（光学工程专业论文）我国汽车使用节能研究.pdf

我国汽车使用节能研究 摘要 受石油危机的影响，汽车节能工作受到了世界各国的普遍重视，许多国家都 把节能作为一项国策，。影响汽车节能因素很多，如汽车技术节能、汽车管理节 能、汽车使用节能等，其中汽车使用对节能的影响很大。辆汽车在整个使用寿 命周期中所消耗的能量远远大于汽车开发制造阶段所消耗的能量心1 。 本文从国内外汽车能源消耗现状和特点入手，阐述了汽车使用节能的重要意 义。利用p e s t 分析法，对汽车使用节能的政策环境、经济环境、社会文化环境、 技术环境进行了分析。分析认为，汽车使用节能的影响因素有：出台了一些有利 于汽车节能的政策和法规；组织开展了一批重大科研项目；缺乏统一和完整的发 展战略规划；能源紧缺为节能汽车提供了发展空间；汽车保有量急剧上升加大能 源供给压力；民众畸形的消费观念；消费者的节能意识不强；汽车使用节能的技 术水平有所提高；未掌握汽车使用节能的关键技术；汽车使用节能标准法规体系 滞后。 从“人 、“车 、“路三个方面对汽车使用节能的各个主要影响因素进行了 分析，并以长沙市作为实证研究对象，对长沙市汽车交通拥堵状况进行了现场调 研，得到了汽车拥堵第一手资料，分析了汽车交通拥堵产生的原因及对汽车使用 节能的影响。 采用定性与定量相结合的方法，并运用a h p ( 层次分析法) 对我国汽车使用 节能的重点因素进行了分析，提出了促进我国汽车使用节能的措施建议。 关键词：汽车运输；使用节能；交通拥堵：能源消耗 i l a b s t r a c t b yt h eo i lc r i s i s ，e n e r g y - e f f i c i e n tv e h i c l et h ew o r l dh a sb e e n w i d e s p r e a d a t t e n t i o n ，m u c ha sac o u n t r yh a v ean a t i o n a lp o l i c yo fe n e r g yc o n s e r v a t i o n f a c t o r s t h a ta f f e c tal o to f e n e r g y - e f f i c i e n t m o t o rv e h i c l e s ，s u c ha s e n e r g y e f f i c i e n t a u t o m o t i v e t e c h n o l o g y , a u t o m o t i v em a n a g e m e n to fe n e r g yc o n s e r v a t i o n ，e n e r g y c o n s e r v a t i o n ，s u c ha st h eu s eo fv e h i c l e s ，v e h i c l eu s i n go n eo fa v e r yb i gi m p a c to n e n e r g yc o n s e r v a t i o n 。ac a ra tt h ee n t i r el i f ec y c l ei sm u c hl a r g e rt h a nt h ee n e r g y c o n s u m p t i o no fv e h i c l ed e v e l o p m e n ta n dm a n u f a c t u r i n go fe n e r g yc o n s u m p t i o n i nt h i sp a p e r ，t h ee n e r g yc o n s u m p t i o no fd o m e s t i ca n df o r e i g na u t os t a r tf e a t u r e o ft h ec u r r e n ts i t u a t i o na n do nt h eu s eo fac a rt h ei m p o r t a n c eo f e n e r g yc o n s e r v a t i o n 。 u s eo fp e s ta n a l y s i s ，t h eu s eo fe n e r g y s a v i n gm o t o rv e h i c l ep o l i c ye n v i r o n m e n t ， e c o n o m i ce n v i r o n m e n t ，s o c i a la n dc u l t u r a l e n v i r o n m e n t ，t e c h n i c a le n v i r o n m e n ti s a n a l y z e d 。