上篇 城市交通系统能源消耗分析方法 3
第1章 绪论 3
1.1 研究背景 3
1.2 我国城市道路交通系统现状简介 5
1.2.1 车辆特征 5
1.2.2 道路特征 5
1.2.3 交通特征 6
1.3 国内外研究现状 6
1.4 目前降低汽车燃油消耗的主要措施 8
1.5 降低运输系统燃油消耗的重要性 8
1.5.1 运输产业的发展可带动经济的发展 8
1.5.2 经济的发展过程中，对运输业的增长需求要远高于经济的增长速度 8
1.5.3 油耗的降低会带来环境的改善 8
1.5.4 只有降低燃油消耗才能加快经济的增长 9
1.6 本项目的主要研究内容及技术路线 9
1.6.1 主要研究内容 9
1.6.2 研究技术路线 9
第2章 汽车燃油消耗微观模型 11
2.1 汽车燃油消耗指标 11
2.2 影响汽车燃油消耗的主要因素 12
2.3 发动机参数的确定 12
2.3.1 发动机功率 12
2.3.2 发动机转速的确定 14
2.3.3 比油耗的确定 14
2.4 汽车燃油消耗微观模型 15
2.5 汽车燃油消耗各指标之间的关系 15
2.5.1 单位油耗与百公里油耗的关系 15
2.5.2 百公里油耗与单位运输量燃油消耗指标的关系 15
2.5.3 实测油耗与百公里油耗的关系 15
2.6 微观模型的标定 16
2.6.1 车型的选择 16
2.6.2 发动机比油耗曲线的标定 18
2.6.3 参数α，Pn的标定 22
第3章 汽车燃油消耗微观模型的效应分析 24
3.1 发动机功率与转速对油耗的影响 24
3.2 道路坡度对百公里油耗的影响 25
3.3 速度对百公里油耗的影响 26
3.4 载重量对百公里油耗的影响 27
3.5 汽车减速、加速过程对燃油消耗的影响 29
3.6 汽车滑行、加速过程对燃油消耗的影响 31
第4章 城市交通系统汽车油耗试验 34
4.1 概述 34
4.1.1 汽车燃油消耗的评价指标 34
4.1.2 汽车燃油消耗试验的一般方法 34
4.2 汽车燃油消耗试验 38
4.3 车型的确定 38
4.4 城市交通环境中汽车燃油消耗试验方案设计 38
4.4.1 试验仪器及试验车型 38
4.4.2 试验路线 39
4.4.3 试验时间 39
4.4.4 试验中主要记录的数据 40
4.4.5 试验结果 40
第5章 汽车燃油消耗预测模型 46
5.1 汽车燃油消耗指标与影响因素指标的聚类分析 46
5.1.1 聚类分析 46
5.1.2 聚类指标的确定 48
5.1.3 桑塔纳轿车聚类分析 49
5.1.4 东风 EQ1090载货车聚类分析 51
5.2 回归变量的选择 52
5.2.1 桑塔纳轿车回归模型表达式 52
5.2.2 载货车回归模型表达式 54
5.3 桑塔纳轿车油耗预测回归模型 56
5.3.1 实际油耗和行驶油耗回归模型 56
5.3.2 实际百公里油耗和行驶百公里油耗 58
5.4 东风 EQ1090载货车油耗预测回归模型 61
5.4.1 实际油耗和行驶油耗回归模型 61
5.4.2 实际百公里油耗和行驶百公里油耗 64
5.5 小结 66
5.5.1 回归模型小结 66
5.5.2 汽车当量燃油消耗 67
5.5.3 小客车当量燃油消耗 67
第6章 交叉口燃油消耗分析 69
6.1 信号交叉口汽车燃油消耗 69
6.1.1 信号交叉口通行能力 69
6.1.2 信号交叉口延误 70
6.1.3 单车通过信号交叉口时的燃油消耗 73
6.1.4 信号交叉口燃油消耗总量 76
6.2 环形交叉口燃油消耗 77
6.2.1 环形交叉口延误 77
6.2.2 单车通过环形交叉口时的燃油消耗 78
6.2.3 环形交叉口燃油消耗总量 80
6.3 无控制交叉口燃油消耗 81
6.3.1 无控制交叉口延误 81
6.3.2 单车通过无控制交叉口的燃油消耗 81
6.3.3 无控制交叉口的燃油消耗总量 82
6.4 信号交叉口燃油消耗分析实例 82
6.4.1 确定交通参数 83
6.4.2 计算信号交叉口各进口车道的通行能力、停车延误、减速延误和加速延误 85
6.4.3 计算信号交叉口各进口车道的延误率、停车率和加减速比例 86
6.4.4 计算各进口车道的停车油耗 A.F.Cs、减速油耗 A.F.Cd、加速油耗 AFCa 及总油耗 88
6.4.5 计算交叉口燃油消耗总量 89
