可以表示 为平均速度的幂函数，各回归函数都具有很高的判定系数，R2可以达到0. 9以上。基于此， 建立各类车型在不同等级道路上的速度修正模型，模型可以用下式表示。
[0095] SCF(v) = α . νβ (0· 6)
[0096] 其中，SCF(ν)为平均速度为ν的速度修正系数函数；
[0097] ν为路段平均速度，单位km/h ;
[0098] α、β 为系数。
[0099] 五、交通指数速度关系模型
[0100] 交通指数（Traffic Performance Index，即"ΤΡΙ"）是道路交通运行指数的简称， 是综合反映道路网交通运行状况的指标。其基于浮动车系统采集得到每个道路等级下的交 通运行速度，加权得到不同平均速度的路段里程占总里程的百分比（即速度分布）。在北 京，交通指数分为〇-2、2-4、4-6、6-8、8-10分别对应"畅通"、"基本畅通"、"轻度拥堵"、"中度 拥堵"、"严重拥堵"五个级别，数值越高表明交通拥堵状况越严重。借助于浮动车系统开发 的交通指数，在北京、深圳、杭州、广州等大城市已经开始了广泛的应用。交通指数不仅可以 综合反映区域交通的运行状况，而且方便了交通运行数据的收集。
[0101] 为研究交通指数与排放因子的关系，将速度分布作为连接两个数据库的中间变 量。通过对不同交通指数的速度分布进行聚类分析发现，对其按工作日/周末、上/下午进 行聚类，可以显著降低各交通指数对应排放因子的不确定性。本发明采用离差平方和法对 交通指数与速度分布关系进行聚类分析，使得类内的趋于一致，类间差异变大。然后对每 一个历史时刻计算该时刻指数与所对应速度的分布关系；计算同一指数下的各个样本的均 值、标准差等评价该指数下速度分布的一致性。然后通过分类和聚类的方法提高同一指数 下速度分布的一致性；最后得到交通指数与道路行程速度分布关系模型。
[0102] 交通指数与速度关系分析方法如图3所示：
[0103] 基于北京市交通指数数据进行实例分析发现，针对不同交通指数下各道路类型的 速度分布，分类分析可显著降低误差。
[0104] 按照以上敏感参数进行分类分析，得到各交通指数区间对应的速度分布图谱。以 下为当交通指数为5时，快速路上的速度分布关系图。
[0105] 六、交通指数排放关系模型
[0106] 本发明在建立的机动车速度排放修正模型的基础上，利用由浮动车系统得到的不 同交通指数对应的速度分布，得到不同交通指数对应的排放因子，计算方法如下式所示：
[0108] 计算不同交通指数下各道路类型对应的排放因子，具体方法为：以5km/h为步长 划分速度区间（从〇km/h开始，>80km/h为一个区间），利用各交通指数下不同道路类型的 速度分布，以及速度与油耗因子和排放因子的修正关系，计算不同指数下各道路类型对应 的平均排放因子，具体公式如下所示：
[0110] 其中，EF为平均排放因子；Eh为第i个速度区间对应的排放因子；贫.为速度分布 第i个速度区间对应的分布值；η为速度区间的数量。
[0111] 同时，计算不同交通指数、不同道路类型（快速路、主干路、次支路、路网）对应污 染物（NOx、HC、C0)排放因子均值、置信上限（Upper Confidence Limit，UCL)、置信下限 (Lower Confidence Limit，LCL)，计算方法如下：
[0114] 其中，IP为排放因子均值；σ为排放因子标准差；置信度为〇. 95。
[0115] 以上所述仅为本发明的一个【具体实施方式】，并非用于限定本发明的保护范围，本 领域的技术人员应当理解，在不脱离发明原理的前提下，对本发明的技术方案进行修改或 者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的保护范围中。
【主权项】