a n a l y s t sb e l i e v et h a tt h eu s eo fe n e r g y - e f f i c i e n tc a rh a si n f l u e n c i n gf a c t o r s ： i n t r o d u c e dan u m b e ro fm o t o rv e h i c l e s i nf a v o ro fe n e r g y s a v i n g p o l i c i e sa n d r e g u l a t i o n s ；o r g a n i z a t i o n st oc a r r yo u tan u m b e ro fm a j o rr e s e a r c hp r o j e c t s ；al a c ko f u n i t ya n di n t e g r i t yo ft h ed e v e l o p m e n to fs t r a t e g i cp l a n n i n g ；e n e r g ys h o r t a g ef o rt h e d e v e l o p m e n to fe n e r g y - e f f i c i e n ts p a c ev e h i c l e s ；c a r sr o s e s h a r p l yi n c r e a s e t h e p r e s s u r eo ne n e r g ys u p p l y ；p e o p l e sc o n s u m p t i o nc o n c e p tm a l f o r m a t i o n ；c o n s u m e r s d on o th a v eas t r o n ga w a r e n e s so f e n e r g yc o n s e r v a t i o n ；a u t o m o t i v eu s eo fe n e r g yh a s i n c r e a s e dt h es k i l ll e v e l ；n o t g r a s pt h e v e h i c l eu s i n gt h e k e ye n e r g y s a v i n g t e c h n o l o g i e s ；e n e r g ye f f i c i e n c ys t a n d a r d sf o rm o t o rv e h i c l eu s eo ft h el e g a ls y s t e m l a g sb e h i n d f r o m ”p e o p l e ”、”v e h i c l e s ”、”r o a d ”t h et h r e ea s p e c t so ft h eu s eo fe n e r g y e f f i c i e n t c a rf o re a c ho ft h em a jo ri n f l u e n c i n gf a c t o r sa r ea n a l y z e d ，a n de m p i r i c a lr e s e a r c hi n c h a n g s h ac i t y , a st h eo b je c to fc h a n g s h ac i t yt r a f f i cc o n g e s t i o no n s i t er e s e a r c h ， h a v eb e e nt h ef i r s tv e h i c l ej a m sf i r s t h a n di n f o r m a t i o n ，a n a l y s i so ft h ec a rc a u s e s t r a f f i cc o n g e s t i o na n dt h ei m p a c to f e n e r g yu s e db yv e h i c l e s u s i n gac o m b i n a t i o no fq u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v em e t h o d sa n dt h eu s eo fa h p ( a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ) t h eu s eo fv e h i c l e so nc h i n a se n e r g y s a v i n ga n a l y