交通灯-车辆通信对燃油消耗及排放的影响

交通灯-车辆通信对燃油消耗及排放的影响

交通灯-车辆通信（TLVC）系统可通过减少驾驶员频繁加速、制动而减少燃油消耗和排放。通过仿真研究车辆挡位选择和通信距离对系统效果的影响。采用的仿真模型由交通车辆模型、交通灯-车辆通信模型、驾驶员模型和燃料消耗及排放模型4部分组成。燃料消耗及排放模型为PHEM模型，该模型以1Hz的频率采集实车燃油消耗及排放随车速和加速度变化的数据，同时考虑了道路坡度、发动机和车辆类型、冷/热起动和换挡的影响；交通车辆模型采用VISSIM系统，仿真中的车辆、行人等均由具有独立行为和特性的模型代替；通讯模型中首先建立理想化的通讯模型，该模型可在车辆与交通灯距离达到某一值（通信距离）时传递交通灯状态信号，为模拟实际无线通信系统，采用高斯分布对通信距离进行模糊化处理。

为研究该系统对车辆燃油及排放产生的影响，进行了两种工况的仿真。单车仿真，模拟只有单一车辆及交通灯的理想交通环境下，该系统对于车辆产生的最大影响；城市工况仿真，模拟在城市交通环境下，在仿真车辆受到其他车辆及环境因素干扰时TLVC系统的作用效果。针对以上两种仿真工况下的仿真环境及评估方法进行详细设计，以分析挡位选择及通信距离对燃油消耗及排放的影响。

仿真结果表明，在单车仿真时，TLVC系统减少燃油消耗、CO、NOx和颗粒排放物分别22%、80%、35%和18%，但挡位选择不当将影响该效果，通信距离的最佳值为500～600m；城市工况仿真中，燃油消耗减少8%，说明该系统效果受交通环境影响较大。

Tessa Tielert et al. 2010 IEEE 978-1-4244-7414-1.

编译：李伟