1. 一种交通指数与排放关联分析方法，所述方法包含： 步骤101)根据采集得到的车辆行驶时的逐秒速度数据计算机动车逐秒比功率，所述 机动车逐秒比功率是指发动机每移动一吨质量所输出的功率； 步骤102)基于机动车逐秒比功率获得比功率，再将机动车比功率VSP按照一定的间隔 划分为不同的区间单元且将每个区间单元定义为一个Bin，并计算每个Bin下的平均排放 率；ER1-一第i个VSP Bin区间下的平均排放率，单位为g/s ; ERj-一第i个VSP Bin区间下第j个VSP对应的实际采集得到的排放率，单位为g/s ; m--第i个VSP Bin区间下包含的VSP个数； 基于设定的集成粒度对计算得到的每个Bin下的平均排放率进行聚类，得到排放因子 进而获得机动车在不同速度区间的机动车比功率分布情况。2. 根据权利要求1所述的交通指数与排放关联分析方法，其特征在于，所述步骤101) 采用如下公式计算机动车逐秒比功率： VSP = V · (I. la+0. 132)+0. 000302 · v3 其中，v表示采集得到的车辆的逐秒速度，单位为m/s ;a表示车辆的逐秒加速度，单位 为m/s2;VSP表示机动车逐秒比功率，其单位为kW/t或W/kg。3. 根据权利要求1所述的交通指数与排放关联分析方法，其特征在于，所述步骤102) 还包含基于平均排放率计算排放因子的步骤，具体计算公式为：其中，EFk为第k平均速度区间的排放因子，单位为g/km ;ERi是第i个VSP bin的平 均排放率，单位为g/s;VSP bini是第k平均速度区间第i个VSP bin的分布值；V是第k 平均速度区间的中值，单位为km/h。4. 根据权利要求1所述的交通指数与排放关联分析方法，其特征在于，所述步骤102) 进一步包含： 步骤102-1)利用由浮动车系统得到的不同交通指数对应的速度分布，得到不同交通 指数对应的排放因子，计算方法如下式所示：步骤102-2)计算不同交通指数下各道路类型对应的排放因子，具体方法为：以5km/h 为步长划分速度区间，利用各交通指数下不同道路类型的速度分布，以及速度与油耗因子 和排放因子的修正关系，计算不同指数下各道路类型对应的平均排放因子，具体公式如下 所示：其中，EF为平均排放因子；EF1为第i个速度区间对应的排放因子；钓为速度分布第i 个速度区间对应的分布值；η为速度区间的数量； 102-3)计算不同交通指数、不同道路类型对应污染物排放因子均值、置信上限UCL、置 信下限LCL，计算方法如下：其中，&为排放因子均值W为排放因子标准差；置信度为〇. 95 ;所述道路类型包 含：快速路、主干路、次支路、路网。
【专利摘要】本发明公开了一种交通指数与排放关联分析方法，所述方法包含：步骤101)根据采集得到的车辆行驶时的逐秒速度数据计算机动车逐秒比功率，所述机动车逐秒比功率是指发动机每移动一吨质量所输出的功率；步骤102)将机动车比功率VSP按照一定的间隔划分为不同的区间单元且将每个区间单元定义为一个Bin，并计算每个Bin下的平均排放率；基于设定的集成粒度对计算得到的每个Bin下的平均排放率进行聚类，得到排放因子进而获得机动车在不同速度区间的机动车比功率分布情况。本发明提出了与交通指数相关联的机动车污染物排放分析方法，实现对不同来源和不同分辨率的机动车排放率的修正，为城市交通规划中交通环境目标的制定和治污治堵一体化交通政策决策提供支持。
【IPC分类】G08G1/01
【公开号】CN105355048
【申请号】CN201510745141
【发明人】刘莹, 程颖, 何巍楠, 王根城, 王书灵, 蔡静, 王聘玺, 李晓祎, 张明辉
【申请人】北京市交通行业节能减排中心
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月5日