s i so f k e yf a c t o r st h a tm a d eo u rc o u n t r yt h eu s eo fv e h i c l e st op r o m o t e e n e r g y s a v i n g m e a s u r e s k e yw o r d ：a u t o m o b i l eo p e r a t i o n ；t r a f f i cc o n t r o l ；t r a f f i cj a m ；e n e r g y s a v i n g i i l 我国汽车使用节能研究 附表索引 表2 1 我国石油对外依存现状及其预测1 0 表2 2 我国石油消费平衡表( 万吨) 1 1 表2 3 国内外有关机构对我国汽车保有量的预测( 万辆) 1 2 表2 4 全国石油产量及石油消耗1 2 表2 5 美国、日本、法国和中国2 0 0 0 年汽车油耗比较1 3 表2 6 中国与日本汽车年均油耗对比1 4 表3 1 我国汽车使用节能的有关政策和法规1 6 表3 2 我国乘用车税率表1 6 表3 3 乘用车燃料消耗量限值标准1 7 表4 1 驾驶不正确操作对耗油量的影响2 3 表4 2 各种不同车型的等速行驶油耗2 6 表4 3 几种发动机工作不正常对油耗的影响j 2 7 表4 4 全国汽车保有量和公路总里程2 7 表4 5 长沙市1 9 9 7 2 0 0 8 年汽车保有量2 9 表4 6 长沙市2 0 0 7 年各区拥堵次数统计3 1 表4 7 长沙市2 0 0 7 年汽车拥堵各时段占全天比例时间分布3l 表4 8 长沙2 0 0 7 年市交通拥堵原因所占比例3l 表4 9 长沙市2 0 0 2 2 0 0 6 年交通事故原因3 2 表4 1 0 长沙市2 0 0 7 年1 8 月交通事故原因3 2 表4 1 l 长沙市识字岭路口红灯滞留汽车增加油耗分析表3 3 表4 12 判断矩阵结构3 5 表4 1 3b i 对b i 相对重要性的标度3 5 表4 1 41 1 2 阶判断矩阵所对应的r i 值3 6 表4 15 层次排序表3 7 表4 1 6 某专家对我国汽车使用节能重点的计算结果4 8 表4 17 某专家对我国汽车使用节能重点的必要性的计算结果4 8 表4 18 某专家对我国汽车使用节能重点的综合效益的计算结果4 8 表4 1 9 某专家对我国汽车使用节能重点的可行性的计算结果4 8 表4 2 0 某专家对我国汽车使用节能重点“人”的计算结果4 9 表4 2 1 某专家对我国汽车使用节能重点“车一的计算结果4 9 表4 2 2 某专家对我国汽车使用节能重点“路 的计算结果5 0 v l l l 高校教师硕十学位论文 插图索引 图1 1论文研究框架一6 图2 12 0 0 7 年世界一次能源消费结构7 图2 2全球石油资源消耗比例7 图2 3美国一次能源消耗情况8 图2 4美国不同车型的年燃油消耗量8 图2 52 0 0 7 年我国一次能源消耗结构1 0 图2 6我国石油消费和生产情况1 1 图2 7 我国汽车保有量和产量1 2 图4 1影响汽车使用节能的因素2 3 图4 2 中心城区主要道路高峰时段交通流量图3 0 图4 3中心城区主要道路高峰时段饱和度图3 0 图4 4 层次结构图3 4 图4 5我国汽车使用节能的重点因素的a h p 层次结构模型一4 0 图4 6 调查者结构比例一4 l 图4 7 某专家对我国汽车使用节能重点o i 判断矩阵一4 1 图4 8 某专家对我国汽车使用节能重点1 1 a 判断矩阵4 2 图4 9 某专家对我国汽车使用节能重点1 2 a 判断矩阵一4 2 图4 1 0 某专家对我国汽车使用节能重点1 3 a 判断矩阵4 3 图4 1 1 某专家对我国汽车使用节能“人”的“必要性” i i1 a 判断矩阵4 3 图4 1 2 某专家对我国汽车使用节能“人 的“综合效益 i i2 - a 判断矩阵4 4 图4 1 3 某专家对我国汽车使用节能“人的“可行性 3 一a 判断矩阵4 4 图4 1 4 某专家对我国汽车使用节能“车”的。必要性 1 一a 判断矩阵4 5 图4 15 某专家对我国汽车使用节能“车”的“综合效益 2 a 判断矩阵4 5 图4 1 6 某专家对我国汽车使用节能“车”的“可行性 3 一a 判断矩阵4 6 图4 17 某专家对我国汽车使用节能“路”的“必要性”1 a 判断矩阵4 6 图4 1 8 某专家对我国汽车使用节能“路”的“综合效益i i l 2 - a 判断矩阵一4 7 图4 1 9 某专家对我国汽车使用节能“路”的“可行性 m 3 a 判断矩阵4 7 图4 2 0 我国汽车使用节能综合因素计算结果5 0 图4 2 1 “人 的因素计算结果一一5 1 图4 2 2 “车 的因素计算结果51 图4 2 3 “路 的因素计算结果一5 1 v l i 湖南大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：哆才伏 日期：刀圹年j 月加日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密团。 ( 请在以上相应方框内打“ ) 作者签名：乡才伏 影7j ， 别醴氢移7 批弋 ，n ，一i黧彳巍孑： 日期：1 年确卵 高校教师硕十学位论史 第1 章绪论 1 1 研究的背景和意义 1 1 1 背景 能源是人类赖以生存和发展的物质基础。现代文明标志之一的汽车一刻也离 不开石油。世界油气资源占能源总量的2 4 3 ，而我国只占4 1 。2 0 0 8 年，我国 石油消费量达3 6 0 亿吨，其中国内原油产量1 9 0 亿吨，石油净进口量1 7 0 亿吨， 石油对外依赖度达到4 6 2 。随着我国经济的发展，汽车产量迅猛增长，2 0 0 8 年 产量已达9 3 4 5 5 万辆。汽车的普及大大加速了对能源的需求，在庞大的石油消费 中，汽车每年消耗汽油、柴油占总产量的5 0 左右，进口原油的三分之一被汽车 消耗。中国人口众多，人均能源资源拥有量在世界上处于较低水平，石油人均 资源量仅为世界平均水平的6 1 0 哺3 。 我国自l9 9 3 年成为石油净进口国，石油进口量和比例逐年上升，对外依存度 的增大使得石油供应安全问题凸现。2 0 0 3 年，我国进口石油9 1 1 2 万吨，进口各 种成品油2 0 0 0 多万吨，石油对外依存度为3 6 1 。2 0 0 4 年对外依存度进一步上 升，当年进口石油1 2 2 7 2 万吨，同比均增加3 4 。2 0 0 8 年，我国进口石油1 7 8 8 亿吨，国内产量1 9 0 亿吨盯1 ，石油对外依存度为4 9 6 7 。我国汽车保有量近十年 以1 2 的年均速度增长，到2 0 1 0 年中国国内汽车保有量将达到6 0 0 0 万辆左右， 到2 0 2 0 年中国国内汽车保有量将达到1 5 亿辆。届时仅满足汽车燃油消费就需要 原油2 5 9 亿吨左右沼1 由于能源紧张，各国相继出台了汽车油耗标准和投入大量资金开展了汽车节 能工作。如美国1 9 7 5 年颁布了1 9 7 8 1 9 8 5 年小客车油耗法规，规定1 9 8 5 年小客 车油耗要比l9 7 5 年下降3 1 5 ；19 7 8 年又批准轻型载货汽车油耗标准，规定19 8 5 年与1 9 7 5 年相比，单轴驱动的轻型货车油耗下降1 3 1 2 3 4 ，双轴驱动的轻 型货车油耗下降2 7 2 0 8 。1 9 8 5 年新的油耗法规规定，小客车油耗1 9 9 5 年 比19 8 5 年下降12 5 ，轻型载货汽车油耗l9 9 5 年比19 8 5 年下降7 1 。为了研 究降低汽车油耗的技术，美国各大汽车公司均拨出大量研究经费。例如为了达到 1 9 8 4 年的油耗标准，通用汽车公司投资1 2 亿美元，福特公司投资8 4 2 亿美元， 克莱斯勒公司投资1 2 5 5 亿美元，美国汽车公司投资o 2 9 亿美元。与此同时，美 国国家还对建设公路和养路进行了大量投资，以降低油耗。 日本是没有石油的国家，所需石油全部依靠进口，这就迫使日本自2 0 世纪 6 0 年代起就高度重视发展节能型汽车。在1 9 7 9 年2 月，颁布了小客车油耗法规， 我国汽车使用节能研究 规定小客车平均油耗19 8 5 年比1 9 7 8 年下降1 1 4 。l9 8 8 年新的油耗法规规定小 客车平均油耗，l9 9 5 年比1 9 8 6 年下降6 2 。 英国政府仅在1 9 8 0 年就提供了6 0 0 万英镑作为研究节能问题的资金，其中 4 0 0 万英镑用于研制发动机、变速器与微机处理器，2 0 0 万英镑用于研制电动汽车 及蓄电池。 法国政府于1 9 7 4 年就成立了国家能源机构。1 9 7 5 年由中央计划委员会制定 了法国的“能源政策 。1 9 9 1 年，法国政府投资2 3 亿法郎给标志一雪铁龙联合 公司和雷诺公司共同生产电动轿车。 由于各国能源法规的制定，有力地推动了节能技术的发展，各种节能新技术、 新装置、新材料、新车型应运而生。诸如汽油直接喷射、闭缸节油、分层进气、 稀燃技术、高能点火、汽车导流罩、子午线轮胎等，都是节能技术研究带来的典 型产物。 近年来，我国由于引进、吸收了国外一些先进技术，汽车制造部门为降低汽 车油耗，进行了大量的试验和改进汽车结构工作，有的已在生产过程中广泛应用， 并取得了明显的成效。如长春第一汽车制造厂生产的c a l0 9 1 系列载货汽车，其 汽车的低速转矩比原有车型提高了1 3 ，最大功率提高了1 5 ，燃油经济性提高 了3 一4 5 ；长春一汽大众采用的五气阀式的配气机构，具有良好的节能效果； 第二汽车制造厂生产的东风e q l 0 9 0 系列载货汽车，节能效果明显；北京吉普车 加装前桥离合器后，可节油2 一3 ；新型高原化油器比原化油器节油1 3 ， 轿车规定必须使用汽油直接喷射技术。