浅析机动车排放模型的应用及其适用性比较

浅析机动车排放模型的应用及其适用性比较摘要社会经济发展，带动城市交通事业崛起，为城市生活带来了诸多便利。然而，随着机动车数量的逐渐递增，使城市有效的空间拥挤不堪，加之汽车污染没有得到有效地控制，使汽车排放物质严重地污染了城市环境。本论文以缓解机动车排放作为重点研究目标，针对机动车排放模型进行分析，并探究该模型在国内的适用程度。关键词机动车；排放模型；适用性中国在近些年来对于城市机动车污染的控制加大到了力度。特别是在机动车排放模型的应用上，主要引入了经济发达国家的机动车排放计算模型。近些年里，中国在该研究领域卓有成效，虽然着力于机动车排放因子的分析，在适用性研究方面也有所涉猎，但是在模型准确性的验证方面却少有欠缺。可见，根据地区情况选择合适的排放模型是非常必要的。1机动车排放模型关于机动车排放模型的分类，根据不同的模拟方法，可以将排放模型划分为平均速度类和行驶工况类。从污染物以及参数的角度进行划分，可以将机动车排放模型划分为数学关系和物理关系模型。平均速度类的机动车排放模型，污染表征参数为平均速度，主要使用数学关系类模型来表达，包括COPERT模型、MOBILE模型以及EMFAC模型等等，都属于是平均速度类模型，所获得的排放总量是经过修正后的排放因子与乘车路程的乘积。平均速度类模型比较适用于中观尺度和宏观尺度。行驶工况类模型除了数学关系模型之外，还可以用物理关系模型表达，主要计算处于瞬时行使状态的机动车，每秒污染物在中观或者微观的排放量以及油耗量。这一计算结果是以某一测试工况，机动车即时的行使速度和加速度作为参数的。关于数学关系类模型和物理关系类模式的建立，数学关系类模型所建立的污染排放与参数之间所形成的瞬时关系，所使用的是代用参数，所测试的数据是根据通过各种回归方法，逐秒地进行测试，比如VT-MICRO的速度以及瞬时加速度、MOVES机动车的比功率等等；物理关系类模型所建立起来的物理关系是基于污染排放量与发动机的瞬时状态所形成的关系，比如使用CMEM模型计算机动车所排放的污染物在瞬时间的排放量，就可以使用这类模型。2国内应用的机动车排放模型自二十世纪90年代以来，中国机动车排放因子计算所采用的是由美国环保局开发的MOBILE模型系列，随后，中国先后引进了CMEM、EMFAC等模型对于中国人口密度相对较高的城市进行机动车排放因子测试。随着研究的不断深入，排放模型也在根据中国的实际情况不断地完善，使研究的重点不再是宏观的，基于原理性的实验室研究，而且转向真实的道路排放研究。模型参数主要依据通过调查所获得的资料，将其纳入到交通排放模型当中，对于机动车的排放量进行预测。2.1MOBILE模型的应用MOBILE排放因子计算模型是目前被全世界广为应用的，其核心数据来源于美国环保局检测不同类型的车所获得的排放检测结果，以及在联邦测试程序中所获得的机动车排放结果，以作为基本的排放因子。作为统计回归的经验性模型，其是对于机动车行使的历程、车速、温度以及驾驶的行为等等因素的基于排放因子的修正。现在，美国国家环保局的研究人员所研究的MOVES模型中，融入了各种数据分析工具以及运算方法，使其作为计算软件工具，还具有数据分析的功能。MOBILE5被引入到中国，用以编制过北京、澳门和武汉等等城市的机动车排放清单，经过修正的基本排放因子主要由中国环境科学研究院提供。2005年，基于MOBILE5的深圳机动车排放清单被编制了出来。模型的修正源于10辆机动车的排放率以及行使速度的测试。其中的4辆轻型车、2辆中型车和3辆重型车，在基础排放率的确定上，都是根据所调查的排放水平数据结果确定下来的。被MOBILE5所默认的机动车速度修正曲线，使根据机动车的测试数据修正的结果。其他的参数，包括机动车每年平均行使里程等等，都可以从交通管理部门获取，或者调查得知。交通流可以通过监控的方式进行估算，也可以使用类比的方法估算，以将不同路段的流量时空分布数据库建立起来。2.2CMEM模型的应用CMEM模型的建立主要考虑到了发动机负载以及污染物的形成原理。通过这一模型，可以对处于不同状态的机动车的排放进行测算。模型本身具有综合性意义，将其嵌入到交通模块中，对于排放因子的计算，就可以基于CMEM模型所生成的速度和加速度等等数据来获得。运用CMEM模型预测机动车排放物，可以精确到每秒时间内发动起以及尾气管的排放量，包括车辆使用燃料的经济性都可以测算出来。2004年，北京工商大学对于北京机动车的排放因子（以轻型车为主）测算所采用的就是CMEM模型。当机动车行使于非高峰期时段以及高峰期时段，都采用了CMEM技术计算排放因子，还在测试的车辆上安装了Microgas五气分析仪，以便于较为准确地将机动车的实际排放量测算出来。以对于CMEM模型的计算结果进行验证。3模型的适用性比较所谓的模型适用性，就是指模型的使用要对于当地情况具有适用性，才能够获得讨论结果的可操作性和实效性。在模型的使用过程中，可以不必遵循模型的发展历程。从中国对于模型的应用状况来看，一些模型的发展阶段并不是在应用的过程中必须要经历的阶段，而是要根据地区的需要程度加以选择。MOBILE模型在应用领域中，虽然已经不成为模型未来发展方向，但是，从经验性角度而言，其仍然存在着优势，并体现为较强的模拟能力。参考这类模型，可以很容易地将地区的各项控制因素纳入到模型中进行修正。中国的一些经济发展地区对于MOBILE系列模型的使用具有丰富的经验。与MOBILE系列模型的相比较，CMEM模型的应用领域相对狭窄，但是这种模型所存在的优势在于，其无需模型形成并进入到使用阶段之后，才可以使用，而且处于模型的开发阶段，就可以进入到应用领域。4结语综上所述，中国引进国外的计算模型，在开发的过程中，本着本地城市的实际情况，特别是模型参数的设置以及数据积累方式上，都有特定的目标区域。我国如果对于这些模型直接使用，就难免会出现计算结果与机动车实际行驶排放的偏差。因此，将机动车排放模型纳入到应用领域当中，要充分地考虑到适用性。参考文献：[1]张燕燕，朱明明，李二伟.机动车排放模型应用的研究与进展[