第7章 城市交通系统燃油消耗分析 91
7.1 城市交通系统燃油消耗总量分析方法 91
7.2 各服务水平下的燃油消耗分析 91
7.2.1 连接路段各服务水平下的燃油消耗 92
7.2.2 信号交叉口各服务水平下的燃油消耗 92
7.3 城市交通系统燃油消耗软件开发 93
7.3.1 软件开发主要内容 93
7.3.2 软件工作流程 93
7.4 城市交通系统燃油消耗预测与评价——以苏州市综合交通规划方案为例 94
7.4.1 苏州市道路和交通特征 94
7.4.2 规划年小客车油耗在网络中的分布 95
7.4.3 苏州市道路网汽车燃油消耗 97
7.5 城市交通系统降低汽车燃油消耗的途径 97
7.5.1 交叉口间距对汽车燃油消耗的影响 97
7.5.2 速度对汽车燃油消耗的影响 98
参考文献 99
中篇 城市交通系统声环境影响分析方法 103
第8章 概述 103
8.1 研究背景 103
8.2 国内外研究现状 104
8.2.1 理论计算方法 104
8.2.2 经验模型方法 104
8.2.3 计算机方法 105
8.3 研究目标与主要研究内容 106
8.3.1 研究目标 106
8.3.2 主要研究内容 106
第9章 声波基础 108
9.1 声波的基本概念 108
9.1.1 频率、波长和声速 108
9.1.2 频程和频谱 109
9.2 声压、声强和声功率 112
9.2.1 声压 112
9.2.2 声强 112
9.2.3 声功率 112
9.3 声压级、声强级和声功率级 113
9.3.1 声压级 113
9.3.2 声强级 113
9.3.3 声功率级 113
9.4 声级的合成和分解 114
9.4.1 声压级的合成 114
9.4.2 声压级的分解 116
9.5 声波传播中的三个基本方程 117
9.5.1 运动方程 117
9.5.2 连续性方程 117
9.5.3 物态方程 117
9.6 声在大气中的传播 118
9.7 噪声评价标准 119
9.8 常用噪声评价量 119
9.8.1 A 声级 LA 119
9.8.2 等效连续 A 声级 Leq 120
9.8.3 噪声评价等级数(NR 曲线) 120
9.8.4 累计分布声级 LN 120
9.8.5 语言干扰级 120
9.8.6 交通噪声指数(TNI) 121
9.8.7 噪声污染级(NPL) 121
9.8.8 日-夜噪声级(Ldh) 121
第10章 单车噪声分析 123
10.1 汽车加速行驶噪声限值 123
10.1.1 国外汽车加速行驶噪声限值 123
10.1.2 各国汽车加速行驶噪声限值的比较 125
10.2 汽车匀速行驶噪声 126
10.2.1 已有研究成果 126
10.2.2 汽车匀速行驶噪声测量 127
10.3 道路结构及周边环境对声级的修正 131
10.3.1 道路上坡侧的声级修正 131
10.3.2 道路下坡侧的声级修正 131
10.3.3 路面结构的声级修正 132
10.3.4 街道两侧环境结构的声级修正 132
10.3.5 不同路侧反射物表面对计算噪声值的修正 132
第11章 城市道路路段交通噪声分析与预测模型 134
11.1 单车行驶噪声 134
11.2 单车道等间距行驶交通噪声 135
11.2.1 单一车型交通噪声 135
11.2.2 单车道多车型时交通噪声 143
11.3 多车道多车型等间距行驶交通噪声 145
11.4 多车道多车型非等间距行驶交通噪声 145
11.4.1 单车道单车型等效噪声 145
11.4.2 单车道多车型等效噪声 146
11.4.3 多车道多车型等效噪声 147
11.5 计算机模拟 147
11.5.1 车头时距分布模型 147
11.5.2 利用模拟采样系统进行混合车流噪声预报 148
11.5.3 调查实例 152
第12章 城市道路交叉口交通噪声分析与预测模型 155
12.1 十字形信号交叉口交通噪声 155
12.1.1 交叉口车辆运行特性 156
12.1.2 交叉口交通噪声组成 156
12.1.3 进口道1 157
12.1.4 进口道2 163
12.1.5 进口道3 165
12.1.6 进口道4 166
12.1.7 交叉口总噪声值 167
12.2 环形交叉口交通噪声分析 167
12.2.1 环形交叉口形状及车流运行特征 167