另外，在汽车使用方面，旧车淘汰、改造， 合理拖挂，汽车柴油机化，汽车维护和检测智能化手段，以及各种节能装置的研 究、推广、应用方面作了有益的尝试，并取得了明显的经济效益。如微电子技术、 计算机自动控制技术在国产车上已推广使用，这标志着我国汽车节能技术已向纵 深发展。 面对石油供应对外依存度与汽车消费双增长的局面，我国提出通过汽车节能 来节约石油，缓解国内原油供应不足和原油进口压力。而汽车节能是一个多目标、 多因素、动态的复杂体系，有汽车技术、管理和汽车使用等方面的影响，本文主 要是从汽车使用的角度，从“人 、“车 、“路”三方面研究对汽车节能的影响。 1 1 2 意义 由于我国能源形势十分严峻，我国政府把节能减排列为国家经济工作的八大任务之 一和考核政府领导的重要指标。中国汽车报社长李庆文指出，节能优于减排，由此可见 节能的重要性。而汽车作为石油能源消耗大户，汽车界有责任、有义务深入研究节能问 题，切实降低汽车能耗。 随着汽车保有量的持续快速增长，中国石油供给矛盾日益突出，开展汽车节 高校教师硕i ：学位论文 能研究势在必行。而在汽车节能和减排两项课题中，节能是第一位的，而目前我 国汽车了节能侧重汽车“技术 节能，而对“管理、使用”节能重视不够，中国 汽车技术产业与发展研究中心的专家指出：汽车节能应从汽车全生命周期出发， 从汽车原材料的选取、制造、装配、使用直至汽车报废整个过程来考虑汽车的节 能工作，专家们认为“管理、使用 节能比“技术节能的潜力更大。 因此，通过开展汽车使用节能的研究，总结了我国汽车使用节能的考虑重点 因素，提出了可操作性强的措施建议，可为政府部门、能源机构以及相关行业管理 部门进行决策提供科学依据，对缓解我国能源问题、促进汽车与社会的和谐发展具有积 极意义，对我国的整体节能工作具有十分重要的意义。 1 2 相关研究文献综述 1 2 1 国外 国外在汽车使用节能方面的研究较早，1 9 4 9 年，m a s i m o w 和d l g e r l o u g h 便提出对交通流进行模拟的建议，随后这种建议得到了很好地实施和扩展。这一时 期主要利用道路交通仿真模型，用以确定定时交通信号参数的最优值，以优化城 市道路的信号设计，减少汽车拥堵，达到节能目的，开启了汽车使用节能研究的 序幕。 2 0 世纪7 0 - 8 0 年代，由于计算机的迅速发展，出现了以n e t s i m 、f r e s i m 、 f l e x s y ti i 、a i m s u m 2 等代表的仿真软件在汽车使用节能研究中的应用。其 中的典型代表当属美国联邦公路局开发的n e t s i m 模型，通过该模型能模拟固定 信号控制、感应控制、主( 次) 优先控制、车道控制等。n e t s i m 模型经过多次 的版本升级，其功能日趋强大，广泛应用于交通控制及交通工程相关领域的理论 研究方面。迄今为止，n e t s i m 模型仍广泛应用于汽车使用节能研究领域。 进入2 0 世纪9 0 年代，随着计算机计算速度的提高和内存的增加，以及 w i n d o w s 操作系统的出现，计算机应用软件程序开始朝着可视化方向发展，用户 界面更友好，系统集成性能更高，实用性得到进一步的发展，应用也更为广泛。 其中，1 9 9 8 年面世的t s i s 系统4 2 版，该系统基于w i n d o w s9 5 或w i n d o w sn t 平台，采用友好的用户界面，集成c o r s i m 、t r a f v u 、i t r a f 系统，能模拟演 示城市道路网、公路网及城乡公路一体化路网交通情况和计算有效度量指标。 在道路通行能力研究方面，国外大都采用仿真模型进行研究，如美国h c s ( h i g h w a yc a p a c i t ys o f t w a r e ) 软件系统由美国交通运输研究委员会( t r b ) 研制 开发，与美国道路通行能力手册h c m 配套使用汨1 。该软件由交叉1 3 、干道、 公路网等模块组成。数据输入包括交通设施几何参数及交通和道路条件( 交通流 量、自由流速度、道路等级等) ；输出结果为各种交通设施通行能力及其相应水平 我困汽下使用节能研究 和相关图表。 在汽车驾驶研究方面，美国通用汽车公司( g m ) 1 9 6 6 年开发的信息系统和 俄亥俄州大学进行的自动驾驶实验，日本丰田汽车公司提出的m a c 系统和机械 试验所进行的自动驾驶实验等，从驾驶行为角度研究其对汽车节能的影响。 随着2 0 世纪9 0 年代和2 1 世纪的到来，国外对汽车使用节能的研究日益深入， 世界各国竞相开展以i t s 为应用背景的交通控制研究，并达到了前所未有的高潮。 