一种基于车辆比功率和模型树回归的收费站车辆排放预测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于车辆比功率和模型树回归的收费站车辆排放预测方法。包括基础数据采集、基础数据预处理、数据建模和应用分析；所述基础数据采集，包括采集车辆排放气体中的各类气体的体积浓度，车辆速度、加速度及车辆自重数据；所述基础数据预处理，包括对各类污染气体质量排放率转化和车辆比功率的计算，以及运用插值方法对质量排放率以及车辆比功率进行时间上的同步；所述数据建模，即是对处理后的数据进行基于车辆比功率和模型树回归的收费站车辆排放模型构建；该发明专利技术方法基于模型树和车辆比功率(VSP)回归模型，能够对于收费站汽油车辆、柴油车辆的排放给出准确的预测。

A vehicle emission prediction method for toll stations based on vehicle specific power and model tree regression

【技术实现步骤摘要】
一种基于车辆比功率和模型树回归的收费站车辆排放预测方法
本专利技术涉及交通节能减排技术，尤其是一种基于车辆比功率和模型树回归的收费站车辆排放预测方法。
技术介绍
近年来气候变化和空气质量问题已经成为一个世界性问题。其中，交通尤其是城际交通产生的尾气排放是空气污染的重要来源之一。车辆在运过程中排放的微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物等排放气体会对空气质量和人体健康产生很大危害。高速公路收费站是城际交通拥堵的高发地段，主要原因是因为收费站处路段通行能力除了受到道路自身固有通行能力的约束外，更易受到收费站服务能力的限制。车辆必须减速驶入站内停车等待缴费，再加速驶离收费站，经常导致后续车辆不断地产生排队现象。更为显著地是，这种拥挤路况的产生使得车辆开开停停，燃油燃烧不充分，导致碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化合物等排放污染物急剧增加。由于车辆通过收费站的特殊动力学特性，普通的排放预测模型可能适用性较差，亟待相关的研究填补这部分的空白。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种基于车辆比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于车辆比功率和模型树回归的收费站车辆排放预测方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1、基础数据采集，所述基础数据采集包括运用车辆尾气排放检测设备测试汽油车辆、柴油车辆排放尾气气体的体积浓度，运用GPS设备测量车辆速度、加速度、延误时间的数据，以及车辆自重参数数据；/nS2、基础数据预处理，基于S1中车辆排放气体中的各类气体的体积浓度计算尾气气体质量排放率转化，基于采集得到的车辆速度、加速度、自重参数计算车辆比功率；得到尾气气体质量排放率以及车辆比功率后，运用线性插值方法进行时间上的同步；/nS3、数据建模，基于车辆比功率和模型树回归方法，对通过人工收费车道、ETC车道的汽油车辆、柴油...

【技术特征摘要】
1.一种基于车辆比功率和模型树回归的收费站车辆排放预测方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、基础数据采集，所述基础数据采集包括运用车辆尾气排放检测设备测试汽油车辆、柴油车辆排放尾气气体的体积浓度，运用GPS设备测量车辆速度、加速度、延误时间的数据，以及车辆自重参数数据；
S2、基础数据预处理，基于S1中车辆排放气体中的各类气体的体积浓度计算尾气气体质量排放率转化，基于采集得到的车辆速度、加速度、自重参数计算车辆比功率；得到尾气气体质量排放率以及车辆比功率后，运用线性插值方法进行时间上的同步；
S3、数据建模，基于车辆比功率和模型树回归方法，对通过人工收费车道、ETC车道的汽油车辆、柴油车辆进行排放模型的构建。


2.根据权利要求1所述的一种基于车辆比功率和模型树回归的收费站车辆排放预测方法，其特征在于：所述步骤S1、S2中运用车辆尾气排放检测设备测量的尾气气体体积浓度为排放气体中的O2、CO、CO2、HC和NOx气体的体积浓度。


3.根据权利要求1所述的一种基于车辆比功率和模型树回归的收费站车辆排放预测方法，其特征在于：所述步骤S1、S2中所述速度数据为测试车辆在排放测量时的实时车辆速度，根据速度数据计算出加速度数据，同时记录测试车辆的自重参数数据。


4.根据权利要求1或2中所述的一种基于车辆比功率和模型树回归的收费站车辆排放预测方法，其特征在于：所述步骤S2中所述尾气气体质量排放率转化，具体是将数据采集过程中所得到的CO、HC、NOx和CO2污染气体体积浓度转换成相应的单位时间内污染气体排放质量。


5.根据权利要求4所述的一种基于车辆比功率和模型树回归的收费站车辆排放预测方法，其特征在于：对于以汽油为燃料的车辆，尾气气体质量排放率的计算公式如下：
COg/s＝(mair+mfuel)×MCO/Mexhaust×CO％×10-2
HCg/s＝(mair+mfuel)×MHC/Mexhaust×HCppm×10-2
NOxg/s＝(mair+mfuel)×MNOx/Mexhaust×NOxppm×10-2



其中，MCO为CO的分子量；MHC为排放气体中未完全燃烧的HC的分子量，HC为碳氢化合物；为NOx的分子量；为CO2的分子量；COg/s、HCg/s、NOxg/s以及CO2g/s分别是CO、HC、NOx和CO2气体质量排放率；HCppm为排放气体中碳氢化合物的气体体积浓度；CO％为排放气体中一氧化碳的体积百分比；NOxppm为排放气体中氮氧化合物的体积浓度；CO2％为排放气体中二氧化碳的体积百分比；mair和mfuel分别为单位时间空气和燃料的消耗质量；
Mexhaust为尾气的分子量，用下式计算：
Mexhaust＝(13.88×HC...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶智锐，孙卓群，王超，于泳波，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32