12.2.2 环形交叉口噪声评价点 168
12.2.3 环形交叉口噪声预测 168
12.2.4 公式简化 172
12.3 无信号交叉口交通噪声分析 172
第13章 城市道路交通噪声调查与分析 174
13.1 人民路交通流量及噪声分析 174
13.1.1 道路几何结构 174
13.1.2 道路流量分析 174
13.1.3 交通噪声分析 175
13.2 路段交通噪声统计模型 178
13.2.1 交通噪声方差 SD 与交通量及交通组成的关系 178
13.2.2 统计声级 Lx 随 SD 的变化 179
13.3 人民路与道前街交叉口交通流量分析 181
13.3.1 人民路与道前街交叉口几何形状及车道组成 181
13.3.2 总流量分析 182
13.3.3 交叉口各进口道流量流向分析 183
13.4 人民路与道前街(十梓街)交叉口交通噪声分析 183
13.5 交叉口其他交通噪声指标的确定 186
13.5.1 交通噪声方差 SD 186
13.5.2 统计声级 Lx 186
第14章 交通噪声在道路网络上的分布——以镇江市为例 188
14.1 镇江市道路网络评价分析 188
14.1.1 镇江市道路网络特征 188
14.1.2 镇江市道路网络交通特征 189
14.1.3 镇江市道路网络交通质量评价 190
14.2 道路网络交通噪声分析 192
14.2.1 道路网络路段交通噪声分析 192
14.2.2 道路网络交叉口交通噪声分析 194
14.3 道路网络交通噪声分析软件使用介绍 194
14.4 镇江市道路网路段及交叉口噪声分布 197
第15章 交通噪声防治 201
15.1 概述 201
15.1.1 噪声的危害 201
15.1.2 噪声的主观评价 201
15.1.3 噪声容许标准 202
15.2 城市道路及交叉口交通噪声防治措施 203
15.2.1 概述 203
15.2.2 区域规划 203
15.2.3 工程措施 203
15.2.4 管制措施 205
参考文献 207
下篇 城市交通系统大气环境影响分析方法 211
第16章 概述 211
16.1 研究的意义与背景 211
16.2 国内外研究概况 213
16.3 研究目标与研究内容 215
16.3.1 研究目标 215
16.3.2 主要研究内容 215
第17章 典型路段和交叉口交通特征与污染物扩散浓度实验 217
17.1 概况 217
17.2 实验路段和交叉口的选择 220
17.3 实验方案的设计 223
17.3.1 路段实验方案的设计 224
17.3.2 交叉口实验方案的设计 229
17.4 实验结果和分析 235
17.4.1 路段实验结果和分析 235
17.4.2 交叉口实验结果和分析 247
第18章 单车尾气污染物排放分析 261
18.1 城市交通排放污染物评价因子 261
18.2 确定单车污染物排放因子的方法 262
18.3 适用于我国城市交通规划的 MOBILE 模式法参数修正 264
18.3.1 MOBILE5模式基本方法 264
18.3.2 单车基本排放因子和劣化率 265
18.3.3 机动车里程分布 266
18.3.4 机动车登记分布 266
18.3.5 检查和维护计划 267
18.3.6 温度 267
18.3.7 速度 267
18.3.8 车辆行驶里程比例 268
18.3.9 方案项参数 268
18.3.10 怠速排放因子 268
18.4 南京市机动车污染物排放因子计算 268
18.4.1 南京市机动车污染物排放参数调查 269
18.4.2 南京市机动车污染物现状排放因子计算和分析 272
18.4.3 南京市路段和交叉口试验机动车污染物排放因子 276
18.5 机动车综合排放因子的拟合模型 278
18.5.1 HC 综合排放因子的拟合模型 279
18.5.2 CO 综合排放因子的拟合模型 282
18.5.3 NOx 综合排放因子的拟合模型 285
第19章 车流尾气污染物排放分析 288
19.1 车流尾气污染物排放量计算方法 288
19.1.1 污染物标准小汽车单位排放因子 288
19.1.2 道路交通负荷条件下的污染物排放量 289
19.1.3 交叉口交通污染物排放量 289
19.1.4 城市交通网络总体负荷条件下的污染物排放量 290