日本是最早进行i t s 研究的国家，19 7 3 年日本国际贸易和工业省发起了全面的车 辆交通控制系统的研究。8 0 年代，日本汽车行驶电子技术协会( j s k ) 对改进路 进行了研究。日本在自动公路系统方面的研究最为先进，研究内容有：( 1 ) 公路 与车辆、车辆与车辆之间的通信系统；( 2 ) 事故监测与警告；( 3 ) 车辆最大速度 控制；( 4 ) 车辆间距控制；( 5 ) 自动停车控制。欧洲于2 0 世纪8 0 年代由欧洲主 要汽车公司发起的欧洲高效安全道路交通计划( p u t h e u s ) ，该计划以汽车为主 体，利用先进信息、通信自动化技术来改善运输系统，解决交通问题，实现汽车 高效运行，达到节能的目的n 叫。美国在2 0 世纪6 0 年代末期就开始了智能运输系 统方面的研究。美国和欧洲每年举办i t s 年会，在亚太地区i t s 国际研讨会已经 举办了五届。西班牙开发的a i m s u m 2 仿真系统，该系统主要用于测试和评价新 的交通控制系统和交通管理策略，该系统可以对不同类型的交通控制建立相应的 模型，例如交通信号控制、让路标志、匝道控制等。 1 2 2 国内 国内非常重视汽车技术节能的研究，例如研究发动机的稀燃技术、增压技术、 闭缸技术、电子控制技术等，而对汽车使用节能研究的重视还不够。与国外相比， 国内在汽车使用节能方面的研究起步较晚，直至上世纪9 0 年代以后，国内交通工 程界才逐渐意识到汽车使用节能的重要性。同济大学、东南大学、北京工业大学、 哈尔滨工业大学、交通部公路科学研究所开始探索性的研究，湖南大学成立的湖南 大学中国汽车技术与产业发展研究中心有多名专家从事汽车使用节能的研究，他 们从汽车全生命周期角度进行了大量的研究，国内以东南大学为首的一些研究院 所开展了对道路路段、交叉1 ：3 等通行能力的研究。 2 0 0 1 年，东北林业大学张锐教授，用动态规划法提高载重汽车使用效率的进 行了研究，根据载重汽车每趟载重量与其完好率之间的相互制约，将汽车使用年 限划分为若干个阶段，用解决多阶段决策问题的动态规划法提高汽车的使用效率。 2 0 0 7 年，吉林大学汽车工程学院王登峰教授，从道路状况、驾驶行为等几个 方面分析了使用因素对汽车燃油经济性的影响，并且通过道路状况试验，对汽车 燃油经济性的影响进行了定量的研究。 国内在汽车使用节能方面的研究较少，往往只局限于解决单一问题，并没有 高校教师硕f 学位论文 从汽车使有关的因素如人、车、路整体考虑其对汽车节能的影响，相关方面的学 术论文极少，例如：虎林市公安交警大队的姜日岩等在汽车安全驾驶操作技术 与汽车节油中介绍了几种安全驾驶操作技术对汽车节能的影响；邢台运输公司 汽修厂的苏慧青在汽车驾驶与技术状况对节油的影响中阐述了汽车驾驶操作 与汽车技术状况对节能的影响；北京化工大学经济管理学院马志光教授在国外 汽车节油经验及启示中呼吁国家应鼓励小排量汽车发展，加大对替代燃料和技术 的投入；河北工程大学土木工程学院的曹东源教授在智能交通与城市交通拥堵 一文中从我国的实际情况出发，分析了我国的城市交通拥挤状况，介绍了i t s 的概 念，提出了用i t s 解决交通拥挤的一些定性的方案；南开大学的方晓燕在从供 需原理论城市交通中运用供需原理指出了城市交通拥挤的成因、缓解城市交通 拥挤的措施与建议；上海大学的丁爱萍等在基于模糊控制的智能交通系统中 针对平面交叉口的智能交通信号控制，运用模糊控制理论，提出了多相位路口实 时的模糊控制方案。 综上所述，我国汽车节能在汽车技术方面研究较多，如发动机技术、电子控 制技术等，在汽车使用方面的研究比较少。目前还局限于对某个方面的单独研究， 例如道路通行能力对节能的影响研究、驾驶员的个体行为对节能的影响研究等， 而对汽车的运行效率、汽车交通组织和管理、道路的规划、非机动车驾驶员和行 人对节能的影响等方面研究较少。事实上，汽车使用对节能影响比技术对节能影 响更大，因此开展汽车使用节能的研究，对节约我国宝贵的石油资源具有十分重 要的意义。 1 3 研究内容、方法及资料来源 本文的研究内容主要包括： ( 1 ) 总结和分析了国内外能源消耗情况和汽车能源消耗现状及特点； ( 2 ) 分析了“人”、“车”、“路”对汽车节能的影响； ( 3 ) 以长沙市作为实证研究对象，研究了汽车拥堵对节能的影响； ( 4 ) 利用层次分析法，找出我国汽车使用节能重点考虑因素； ( 5 ) 提出提高我国汽车使用节能效率的措施建议。 本文采用的研究的方法有三种：现场调研法：通过到城市道路现场采集汽车 拥堵数据，量化汽车拥堵对汽车节能的影响；专家访谈法：通过对汽车行业的 知名专家和学者进行走访，了解汽车使用节能的重点；问卷调查法，通过向汽 车行业专家发放调查问卷，利用层次分析法得出了汽车节能应考虑的重点因素。 