專利名稱：基于汽車排放的高速公路環(huán)境交通容量確定系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于交通容量測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于汽車排放的高速公路環(huán)境交通容量確定系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著我國高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，公路網(wǎng)絡(luò)已逐步形成，但高速公路在推動國民經(jīng)濟發(fā)展的同時也對環(huán)境產(chǎn)生了一定的負面影響，像汽車產(chǎn)生的大氣污染。由于受到交通環(huán)境容量的限制，交通環(huán)境所能負荷的交通總量是有限的，在自然環(huán)境中，大氣受汽車污染的影響最為嚴重，汽車運行中排放的尾氣有害成分使得高速公路沿線周邊環(huán)境質(zhì)量大大降低，有害可吸入顆粒物增加，影響了高速公路沿線周邊居民的身體健康和生態(tài)環(huán)境。因此，有必要進行基于大氣環(huán)境容許污染控制的交通量承載閾值研究，這就涉及到了基于汽車排放的高速公路環(huán)境交通容量確定方法。1963年，Buchanan在其專著《城市交通》一書中第一次提出來了基于環(huán)境的交通容量，即在不引起環(huán)境惡化的條件下，一條道路單位時間內(nèi)所能通過的最大交通量。隨著此概念的提出，美國、英國澳大利亞等國學(xué)者相繼開展了環(huán)境約束下的交通容量研究。早期，這方面開展的研究并未考慮汽車尾氣排放這一機動車對環(huán)境最大的影響因素。隨著機動車對環(huán)境的影響日趨明顯，有關(guān)環(huán)境容許交通量的研究逐漸轉(zhuǎn)移到以機動車排放污染為約束上來。國外在交通與環(huán)境影響的研究領(lǐng)域方面主要側(cè)重于機動車排放因子和污染物擴散模式上。機動車排放因子的計算比較著名的有美國環(huán)境保護署(EPA)開發(fā)的MOBILE系列模式，美國加州空氣資源局開發(fā)的EMFAC模式和歐共體開發(fā)的COPERT模式，這些模式都是建在廣泛的排放因子試驗的基礎(chǔ)上。機動車污染物擴散模式包括城市街道峽谷型和公路線源模式。自上世紀70年早期，美國就陸續(xù)開發(fā)了許多公路線源大氣污染模式，如CALINE、EGAMA、HIWAY、ROADWAY等模式。各種模式的應(yīng)用均可以用于評價機動車污染對環(huán)境質(zhì)量的影響，將機動車的交通量和環(huán)境空氣質(zhì)量進行關(guān)聯(lián)。這種關(guān)聯(lián)對建立環(huán)境容許交通量閾值模型具有重要的意義。國內(nèi)的相關(guān)研究主要集中在城市道路交通污染的控制上，雖然也有人提出了將城市環(huán)境交通承載力相關(guān)理論應(yīng)用到公路網(wǎng)交通量預(yù)測中，提出了基于交通環(huán)境承載力的公路網(wǎng)交通量預(yù)測模型，該方法在測算空氣污染量時參照了城市機動車排放空氣污染測算方法；但是，由于公路交通與城市道路交通在車型構(gòu)成、污染物擴散機理、機動車排放特性等均不同，而且有關(guān)研究自身仍存在著無統(tǒng)一污染物評價因子、擴散模式應(yīng)用界限不明確等不足，所以必須系統(tǒng)地專門針對公路交通尤其是高速公路進行環(huán)境容許交通量承載閾值的研究。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于汽車排放的高速公路環(huán)境交通容量確定系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計新穎合理，實現(xiàn)方便，實時性高，高速公路環(huán)境交通容量的確定精度高、可靠性高，填補了現(xiàn)有技術(shù)的空白，實用性強，推廣應(yīng)用價值高。