摘要：综述了国内外汽车排放因子模型。以开放式、交叉口和城市峡谷为例，讨论了各种车辆排放扩散模型的优缺点和适用性。指出今后的研究应以城市生态系统中植物群落的利用为重点，抑制和吸收汽车排放污染物的扩散，探索绿化植物在汽车尾气污染扩散中的扩散特性，加强其应用。将CFD软件应用于城市道路空气质量研究领域，并在GIS平台下结合扩散模型，开发综合环境管理系统。
关键词：扩散模式；典型城市道路；机动车尾气
引言
汽车尾气污染是影响城市大气环境质量的重要因素。它已成为许多城市面临的最严重的交通道路空气质量问题之一，也是近年来的研究热点。城市交通道路空气质量管理和尾气污染防治是城市环境保护的一项紧迫任务。利用各种汽车尾气排放模型和扩散模型预测污染物浓度是用数学方法描述污染源与空气质量定量关系的主要手段之一，也是制定汽车尾气排放量的主要手段之一。污染控制对策的依据对机动车污染物排放的研究具有重要意义。
1.汽车尾气排放研究
1.1机动车尾气排放数据采集方法
目前，较为成熟的排放数据采集方法有台架试验法和车辆试验法。台架试验法是一种传统的汽车尾气采集方法。利用实验室底盘测功机模拟汽车在道路上行驶的实际情况，测试汽车尾气。由于该方法在实验室进行，试验条件易于控制，试验重复性好，是目前应用最广泛的废气排放试验方法。该方法也是汽车排放测量的强制性国家标准，如《轻型汽车污染物》排放限值和测量方法中国III、IV阶段GB13852.3-2005。然而，由于台架试验方法需要一个固定的行驶循环来进行试验，它不能真实地反映实际的道路废气排放。车辆试验方法车辆试验方法借助最新的便携式排放测量系统PEMS，可以实时检测不同交通条件下不同条件下的车辆废气排放。目前，国内外具有代表性的车载废气检测系统有：美国CATI公司开发的Motana OEM-2100系统、日本Horiba公司开发的OBS-1000系统、日本Horiba公司自主开发的车载废气检测系统。天津大学和清华大学。PEMS的应用可以加快废气排放数据的建立，分析废气排放特性，建立废气排放量化模型，评价交通管理措施对废气排放的影响。Alper Unal等人评估了信号协调和拥塞管理对使用ALPS车载排气设备进行排放控制的影响；Krimmer等人使用PEMS收集道路上数百英里的废气排放数据，以评估车载和通用车道对废气排放的不良影响。不同。近年来，汽车尾气检测系统已在我国广泛应用，对汽车尾气排放进行了大量的研究。王文等利用汽车尾气检测技术获取高重复性试验数据，对实际试验结果进行分析，并对各种行驶条件下的排放效果进行比较和区分。宋国华等通过人工收费MTC和电子收费ETC两种方式对捷达轻型车排放数据进行了采集和比较。分析结果表明，ETC可以降低污染物的排放，但氮氧化物的排放量有所下降，但比HC和CO的下降幅度要小得多。
1.2车辆行驶循环研究
行驶循环是一条表征机动车在行驶过程中典型速度和加速度变化的曲线。建立机动车行驶循环是检测机动车排放因子的基础工作。基于台架的驾驶循环研究方法典型的车辆驾驶循环包括一系列复杂的加速、匀速、减速和停车启动驾驶行为，这些行为在底盘中进行测量。
根据给定的汽车工况，在动力机械试验台上模拟了实际道路上的行驶循环。它用于评估车辆的各种性能，如燃油消耗和污染排放。2基于OEM技术的工况研究方法的数据采集方法为跟踪法。装有废气检测仪的车辆在被测路段上跟踪目标车辆，模拟其行驶行为，记录其废气排放数据。另一种方法是路线循环法，利用装有废气检测仪的车辆在被测道路上反复行驶，采集数据并与跟踪法采集的数据进行比较。
2汽车尾气扩散研究
利用排气扩散模型描述了汽车尾气排放和气体向整个大气环境扩散的过程，并对污染物浓度进行了预测。它可以分为高斯模型、经验模型、数值模型和箱模型。
2.1高斯模型
首先以齐默尔曼开发的Hiwey模型、比顿开发的Caline模型和Chock开发的GM模型等为代表，在此基础上开发了许多新的模型。其主要原理是湍流模型统计理论下的正态分布原理。在废气分布研究中，将车流排放源作为车道上的连续线源，根据道路上车辆密度能否形成连续稳定的状态，将连续线源分为无限线源和有限线源浓度场。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于高斯模型的计算原理，它不适用于街道高层建筑周围复杂环境的模拟，更适用于平原公路上污染物扩散的模拟。