19.2 城市交通污染物排放量计算——以镇江市为例 290
19.2.1 机动车污染物现状排放因子 291
19.2.2 道路路段交通污染物排放量计算 291
19.2.3 道路交叉口交通污染物排放量计算 292
第20章 车流尾气污染物扩散分析 293
20.1 城市道路机动车排放源强 293
20.2 城市街道污染物扩散影响因素 293
20.2.1 街道建筑结构对扩散的影响 293
20.2.2 来流风向对扩散的影响 295
20.2.3 风速对扩散的影响 296
20.2.4 日照对扩散的影响 296
20.3 国内外城市街道机动车污染物扩散模式的研究 296
20.3.1 高斯型模式 296
20.3.2 经验模式 297
20.3.3 数值模拟模式 297
20.3.4 箱模式 298
20.4 城市开阔型道路扩散模式 298
20.4.1 CALINE 模式简介 298
20.4.2 CALINE 模式对南京市道路现场实验的模拟 299
20.5 城市街道峡谷扩散模式——OSPM 302
20.5.1 OSPM 模式简介 302
20.5.2 OSPM 模式参数 302
20.6 城市交叉口机动车污染物扩散模式 303
20.6.1 城市交叉口污染物构成 304
20.6.2 城市十字交叉口机动车污染物扩散模式 304
20.6.3 城市 T 型交叉口机动车污染物扩散模式 306
20.6.4 实测数据与模式结果的比较 307
20.7 信号交叉口交通排放污染物扩散模拟 308
20.7.1 信号交叉口交通排放污染物扩散模型 308
20.7.2 信号交叉口现场试验的交通排放污染物扩散模拟 312
20.7.3 镇江市局部交叉口污染物浓度的计算和评价 315
20.8 城市道路交通 NOx 浓度计算 316
20.8.1 计算原理 316
20.8.2 路段现场实验交通排放 NOx 浓度模拟 317
20.8.3 信号交叉口现场实验交通排放 NOx 浓度模拟 319
第21章 城市交通大气环境影响评价与应用 321
21.1 城市交通大气污染物排放量分担率 321
21.1.1 污染物排放总量 321
21.1.2 污染物排放量分担率 323
21.2 分车型机动车污染物分担率 324
21.3 城市道路网分等级污染评价 325
21.4 模糊聚类分析法 326
21.4.1 数据标准化处理 326
21.4.2 建立相似矩阵 327
21.5 基于灰色聚类决策的评价模型 327
21.5.1 环境空气质量标准 327
21.5.2 评价矩阵 E 的建立 328
21.5.3 灰类的白化权函数 330
21.5.4 综合决策权的确定 331
21.5.5 灰聚类分析 332
21.5.6 城市交通网络大气污染水平 332
21.6 软件开发 333
21.6.1 交运之星——TranStar 简介 333
21.6.2 软件开发主要内容 333
21.6.3 软件工作流程 334
21.6.4 当量小车综合排放因子模型 335
21.6.5 数据文件 336
21.6.6 软件界面 336
21.7 苏州市城市交通大气环境影响评价及预测 337
21.7.1 苏州市城市交通车型结构组成 337
21.7.2 苏州市城市交通规划 338
21.7.3 道路交通污染物排放量预测与评价 345
21.7.4 道路空气质量预测与评价 351
第22章 城市交通大气环境污染控制 356
22.1 概述 356
22.2 城市交通大气污染控制的综合对策 356
22.2.1 汽车设计、尾气净化技术 356
22.2.2 能源结构 357
22.2.3 机动车排放控制管理 357
22.2.4 城市规划对策 358
22.2.5 城市交通管理 359
22.2.6 城市交通控制系统 360
22.3 城市道路交通环境污染控制系统 361
22.3.1 城市道路交通环境污染控制系统结构 361
22.3.2 系统工作过程 363
22.3.3 系统实现的功能 364
22.3.4 需进一步研究的问题 364
22.3.5 小结 365
附录 366
附一 机动车综合排放因子计算模型 MOBILE5 366
附二 城市街道峡谷交通污染物扩散模式——OSPM 371
附三 北京工业大学 Nichoson 箱式模型的修正形式 374
附四 软件说明 375
参考文献 388
作者简介 395