论文总字数：41633字

摘 要

越来越严重的大气污染无论对自然环境还是人们生活都产生了很多负面影响。随着我国经济的飞速发展，汽车保有量呈飞速发展之势，随之而来的汽车尾气污染物排放已经成为大气污染的罪魁祸首，引起的温室效应、雾霾、酸雨以及光污染等问题成为人类健康生活和环境可持续发展的重大危害。如何对尾气排放污染进行有效治理成为我国面临的一个重大课题。交叉口由于车辆行驶工况复杂，其中大量的加减速过程会产生很多尾气排放，且流量大、路口易造成污染物聚集，成为汽车尾气污染的重灾区。对交叉口尾气污染进行评估进而在交叉口设计规划上寻求减少尾气污染的方法有着深远的现实意义。

本文从尾气排放模型MOVES的输入参数出发找到了它与交通仿真模型VISSIM的耦合点，并对MOVES进行了一定的本地化处理，使输入输出更加符合我国国情。最终运用VISSIM和MOVES以及为耦合它们而开发的程序V2M建立了交叉口尾气排放模型，通过输入参数的改变研究了流量、车道数等因素的变化对交叉口尾气排放的影响，得到了一定的排放规律和排放结论。文章还根据输出结果给出了不同情况下尾气排放量和流量的函数关系，对交叉口汽车尾气排放进行了一定的量化分析。最终根据模拟得到的结果和分析给出了交叉口规划和管理过程中的相关建议，为今后交叉口建设的控制质量评价和综合效益评估提供尾气排放量化、环境评价等方面的基础，为未来交叉口建设的绿色化、可持续化提供参考。

关键词：尾气排放；交叉口；MOVES模型；VISSIM模型

Simulation technologies for vehicle emissions of intersection

ABSTRACT

With the atmosphere being severely contaminated nowadays, more and more negative effects on both natural environments and people’s daily activities have arisen. As for China, with the rapid growth of motor vehicle quantity under the significant development of Chinese economy, emissions from those motor vehicles are playing a most important role in the atmosphere pollution and have also caused a lot negative effects such as greenhouse effect, haze, acid rain and light pollution, which threatening the health of human life and sustainable development nowadays. Under this condition, effective treatments of vehicle emissions and their adverse effects have become a prevalent research field. Because of the complicated traffic conditions, frequent acceleration and deceleration driving behaviors and high traffic volumes, different intersections have become the mostly contaminated areas by vehicle emissions. Therefore, to evaluate the vehicle emissions on intersections and come up with intersection design methods to reduce vehicle emissions are of profound significance.

Starts from the different input parameters of MOVES (a traffic emission model), this paper finds the coupling points between MOVES and VISSIM (a traffic simulation software) and gives localized modifications of MOVES to make the inputs and outputs fit Chinese traffic conditions beter. After that, this paper establishes a traffic emission model with VISSIM, MOVES and V2M(a program to better connection of VISSIM and MOVES)on intersections, studies how different traffic volumes and numbers of lanes influence waste gases emitted on intersections through changing the inputted parameters and then draws conclusions on vehicle emission laws. According to the outputs of MOVES, different functions which show the relationships between vehicle emissions and different traffic volumes under different conditions are also given in this paper, then vehicle emissions on intersections are analyzed quantitatively, too. Finally, according to the analysis conclusions of simulator, some suggestions on how to plan and manage intersections are given. From the aspects of emission quantization and environment evaluation, these suggestions will lay a good foundation for the intersections quality control and assessment and comprehensive benefits evaluation of intersection constructions, thus to give some references to green intersection constructions and sustainable intersection constructions in the future.

Keywords: vehicle emissions; intersections; MOVES model; VISSIM model.

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 交通仿真软件国内外研究现状 2

1.2.2 尾气排放软件国内外研究现状 3

1.2.3交通仿真软件与尾气排放软件耦合的国内外研究现状 5

1.2.4 现有研究存在的问题及不足 5

1.3研究内容与方法 5

第二章 交叉口尾气排放模型的组成、耦合研究 7

2.1交通仿真模型VISSIM 7

2.1.1 VISSIM的相关介绍 7

2.1.2选择VISSIM的原因分析 8

2.2 尾气排放模型MOVES 9

2.2.1 MOVES的相关介绍及参数输入 9

2.2.2选择MOVES的原因分析 14

2.3 交通仿真模型VISSIM与尾气排放模型MOVES的耦合 14

2.3.1 VISSIM与MOVES的耦合思路 14

2.3.2 VISSIM与MOVES的数据交互处理程序V2M 15

2.4 本章小结 18

第三章 交叉口尾气排放模型建立 19

3.1交叉口模型的建立 19

3.1.1交叉口模型 19

3.1.2 交叉口模型的Link划分 20

3.2交叉口模型的各项参数输入 21

3.2.1 Link长度 22

3.2.2 交通流条件 22

3.2.3交叉口信号配时方案 24

3.3 本章小结 24

第四章 交叉口尾气排放模型仿真结果分析 25

4.1 MOVES运行和输出结果的相关介绍 25

4.2 交叉口尾气排放仿真结果分析与拟合 27

4.2.1 交叉口尾气排放运行结果 27

4.2.2 交叉口尾气排放运行结果分析 30

4.2.3 交叉口尾气排放函数模拟 32

4.3 交叉口规划建设中的相关建议 33

4.4 本章小结 34

第五章 结论与展望 35

5.1 主要研究成果 35

5.2 主要创新点 35

5.3不足与建议 36

参考文献 37

致谢 39

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

众所周知，交通机动车尾气排放产生的大气污染已经越来越影响到地球的生态环境和人们的日常生活。其污染物包括了二氧化碳（）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（）、碳氢化合物（HC）、颗粒物（PM）以及其他有害污染物。二氧化碳（）、碳氢化合物（HC）等引起的温室效应会使地球上的病虫害增加，并导致海平面上升、气候反常、土地沙漠化以及缺氧等严重影响人类生存和发展的后果，是需要大家共同面对的一项巨大挑战。颗粒物（PM）以及其他有害污染物严重威胁着人体的健康，有研究表明，汽车尾气对人们的呼吸系统、免疫系统和生殖系统等都会造成损害，对于老弱儿童的健康有严重影响，甚至有致癌的可能^[1]。同时汽车尾气还会产生酸雨、灰霾和光化学烟雾污染等环境问题^[2]。而随着经济的快速发展，城市化进程迅速，快速增长的机动车已经成为城镇空气质量恶化和温室效应的主要原因之一。

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