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種基于汽車排放的高速公路環(huán)境交通容量確定系統(tǒng)，其特征在于包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和用于對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所采集到的數(shù)據(jù)進行分析處理的處理器，以及與處理器相接并用于顯示數(shù)據(jù)的顯示器和用于存儲數(shù)據(jù)的服務(wù)器，所述處理器通過無線通信系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)無線連接并通信，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由氣象參數(shù)檢測設(shè)備、交通流檢測設(shè)備和用于對高速公路上的汽車排放污染物濃度進行檢測的污染物濃度檢測設(shè)備構(gòu)成。上述的基于汽車排放的高速公路環(huán)境交通容量確定系統(tǒng)，其特征在于 所述無線通信系統(tǒng)包括與處理器相接的第一無線通信模塊和與第一無線通信模塊通過無線通信網(wǎng)絡(luò)基站無線連接并通信的多個第二無線通信模塊，多個所述第二無線通信模塊分別對應(yīng)與各個氣象參數(shù)檢測設(shè)備、交通流檢測設(shè)備和污染物濃度檢測設(shè)備相接。上述的基于汽車排放的高速公路環(huán)境交通容量確定系統(tǒng)，其特征在于所述氣象參數(shù)檢測設(shè)備包括風(fēng)速測試儀、風(fēng)向測試儀、溫度檢測儀、海拔測試儀和大氣壓力測試儀。上述的基于汽車排放的高速公路環(huán)境交通容量確定系統(tǒng)，其特征在于所述交通流檢測設(shè)備為視頻交通流檢測器或微波視頻流檢測器。上述的基于汽車排放的高速公路環(huán)境交通容量確定系統(tǒng)，其特征在于所述污染物濃度檢測設(shè)備包括CO濃度檢測儀和NO2濃度檢測儀。上述的基于汽車排放的高速公路環(huán)境交通容量確定系統(tǒng)，其特征在于所述處理器為PC機。上述的基于汽車排放的高速公路環(huán)境交通容量確定系統(tǒng)，其特征在于所述第一無線通信模塊為GPRS模塊、CDMA模塊或3G模塊，相應(yīng)所述第二無線通信模塊為GPRS模塊、CDMA模塊或3G模塊，所述無線通信網(wǎng)絡(luò)基站為GPRS網(wǎng)絡(luò)基站、CDMA網(wǎng)絡(luò)基站或3G網(wǎng)絡(luò)基站。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點I、本實用新型專門針對高速公路環(huán)境容許交通量承載閾值進行研究，填補了現(xiàn)有技術(shù)的空白，采用集成化、模塊化的設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計新穎合理，實現(xiàn)方便。2、本實用新型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的各檢測設(shè)備均采用數(shù)字化的接口，能夠?qū)崟r動態(tài)傳輸數(shù)據(jù)，處理器采用PC機，數(shù)據(jù)處理能力強，數(shù)據(jù)處理速度快，實時性高，使得本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)短時交通環(huán)境預(yù)報及交通量控制，保障道路交通環(huán)境滿足國家空氣質(zhì)量標準。3、本實用新型主要針對高速公路的環(huán)境交通容量進行研究，高速公路汽車行駛工況穩(wěn)定，因此，排放因子預(yù)測模型精度高，提高了本實用新型高速公路環(huán)境交通容量的確定精度。4、本實用新型的實用性強，推廣應(yīng)用價值高，有助于使得高速公路沿線周邊環(huán)境質(zhì)量得到改善，避免了因高速公路上通過的車輛太多而造成環(huán)境的惡化，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。綜上所述，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計新穎合理，實現(xiàn)方便，實時性高，高速公路環(huán)境交通容量的確定精度高、可靠性高，填補了現(xiàn)有技術(shù)的空白，實用性強，推廣應(yīng)用價值高。[0020]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