由于本文涉及的资料较多，论文资料主要来自四个方面： ( 1 ) 查阅、翻译国内外相关研究文献： ( 2 ) 到政府部门和企业调研得到的相关资料； 我国汽市使用节能研究 ( 3 ) 来自行业专家的调查结果； ( 4 ) 现场调研的相关数据 1 4 研究框架 论文框架如图1 1 所示。 图1 1 论文研究框架 - 6 高幢教师+ 学位论文 第2 章国内外汽车能源消耗现状及特点 当前中国石油供给面i 临着国内汽车产业迅猛增长带来的前所未有的压力。我 国所面临的石油安全与交通能源问题将来势更猛，影响更太，挑战更加严峻，汽 车节油已成为节能的重中之重。分析了国内外能源消耗状况，总结了我国能源消 耗的特点，对增强人们汽车使用节能的紧迫感具有十分重要的意义。 2 1 国外汽车能源消耗现状及特点 2 0 世纪7 0 年代世界经历了两次石油危机之后，石油、煤炭所占比例缓慢下 降，天然气的比例上升。同时，核能、风能、水力、地热等其他形式的新能源逐 渐被丌发和利用，形成了目前以化石燃料为主和可再生能源、新能源并存的能源 结构格局。到2 0 0 7 年底，化石能源仍是世界的主要能源，在世界一次能源供应中 约占8 8 ，其中，石油占3 4 6 、煤炭占2 86 、天然气占2 38 。非化石能源 和可再生能源虽然增长很快，但仍保持较低的比例，约为1 2 ( 见图2 ”。 2 0 0 7 年全球石油产量达到8 5 2 2 万桶日，其中美国每天的石油消费量为 2 0 6 98 万桶，继续位居世界各国石油捎费量之首。其后依次为，欧盟1 4 8 61 万桶、 中国7 8 45 万桶、中东6 2 03 万桶、南美5 4 93 万桶、日本5 0 4 1 万桶“。各国具 体能源消耗比例如图22 所示。 图2i2 0 0 7 年世界一次能源消费结构图2 2 全球石油资源消耗比例 资料米张：据b ps t a t i s t i c a lr e v i e wo f w o r l de n e r g y2 0 0 8 数据绘制 2 0 0 7 年全世界汽车保有量约9 2 亿辆，预计到20 1 5 年全球汽车保有量将达 到1 12 亿辆“，主要增幅将柬自发展中国家。按全球人均计算，每不到7 人中就 有一人拥有汽车。国际能源机构l e a 的统计数据表明，2 0 0 1 年全球5 7 的石油消 费在交通领域。预计到2 0 2 0 年交通用油占全球石油总消耗的6 2 以上。与此同 时，可支配的石化能源按照目前的开采速度仅可供开采4 1 年“。美国能源部预 我国汽车使用节能研究 测，2 0 2 0 年以后，全球石油需求与常规石油供给之间将出现净缺口，2 0 5 0 年的供 需缺口几乎相当于2 0 0 0 年世界石油总产量的两倍。 2 1 1 美国 美国是目前世界上第大能源生产国和消费国。美国能源消费以石油、煤炭 和天然气为主。自二次大战后，美国的石油进口量逐年增加，是世界上最大的石 油净进口国，其石油消费对外依存度为6 7 ，预计今后还会增长。2 0 0 7 年，全美 国一次能源消费中，石油占4 03 ，煤炭占2 45 ，天然气2 45 ，核能8 2 ， 水能24 “，如图23 所示。 ，。- “r 煤* 图23 美国一次能源消耗情况 资料米源：据b ps t a t i s t i c a l r e v i e wo f w o r l de n e r g y2 0 0 8 数据绘制 美国是全世界汽车保有量最多的国家，2 0 0 6 年底达到24 2 亿辆“，庞大的 保有量也使得美国车用能源的消耗量非常巨大。据不完全统计，美国车用石油的 消耗量大约占到了石油总消耗量的7 0 。分析认为，这与美国的大车文化密不可 分，如图2 4 所示，大排量车的石油消耗量是最大的。但是，随着能源与环境压 力的臼益增加，美国的用车文化也在发生改变，小排量车和新能源汽车保有量一 直在稳步上升。 口c o n y e n t i o n a lv e h l c l e c o n v e n t i o n a lh y b r id 口p 1 u 口1n2 0 一m l lee vr 图24 美国不同车型的年燃油消耗量 资利米滞据b ps t a t i s o c mr e v i e wo f w o r l de n e r g y2 0 0 8 数据绘制 高校教师硕t 学位论文 2 1 2 欧洲 随着欧盟一体化进程加快，成员国大幅度增加，欧盟已成为世界第二个耗能 大户。欧洲自身能源、资源匾乏，能源进口占其总消耗量的5 0 。 欧洲的汽车工业非常成熟，经济也很发达，因此，汽车保有量也最多。有数 据显示，目前欧洲的汽车保有量为3 2 亿辆。但是，欧洲汽车市场已经接近饱和， 到2 0 1 5 年，其保有量不会超过3 7 亿辆。由于欧洲市场小排量车保有量接近总量 的7 0 ，而且柴油车比重也接近5 0 ，因此，虽然欧洲的汽车保有量比美国市场 大，但其车用石油消耗量并不比美国多。 