网联车混入条件下混合交通流跟驰稳定性

为描述智能网联车混入下的混合交通流跟驰稳定性,揭示混合交通流稳定性变化过程,解析HDV和CACC交通流稳定性,引入CACC混入率,构建混合交通流跟驰模型,推导混合交通流稳定性判别条件,分析速度、混入率在单一条件和组合条件下对混合交通流稳定性变化规律的影响。研究结果表明：混合交通流的稳定性取决于单一交通流的稳定性和混合流组成,HDV和CACC单一交通流跟驰稳定性的速度临界值分别为19.65 km/h和18.01 km/h,且速度与混合交通流稳定性正相关,混入率对混合交通流稳定性的影响效果与速度条件有关,在两因素共同作用下,混合交通流稳定性变化趋势表现多样化。     

网联车混合交通流渐进稳定性解析方法

针对网联车与普通车构成的混合交通流不稳定性问题,提出一种网联车混合交通流渐进稳定性解析方法.基于传递函数理论,应用跟驰模型推导扰动在交通流中传播时的传递函数,并建立不同网联车比例下的混合交通流渐进稳定性解析框架.选取智能驾驶模型(intelligent driver model, IDM)与优化速度模型(optimal velocity model,OVM)分别作为网联车与普通车的跟驰模型,进行混合交通流渐进稳定性案例分析,并进行小扰动下的数值仿真.研究结果表明:所建立的混合交通流渐进稳定性解析框架可计算得到关于网联车比例与平衡态速度的混合交通流稳定域;当平衡态速度大于21.5 m/s时,混合交通流可在任意网联车比例下稳定,当网联车比例大于0.63时,混合交通流可在任意平衡态速度下稳定;混合交通流稳定性数值仿真实验验证了理论解析的正确性.所建立的网联车混合交通流渐进稳定性解析框架适用于不同跟驰模型的选取,能够用于分析真车实验条件下网联车对交通流稳定性的影响.     

考虑智能网联车队强度的混合交通流基本图模型

随着智能网联车的发展和普及,在未来较长时段内,道路上的交通流内将过渡为由智能网联车和人工驾驶车组成的混合交通流。为揭示此类混合交通流流量、密度、速度三者之间的关系,本文以考虑智能网联车功能退化和车队强度为出发点,建立了智能网联环境下的混合交通流基本图模型。首先,对智能网联车退化后产生的不同类型车辆分别采用特定的跟驰模型进行模拟,并确定了车队强度影响下不同类型车辆的比例;基于此,推导出同时考虑车辆功能退化与车队强度的基本图模型,以弥补已有研究未全面考虑二者的不足,使构建的模型更符合混合交通流实际情形;最后,通过设计SUMO仿真实验进行验证。仿真结果表明：不同场景下仿真获得的流量-密度散点与对应理论曲线的一致性较高,从而验证了理论模型的正确性。     

混有网联车辆的交通流稳定性和最大服务流率分析

针对传统车辆和网联人工驾驶车辆组成的混合交通流,分析不同网联车辆市场占有率对稳定性和最大服务流率的影响。基于传统车辆与网联车辆的跟驰特性,建立混合交通流稳定性分析的一般方法;基于HCM2010宏观交通流分析方法,获得不同网联车辆市场占有率下的最大服务流率。结果表明:市场占有率的增加有利于提高混合交通流的稳定性与最大服务流率;当占有率大于0.51时,混合交通流可在任意平衡态速度下稳定,在高密度、低稳态速度下的稳定性提高更加显著;相比传统交通流,网联车辆交通流的通行能力可提高63.64%;当占有率大于0.5时,混合交通流最大服务流率提升更快,且占有率越高,提高幅度越大。     

考虑侧向偏移的车辆跟驰行为建模及仿真

为了描述真实交通环境中车辆交错跟驰的现象,在全速度差模型的基础上引入了视觉角和侧向偏移角的概念,采用侧向偏移角变化率作为衡量车辆横向运动的关键参数并建立了考虑侧向偏移的车辆跟驰模型。通过线性稳定性分析得到了新模型的稳定性条件。理论分析和数值仿真结果表明:改进模型能够有效地描述车辆交错跟驰行为对交通流稳定性的影响,侧向偏移会减少交通流稳定区间,更容易使稳定车流变成时走时停交通流。     

智能网联环境下混合交通流稳定性解析

为分析由智能网联车辆(connected and autonomous vehicles,CAV)与人工驾驶车辆构成的混合交通流稳定性能,提出一种理论解析方法.应用泰勒公式对跟驰模型进行线性化处理,并应用传递函数理论推导不同CAV比例下的混合交通流稳定性判别条件,针对CAV前车加速度反馈系数进行参数敏感性分析.考虑开放...     