圖I為本實用新型的電路原理框圖。附圖標記說明I-氣象參數(shù)檢測設(shè)備； 1-1-風(fēng)速測試儀；1-2-風(fēng)向測試儀；1-3-溫度檢測儀；1-4-海拔測試儀；1-5-大氣壓力測試儀；2-交通流檢測設(shè)備； 3-污染物濃度檢測設(shè)備；3-1-C0濃度檢測儀；3-2N02濃度檢測儀；4-處理器；5_顯不器； 6-服務(wù)器；7-無線通信系統(tǒng)；7-1-第一無線通信模塊；7-2-無線通信網(wǎng)絡(luò)基站；7-3-第二無線通信模塊。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型所述的基于汽車排放的高速公路環(huán)境交通容量確定系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和用于對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所采集到的數(shù)據(jù)進行分析處理的處理器4，以及與處理器4相接并用于顯示數(shù)據(jù)的顯示器5和用于存儲數(shù)據(jù)的服務(wù)器6，所述處理器4通過無線通信系統(tǒng)7與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)無線連接并通信，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由氣象參數(shù)檢測設(shè)備I、交通流檢測設(shè)備2和用于對高速公路上的汽車排放污染物濃度進行檢測的污染物濃度檢測設(shè)備3構(gòu)成。如圖I所示，本實施例中，所述無線通信系統(tǒng)7包括與處理器4相接的第一無線通信模塊7-1和與第一無線通信模塊7-1通過無線通信網(wǎng)絡(luò)基站7-2無線連接并通信的多個第二無線通信模塊7-3，多個所述第二無線通信模塊7-3分別對應(yīng)與各個氣象參數(shù)檢測設(shè)備I、交通流檢測設(shè)備2和污染物濃度檢測設(shè)備3相接。所述氣象參數(shù)檢測設(shè)備I包括風(fēng)速測試儀1-1、風(fēng)向測試儀1-2、溫度檢測儀1-3、海拔測試儀1-4和大氣壓力測試儀1-5。所述交通流檢測設(shè)備2為視頻交通流檢測器或微波視頻流檢測器。所述污染物濃度檢測設(shè)備3包括CO濃度檢測儀3-1和NO2濃度檢測儀3-2。具體地，所述處理器4為PC機。所述第一無線通信模塊7-1為GPRS模塊、CDMA模塊或3G模塊，相應(yīng)所述第二無線通信模塊7-3為GPRS模塊、CDMA模塊或3G模塊，所述無線通信網(wǎng)絡(luò)基站7-2為GPRS網(wǎng)絡(luò)基站、CDMA網(wǎng)絡(luò)基站或3G網(wǎng)絡(luò)基站。利用本實用新型進行高速公路環(huán)境交通容量確定的方法，包括以下步驟步驟一、數(shù)據(jù)采集及實時上傳通過氣象參數(shù)檢測設(shè)備I、交通流檢測設(shè)備2和汽車排放氣體濃度檢測設(shè)備3分別對高速公路路段j內(nèi)的氣象參數(shù)、交通流和汽車排放氣體濃度進行實時檢測并將所檢測到的數(shù)據(jù)通過無線通信系統(tǒng)7上傳給處理器4 ；步驟二、確定高速公路環(huán)境交通容量通過處理器4對數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所采集到的數(shù)據(jù)進行分析處理，得出被檢測高速公路路段j內(nèi)的環(huán)境交通容量ETC，其分析處理過程具體如下步驟201、確定各種汽車排放污染物的累積量所述處理器4按照基于車速修正的mobile6. 2模式和第四代線源空氣質(zhì)量模型CALINE4模式的方法確定出各種汽車排放污染物的累積量，其確定過程如下[0036]步驟2011、所述處理器4根據(jù)公式eijJjk(u) = Fu · Fm · Cijk(I)計算得到高速公路路段j上i型車在車速U時第k種污染物的排放因子e^k(u)，的單位為g/(veh · km)，其中，F(xiàn)u為速度修正參數(shù)，F(xiàn)m為綜合默認參數(shù)，Ci,,為i型
車第k種污染物的基準排放因子，F(xiàn)u、Fm和Ci,,的取值均從美國環(huán)境保護署發(fā)布的《User’ sGuide to M0BILE6. I and M0BILE6. 2》中查出；i = I r，r為高速公路路段j的車型分類總數(shù)；k = I η，η為高速公路路段j的汽車排放污染物總數(shù)；步驟2012、所述處理器4調(diào)用排放污染物累積量確定模塊并按照第四代線源空氣質(zhì)量模型CALINE4模式的方法以及公式
