將車輛運行的環(huán)境影響納入到公交車輛調度的考慮范圍中，根

5、據公交運營的特征及其相關要求，建立了以公交網絡中車輛固定成本，車輛運行成本和尾氣污染成本最小化為目標的調度模型。模型可以確定公交車輛的停放車場，為所有車次任務分配最佳的執(zhí)行車輛。引入變鄰域算法，對傳統(tǒng)蟻群算法進行了改進，提高了求解速度和效率。選取武漢市不同的公交線路組成區(qū)域調度網絡進行案例分析，結果表明所建立的模型實現了車輛資源的合理利用。與各線路獨立優(yōu)化方案對比，區(qū)域調度方案所需車輛數目更少，系統(tǒng)綜合成本和尾氣污染成本也分別有不同程度

6、的下降。
　　 4)基于雙層規(guī)劃方法，建立了在擁擠收費條件下的公交票價優(yōu)化模型。通過公交票價和擁擠收費的優(yōu)化組合方案對出行者的出行方式和出行路徑進行調控，實現最小化出行時間和尾氣排放的目標，兼顧了經濟效益和環(huán)境效益。根據Logit原理描述出行者對公共交通和私人交通的選擇，基于用戶均衡原理構建了雙層規(guī)劃模型的下層模型?；诔鲂袝r間和尾氣排放的計算分析，建立了上層模型，并在上層模型中綜合考慮了公交票價、擁擠收費以及其他因素。設計了改