在用机动车基于台架试验CO2排放因子研究

本研究选取14辆中国目前常用的在用轻型和重型机动车,利用底盘测功机,分别在WLTC (世界轻型车测试程序)和C-WTVC(中国重型商用车辆瞬态循环)工况的冷启动程序下,测试CO₂排放因子,同时研究了相应的油耗,并比较不同的影响因素.结果表明：机动车CO₂排放因子受到排量、冷热启动、燃料和驾驶路段的影响;机动车在城市路段冷启动条件下油耗最高,导致CO₂排放因子更高,比全工况冷启动和城市路段热启动条件下分别高出了26.6%～199.7%和8.3%～35.5%;高排量重型柴油货车在市区油耗更高,导致CO₂排放因子大幅增加,因此禁止大排量重型柴油货车进入市区能有效控制CO₂排放;使用液化石油气替代燃油会降低机动车CO₂的排放,液化石油气公交车和出租车在城市路段的CO₂排放分别降低37.2%和12.1%,而高速路段则分别降低51.8%和20.3%;当前更为符合道路实际的WLTC工况依旧会对中国实际道路轻型机动车CO₂排放因...     

混有CACC车辆和ACC车辆的混合交通流驾驶舒适性

为了探索协同自适应巡航控制(cooperative adaptive cruise control,CACC)车辆对交通系统的潜在影响,分析了CACC车辆市场普及过程中存在的CACC车辆、自适应巡航控制(adaptive cruise control,ACC)车辆与人工驾驶车辆混合交通流驾驶舒适性.应用加州伯克利PATH实车验证的ACC模型和CACC模型进行数值仿真实验,采用国际ISO-2631-1标准评价混合交通流舒适性,并对ACC和CACC期望车间时距进行参数敏感性分析.最后,从交通流稳定性的角度,对舒适性仿真结果进行了讨论.结果表明:随着CACC市场率的增加,舒适性呈现先恶化、再逐渐提升的趋势.较大的ACC车间时距有利于抑制舒适性的恶化程度,CACC车辆对舒适性的提升作用不受其车间时距取值的影响.混合交通流稳定性定性地决定了舒适性的变化趋势,人工车辆安装车车通信设备,有助于舒适性的逐渐提升.     

基于分位数回归的随机优化速度跟驰模型

为了研究交通流异质性对车辆跟驰行为的影响,基于分位数回归方法改进优化速度函数.根据实际交通流数据对改进的优化速度函数进行参数标定,并对参数结果进行假设检验,结合改进的优化速度函数和全速度差跟驰模型建立随机优化速度跟驰模型,利用傅里叶变换理论推导跟驰模型的稳定性条件,并搭建环形车道仿真平台对跟驰模型进行数值实验.结果表明：改进的优化速度函数能更好地反映交通流异质性对交通流的影响;单一分位点车队达到稳定状态的时间与分位点呈正相关;多分位点组合车队随着0.5分位点车辆数的增加,达到稳定状态的时间减少.提出的多分位点车队相比于单一分位点车队可以更真实地反映交通流复杂的运行状况.     

实际道路工况下“油改气”双燃料出租车的排放特征

为研究和评估传统汽油出租车开展“油改气”对排放的影响,在唐山市选择2辆典型的国Ⅳ和国Ⅴ阶段“油改气”双燃料出租车作为测试车辆,利用车载排放测试系统(PEMS)SEMTECH-DS和ELPI开展实际道路气态污染物(CO、CO₂、NO_x)和颗粒物数量(PN)排放测试,研究分析“油改气”双燃料出租车在不同道路类型和速度工况下污染物排放特征及差异。结果表明：相比汽油燃料,以天然气为燃料时2辆测试车辆CO、CO₂和PN综合排放因子分别降低31.0%～88.6%、19.8%～23.8%和79.3%～85.7%,而NO_x综合平均排放因子分别提高4.4和1.7倍。其中CO₂、PN以及国Ⅳ测试车辆CO在不同道路类型/速度区间的排放因子均明显降低,而国Ⅴ测试车辆CO除在市区道路/低速区间(车速<50 km/h)排放因子降低外,在郊区和车速>50 km/h中高速度区间内却相对升高。“油改气”双燃料有效降低各粒径段PN排放,在粒径9 nm处PN峰值浓度下降了79.7%～82.5%。在两种燃...     