2 1 3 日本 日本的石油和天然气资源极度贫乏，资源储量未列入世界能源统计数据中， 产量分别占全国需求量的0 2 和4 ，其余全部需要进口。 近几年，日本的年均石油消费量基本在2 4 2 5 亿吨左右，消费水平总体平 稳，2 0 0 7 年占世界石油消费总量的4 8 。 日本一次能源消费构成中，石油约占5 0 ，而其中9 9 以上靠进口。2 0 0 4 年， 日本从中东国家进口石油约占6 7 ，其余从东南亚、非洲和拉美等国家和地区进 口，是世界第二大原油进口国，占世界石油贸易总量的1 1 3 。天然气约占1 3 ， 其中9 5 以上靠进口，主要来自印度尼西亚、马来西亚和澳大利亚等国，进口量 分别占3 4 5 、1 9 和1 4 ，卡塔尔和文莱各占1 1 。 资料显示，2 0 0 7 年日本的汽车和摩托车保有量约为7 9 0 8 万辆，其中轿车保 有量达5 7 5 5 多万辆；卡车保有量为1 6 2 6 多万辆。 虽然日本汽车保有量是我国的1 3 倍，但是车用石油消耗量仅占日本总石油 消耗量的2 0 ，也即o 4 2 亿吨，比我国车用石油消耗量小得多，这与日本的小型 车购买和使用政策密不可分。 2 2 国内汽车能源消耗现状及特点 2 2 1 现状 我国自19 9 3 年成为石油净进口国，石油进口量和比例逐年上升。2 0 0 7 年， 在我国一次能源消耗中，石油消耗已经占到了2 3 5 ( 见图2 5 ) 。石油消耗量占 到世界的9 。目前，我国已成为世界第二大石油消费国和第三大石油进口国， 2 0 0 7 年，我国石油消费量达3 4 6 亿吨，仅次于美国。其中，国内原油产量1 8 7 亿吨，石油净进口量1 5 9 亿吨，石油对外依赖度达到4 6 2 ，石油供应安全面临 严峻挑战，表2 1 为我国石油对外依存状况。 煤炭 围252 0 0 7 年我国一次能源消耗结构 资料米源：掘b ps t a t i s t i c a lr e v i e wo f w o r l de n e r g y2 0 0 8 绘制 国家统计局和海关总署的数据显示，2 0 0 7 年我国天然原油产量为l8 7 亿吨， 增幅为1 】，进口石油为l6 3 亿吨，同比增长1 24 ，成品油进口3 3 8 0 万吨， 同比增长47 。这表明，我国原油的对外依存度已经达到4 66 。数据同时显示， 2 0 0 7 年我国汽油产量为5 9 9 40 3 万吨，柴油产量为i2 3 万吨分别比2 0 0 6 年上 升了72 和62 。 表21 我国石油对外依存现状及其预测 资料来潍：根据2 0 0 7 年中国汽午产业国际论坛嘉宾演讲材料骼理 表22 和图26 给出了2 0 0 1 - - 2 0 0 7 年我国石油消费量和生产量。从图2 6 中 可以看到，从2 0 0 1 年到2 0 0 7 年，我国石油消费量和和进口量都有大幅攀升。有 专家预测，未来几年，我国原油进口量的增幅将保持在1 0 左右，而成品油进口 量的增幅也将保持在8 左右。预计到20 1 0 年我国石油消费量将达到32 亿吨， 对外依存度将增长到4 4 ，而年产量到将为l7 7 19 5 亿吨，到2 0 2 0 年左右供 应量将选到顶峰，我国2 0 2 0 年原油消耗量将达45 61 亿吨，原油缺口将达到 25 43 亿吨。石油供需缺口将对我国能源安全造成前所未有的隐患。 石油进口依存度的不断增加和国际油价的不断攀升，不仅使我国的能源安全 问题变得日益突出，而且对我国经济的可持续发展影响越来越大。据有关部门预 测，国际油价每桶增加l 美元，将影响进口外汇4 6 亿元人民币，直接影响我国 g d p 增长00 4 3 个百分点。 高杖救师碳i 学位论文 表2 2 我国石油消费平衡表( 万吨 资料来源：b ps t a t i s t i c a lr e v i e wo f w o r l de n e r g y2 0 0 8 ) 石油的对外高依存度己威胁到我国国家安全，节能已成为当前一项极为紧迫 的任务，也是我国经济和社会可持续发展的一项长远战略方针。目前节能已引起 我国社会各界的广泛关注中央政府把节能减排列为国家经济工作的八大任务之 一和考核政府领导的重要指标，以此来推动全社会开展节能降耗，缓解能源压力。 虢着我国进入“汽车社会”，汽车耗能在能源消耗中所占的比例日益增大，已成为 我国石油对外依存度增加的主要原因之一。 单位：亿吨 固 图26 我国石油消费和生产情况 资料来源：据b ps t a t i s t i c a lr e v i e wo f w o r l de n e r g y2 0 0 8 ) 数据绘制 进入2 l 世纪后，我国的汽车工业发展迅猛，汽车产销量逐年递增，我国已成 为名副其实的汽车产销大国。近十年来，我国汽车保