權(quán)利要求1.一種基于汽車排放的高速公路環(huán)境交通容量確定系統(tǒng)，其特征在于包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和用于對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所采集到的數(shù)據(jù)進行分析處理的處理器(4)，以及與處理器(4)相接并用于顯示數(shù)據(jù)的顯示器(5)和用于存儲數(shù)據(jù)的服務(wù)器(6)，所述處理器(4)通過無線通信系統(tǒng)(7)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)無線連接并通信，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由氣象參數(shù)檢測設(shè)備(I)、交通流檢測設(shè)備(2)和用于對高速公路上的汽車排放污染物濃度進行檢測的污染物濃度檢測設(shè)備(3)構(gòu)成。
2.按照權(quán)利要求I所述的基于汽車排放的高速公路環(huán)境交通容量確定系統(tǒng)，其特征在于所述無線通信系統(tǒng)(7)包括與處理器(4)相接的第一無線通信模塊(7-1)和與第一無線通信模塊(7-1)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)基站(7-2)無線連接并通信的多個第二無線通信模塊(7-3)，多個所述第二無線通信模塊(7-3)分別對應(yīng)與各個氣象參數(shù)檢測設(shè)備(I)、交通流檢測設(shè)備(2)和污染物濃度檢測設(shè)備(3)相接。
3.按照權(quán)利要求I或2所述的基于汽車排放的高速公路環(huán)境交通容量確定系統(tǒng)，其特 征在于所述氣象參數(shù)檢測設(shè)備(I)包括風(fēng)速測試儀(1-1)、風(fēng)向測試儀(1-2)、溫度檢測儀 (1-3)、海拔測試儀(1-4)和大氣壓力測試儀(1-5)。
4.按照權(quán)利要求I或2所述的基于汽車排放的高速公路環(huán)境交通容量確定系統(tǒng)，其特征在于所述交通流檢測設(shè)備(2)為視頻交通流檢測器或微波視頻流檢測器。
5.按照權(quán)利要求I或2所述的基于汽車排放的高速公路環(huán)境交通容量確定系統(tǒng)，其特征在于所述污染物濃度檢測設(shè)備(3)包括CO濃度檢測儀(3-1)和NO2濃度檢測儀(3-2)。
6.按照權(quán)利要求I或2所述的基于汽車排放的高速公路環(huán)境交通容量確定系統(tǒng)，其特征在于所述處理器⑷為PC機。
7.按照權(quán)利要求2所述的基于汽車排放的高速公路環(huán)境交通容量確定系統(tǒng)，其特征在于所述第一無線通信模塊(7-1)為GPRS模塊、CDMA模塊或3G模塊，相應(yīng)所述第二無線通信模塊(7-3)為GPRS模塊、CDMA模塊或3G模塊，所述無線通信網(wǎng)絡(luò)基站(7_2)為GPRS網(wǎng)絡(luò)基站、CDMA網(wǎng)絡(luò)基站或3G網(wǎng)絡(luò)基站。
專利摘要本實用新型公開了一種基于汽車排放的高速公路環(huán)境交通容量確定系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和用于對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所采集到的數(shù)據(jù)進行分析處理的處理器，以及與處理器相接并用于顯示數(shù)據(jù)的顯示器和用于存儲數(shù)據(jù)的服務(wù)器，所述處理器通過無線通信系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)無線連接并通信，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由氣象參數(shù)檢測設(shè)備、交通流檢測設(shè)備和用于對高速公路上的汽車排放污染物濃度進行檢測的污染物濃度檢測設(shè)備構(gòu)成。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計新穎合理，實現(xiàn)方便，實時性高，高速公路環(huán)境交通容量的確定精度高、可靠性高，填補了現(xiàn)有技術(shù)的空白，有助于高速公路沿線周邊環(huán)境質(zhì)量的改善，實用性強，推廣應(yīng)用價值高。
文檔編號G08G1/01GK202650252SQ20122027817
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者邱兆文, 鄧順熙, 王征, 張廣昕, 孫晉偉, 張凱, 劉永濤 申請人:長安大學(xué)