高速公路合流区主要参数对自动驾驶车辆的影响

为探究现有高速公路合流区对自动驾驶车辆的适应性,分析现有高速公路合流区加速车道长度和通视三角区角度对自动驾驶交通流的影响规律,并与传统交通流进行对比。依据自动驾驶车辆在感知、跟驰和换道行为以及与周围车辆的协作方面更迅速安全等特点,改进了Krauss跟驰模型和LC2013换道模型以适应自动驾驶车辆特征。依据车辆换道可接受间隙建立车辆跟驰间距计算公式,在满足换道安全的基础上对跟驰模型参数进行改进。结果表明:在现有的高速公路合流区平面设计参数条件下,自动驾驶交通流的安全性、效率及稳定性均优于传统交通流,与传统交通流相比,自动驾驶交通流冲突数减少了100%,平均延误降低了60%～71%,平均车速提高了近20%且更稳定;在不同平面设计参数下,自动驾驶车辆的冲突数均为0,平均延误保持在0.65 s左右,平均车速稳定在33～34 m/s。现有的高速公路合流区平面设计参数在安全、效率和稳定性方面均能较好地适应自动驾驶车辆,且参数的取值对自动驾驶车辆影响不大。     

考虑侧向偏移的车辆跟驰模型

为了定量描述前导车与跟驰车之间的侧向偏移对车辆跟驰行为的影响,建立了考虑侧向偏移的车辆跟驰模型.通过引入中心线偏移量的概念,建立了侧向偏移与前导车加速度的关系,进而将跟驰模型扩展到二维模式.对模型进行数值仿真分析,表明模型符合稳定性的要求,同时能够描述实际交通流中的一些宏观现象.这些结果验证了新模型的有效性.     

信号交叉口处自行车交通流的跟驰行为

首先对自行车的跟驰行为进行描述,并通过视频实验对信号交叉口自行车流的相关参数进行采集和分析。在此基础上,综合考虑自行车流运行过程中相对距离、相对速度、前车加速度、横向干扰和骑车人属性等因素对后车加速度的影响,先后构建了具有三种不同BP网络结构的跟驰模型。通过对不同BP网络训练误差的比较分析,提出了一种可以较好地反映信号交叉口处自行车群内前后车之间刺激-反应关系的跟驰模型。这对于分析混合交通流的微观运行特性,开展与混合交通相关的微观模拟等研究具有一定借鉴意义。     

道路营运新能源汽车减碳测算

测算车辆运行碳排放,包括燃料消耗直接碳排放与电能利用间接碳排放。基于质量平衡法得出各种燃料的碳排放系数,基于火力发电煤耗量提出纯电动汽车间接CO₂排放计算方法。采集车辆运营数据与能耗数据,计算出各运输类型与各能源类型车辆CO₂年度排放量,得出电动车辆替代传统燃料车辆后的CO₂减排率。发现除大型柴油公交及中短途城际运输车辆外,电动汽车均有明显减碳效果,小型城市配送车辆减碳率最高,达48.62%。预测火电占比降低及火力发电煤耗量降低后电动汽车的碳减排量,相对于2016年,2020年将再减碳7.07%。     

降低CO2 驱混相压力的发展现状

将CO₂ 注入油层, 不仅封存了CO₂ , 还可以大幅度提高油气田采收率, 达到CO₂ 减排和油藏高效开发的双赢目的, 受到了相关研究者的广泛重视。如何有效地降低CO₂ 与原油之间的混相压力, 是目前CO₂ 驱提高采收率研究的主要热点和难点之一。文中比较了降低CO₂ 驱混相压力的几种方法, 探索新的亲CO₂ 表面活性剂以降低CO₂ 驱最小混相压力。目前, 降低CO₂ 驱混相压力的主要方法有添加共溶剂法, 但成本比较高; 超临界CO₂ 微乳液法可以降低CO₂ 驱混相压力, 但是目前表面活性剂的研究主要集中在降低油/水界面张力的离子型表面活性剂, 关于降低油/CO₂ 界面张力的非离子表面活性剂还鲜有报道; 亲CO₂ 表面活性剂是降低CO₂ 驱混相压力的一种新探索, 但目前已用的表面活性剂与CO₂ 的亲和性差, 使得CO₂ 对极性较强的大分子物质的溶解能力受到限制。因此, 开发新的亲CO₂ 表面活性剂以达到降低CO₂ 驱混相压力的效果显得尤为关键。     