2.2经验模型
由Johnson等人提出的aprac ia狭谷Street狭谷模型表示。浓度分布由经验扩散规律得到。Johnson等人假设并简化了车辆排气的初始扩散和车辆引起的湍流。用一个简单的盒子模型来获得峡谷模型街SRI。由于街道模型不考虑风向与街道之间的小角度或平行角度，模型中的参数是在规则的街道峡谷中得到的，因此在其他街道上应用时需要进一步修正，模型的模拟精度不高。ER接近静风条件。
2.3数值模型
数值模型基于流体力学理论。纳维尔-斯通方程是流体动力学的核心。各种数值模拟都是基于这个方程。不同的研究对象可以简化不同的模型。数值模拟扩散模型通常用于模拟城市街道峡谷污染物的扩散。一个具有代表性的模型是日本机械学会在20世纪70年代早期开发的应用程序模型，其中包含用于处理峡谷中浓度分布的应用程序RDM和用于处理道路交叉口周围浓度分布的应用程序LDM子模型。
2.4箱型箱
由道路和道路两侧建筑物组成平均高度。污染物在盒子里瞬间扩散。箱体内污染物浓度仅受道路尾气中污染物含量、沿道路方向气流和垂直方向气流的影响。盒子里没有化学反应。本文以尼科尔森提出的箱型扩散模型为峡谷平均上升气流的函数，根据街道峡谷污染物的质量平衡计算了浓度。通过输入框下边界风速、风向和污染物排放总量，预测了街道峡谷污染物体积平均浓度。
3.机动车尾气排放控制措施研究
对于复杂的城市道路，车辆排气扩散模型是不同的。在相对稳定的气象条件下，一些简单的城市开放道路和交叉口可以准确地模拟车辆排气污染物扩散，但对于复杂的开放道路，基于高斯地基的扩散模型更为准确。当交叉口和峡谷道路受到复杂气象条件的影响时，数值模拟是扩散模型的主要方法。基于不同扩散模式的应用，城市汽车尾气污染物扩散研究的主要难点和热点是：汽车行驶引起的机械湍流模拟；高层建筑对汽车两侧气体扩散的影响。道路和城市街道峡谷中气流和湍流的数值。峡谷城市街道污染物垂直浓度分布模拟，，z机动车排放二次污染物模拟。
根据这些难点和热点，影响污染物扩散模式的主要因素是气象参数如风速、风向、温度、大气稳定度、反演层等和交通道路参数。近年来，随着废气污染的加剧和道路交通环境的突出问题，许多研究者开始把交通环境污染的控制因素作为发展交通管理和控制的目标之一。采用合理的交通管理控制策略控制废气排放，包括交通规划、交通控制、智能交通的实施和交通需求管理。利用汽车尾气检测设备评价交通信号控制变化对废气排放的影响，指出不同的交通信号控制措施可能导致不同的废气排放，分析了高速公路不同限速下的尾气排放。电子收费系统与普通收费站的交通性能和机动车排放进行了对比试验，并对其进行了量化比较。在我国，许多研究人员根据我国的实际交通状况，借鉴国外的研究成果，积极开展这方面的研究。陈琨等人在原交通信号配时方案的基础上，提高了主信号相位的绿信比，发现各类车辆的各种污染物排放量已不同程度地降低。冯晓等研究了不停车收费系统对减少排放的影响。综上所述，国内外许多研究人员已经开始将环境因素纳入交通控制策略的研究，并取得了一定的成果。然而，目前的研究大多针对交叉口和路段。对交通策略控制整个路网的废气排放的研究还不够充分，需要进一步研究和改进。
结语
本文综述了国内外汽车排放因子模型。基于开放式、交叉口和城市峡谷典型的城市交通道路，讨论了各种车辆排放扩散模型的优缺点和适用性。指出今后的研究应以城市生态系统中植物群落的利用为重点，抑制和吸收汽车排放污染物的扩散，探索绿化植物在汽车尾气污染扩散中的扩散特性，加强其应用。将CFD软件应用于城市道路空气质量研究领域，并在GIS平台下结合扩散模型。开发综合环境管理系统。
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论文作者:杨萃
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/14
标签：模型论文; 废气论文; 污染物论文; 车辆论文; 机动车论文; 峡谷论文; 汽车尾气论文; 《基层建设》2019年第21期论文;