基于DMPC的多车协同自适应巡航控制研究

针对多车协同自适应巡航控制系统(CACC)中车辆跟驰距离波动大的问题,提出了一种分布式模型预测控制(DMPC)策略。采用分层控制的思想对CACC系统进行控制。控制器分为上位控制器和下位控制器。上位控制器根据车队状态计算车辆的期望加速度,下位控制器根据期望加速度控制车辆的节气门开度和制动系统压力。首先,建立了车队的纵向动力学模型。其次,根据控制目标设计目标函数,使车队能够获得当前时刻的最优控制量。然后基于逆发动机模型和逆制动模型设计了下位控制器。最后,通过Carsim和MATLAB/Simulink的联合仿真,验证了所设计控制策略的有效性。结果表明,DMPC可以减小车辆跟驰距离误差的峰值、标准差和均方根值,提高跟驰稳定性。     

流化床O2/CO2气氛对烟煤焦反应速率的影响研究王文康1,卜昌盛1,熊金琴1,王昕晔1,张居兵1,朴桂林1,张孝勇2

流化床O₂/CO₂燃烧是实现煤炭清洁利用及近零碳排放的有效技术之一. 为进一步探究工业流化床O₂/CO₂燃烧条件下的煤颗粒燃烧机制,本研究在小型流化床试验台上,通过在线测量流化床出口烟气中O₂和CO的浓度,深入考察了O₂/CO₂取代O₂/N₂后,不同的床层温度(800～900 ℃)、O₂浓度(4%～10%)及颗粒粒径(2～8 mm)下的烟煤焦燃烧特性. 实验结果表明:O₂/CO₂气氛下,煤焦反应速率随床层温度的升高、O₂浓度的升高和颗粒粒径的降低而增加; 煤焦燃烧反应由O₂扩散控制,气化反应由反应动力学控制; 相较于O₂/N₂气氛,低床温下,O₂/CO₂气氛下的O₂扩散速率降低是煤焦反应速率改变的主要原因; 高床温下,除O₂/CO₂气氛下O₂的扩散速率降低外,煤焦气化反应对煤焦反应速率的影响同样不可忽略.     

基于长短期记忆神经网络方法的车辆跟驰模型

为模拟驾驶员的跟驰驾驶行为,并考虑驾驶员不确定性和记忆效应,基于实车跟驰实验数据,提出并训练了一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络方法的车辆跟驰模型。基于该模型研究驾驶员的记忆效应影响时长并进行交通仿真。结果表明:与同体积隐藏层神经元的前馈神经网络比较,LSTM神经网络的跟驰模型预测结果更加贴近观测值且更加平滑,接近驾驶员的实际驾驶行为;驾驶员行为受当前环境及其前1.0～3.5 s内的记忆影响;该模型能够消散交通流中的扰动,模型具有较好的抗干扰能力和稳定性。     

中高渗倾斜地层与水平地层中CO2地质封存的差异性对比

CO₂地质封存是减少CO₂向大气排放,缓解温室效应的有效手段之一。由于构造和成岩作用,倾斜地层在自然界中普遍存在,研究倾斜地层对CO₂封存量及安全性的影响具有实际意义。依托新疆准噶尔盆地阜康凹陷某CO₂地质封存示范工程,采用数值模拟方法,分析了中高渗CO₂储层地层倾角变化对CO₂地质封存过程的影响。结果表明:CO₂注入将导致近井区域地层压力显著升高; 中高渗倾斜地层与水平地层相比,在地层压力分布、CO₂侧向运移距离、CO₂注入速率和总封存量等方面均存在明显差异。相比于水平地层,由于地层倾角的存在,倾斜地层压力呈不对称分布,CO₂侧向运移距离显著加大。倾斜地层中压力传递和消散过程与水平地层差异显著,受此影响,倾斜地层与水平地层CO₂的总注入量差值随时间呈非单调性变化。在注入初期,倾斜地层CO₂的总注入量小于水平地层,随着注入时间延长,倾斜地层CO₂的总注入量逐渐接近并超过水平地层; 注入20年后,相较于水平地层,倾斜地层倾角越大越有助于增加CO₂的总注入量,这一研究结果与前人基于低渗倾斜地层的研究结论正好相反。地层倾角的存在会促进CO₂向浅部运移,倾角越大,CO₂向浅部含水层和大气泄露的风险越大。因此,在CO₂地质封存场地选址中,应充分考虑倾斜地层对封存效率及安全性的影响。     

智能网联环境下交叉口双环自适应控制模型

面向智能网联环境交叉口,提出一种双环自适应信号控制方法.首先,建立并标定智能网联车辆与常规车辆跟驰模型;然后以延误和停车次数为优化目标,考虑绿灯最小时长约束,使用NEMA双环相位结构中相位组时长为变量建模计算最优相位组时长;最后,基于微观仿真进行实验.结果表明:在不同饱和度下,相比定时式控制,双环信号控制方法延误减少7...