(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111597533.9 (22)申请日 2021.12.24 (71)申请人 东南大学 地址 210018 江苏省南京市玄武区四牌楼 2 号 (72)发明人 张国强　刘雪宁　陈峻　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 李想 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 基于微观交通仿真的基本路网机动车碳排 放因子测量方法 (57)摘要 本发明公开了基于微观交通仿真的基本路 网机动车碳排放因子测量方法， 包括以下步骤： （1） 开展现场调查， 采集和分析道路交通数据； （2） 分解道路网络为基本路网并划分其类 型； （3） 车辆管理所机动车数据资料的调取与分析； （4） 基本路网微观交通仿真模型的构建与校正； （5） 运行仿真模型， 输出仿真行程时间， 计算行程速 度； （6） 计算机动车的碳排放因子； （7） 构建机动 车碳排放因子计算模型； （8） 选择合适的计算模 型并输入道路交通数据， 计算机动车碳排放因 子。 本发明通过将道路网络分解为基本路网， 极 大地简化了机动车碳排放因子的影 响因素， 并建 立基于交通仿真的碳排放因子计算模 型， 具有很 强的普适 性和实用价 值。 权利要求书3页 说明书6页 附图3页 CN 114357746 A 2022.04.15 CN 114357746 A 1.基于微观交通仿真的基本路网机动车碳排放因子测量方法， 其特征在于： 测量步骤 如下： 步骤(1)确定所测量的城市道路交通系统， 采集该城市道路交通系统中的道路设施数 据和交通数据、 并对该城市道路交通系统的现场调查数据进行统计分析： 计步骤(2)将城市道路交通系统中的城市道路网络分解为基本路网， 并对其进行类型 划分， 确定基本路网类型； 步骤(3)调取路网所在城市的机动车 数据资料， 分析机动车辆关键数据的统计分布； 步骤(4)针对步骤(2)中统计的各类型基本路网， 构建基本路网的微观交通仿真模型， 仿真各种道路交通状况， 并且 对仿真模型进行 校正； 步骤(5)基于微观交通仿真模型， 输出每辆机动车在仿真路网特定区域的仿真行程时 间， 并据此计算每辆 仿真机动车的平均行程速度； 步骤(6)选择合适的机动车尾气排放模型， 算机动车在不同的道路交通状况下的碳排 放因子； 步骤(7)运用数理统计学的非线性回归模型， 基于步骤(6)计算得到的碳排放因子构建 机动车的碳 排放因子计算模型； 步骤(8)对于某一基本路网， 选择合适的机动车碳排放因子计算模型， 输入实测或者预 测的道路交通数据， 计算机动车的碳 排放因子。 2.根据权利要求1所述的基于微观交通仿真的基本路网机动车碳排放因子测量方法， 其特征在于： 基于步骤(1)中道路设施数据包括： 道路功能等级、 道路横断面形式、 路段车道 数、 相邻交叉口 的距离、 交叉口进口道车道数、 车道长度和车道 功能的划分； 道路功能等级、 道路横断面形式、 路段车道数、 交叉口进口道车道数、 车道功能划分属 于离散型变量： 指标为： 频 数、 频率； 相邻交叉口的距离、 车道长度为连续型变量： 指标为： 均 值、 中值、 方差、 均方差、 最小值 和最大值； 基于步骤(1)中交通数据应包括： 车辆的类型、 路段上各种车辆类型的交通量、 行驶速 度、 交叉口进口道左转弯车辆和右转弯车辆的比例、 延误、 停车次数； 其中车辆的类型、 停车次数属于 离散型变量： 指标为： 频 数、 频率； 路段上各种车辆类型的交通量、 行驶速度交叉口进口道左转弯车辆和 右转弯车辆的比 例、 延误属于连续型变量： 指标为： 均值、 中值、 方差、 均方差、 最小值和最大值。 3.根据权利要求1所述的基于微观交通仿真的基本路网机动车碳排放因子测量方法， 其特征在于： 基于步骤(2)中基本 路网是由信号控制交叉口与其相 邻的接入路段所构成； 以 交叉口的类型因素、 交叉 口进口道的车道数因素、 交叉 口进口道上游路段的车道数因素针 对基本路网进行类型划分。 在对基本路网进行类型划分时， 需要考虑的因素有： 交叉口的类型、 交叉口进口道的车 道数、 交叉口进口道上游路段的车道数。 4.根据权利要求1所述的基于微观交通仿真的基本路网机动车碳排放因子测量方法， 其特征在于： 基于步骤(3)中所研究城市的机动车辆 关键数据主要包括： 车辆类型、 车龄、 车 辆长度、 燃料类型； 关键数据中的车辆类型、 车辆 长度将用于微观交通仿真模型的构建；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114357746 A 2关键数据中的车龄、 燃料类型将用于计算机动车碳 排放因子。 5.根据权利要求1所述的基于微观交通仿真的基本路网机动车碳排放因子测量方法， 其特征在于： 基于步骤(4)中微观交通仿 真模型所仿真的路段长度、 车道数、 交叉口类型、 车 辆类型、 期望 速度、 交通 量关键参数应符合 步骤(1)中的现场调查数据的统计分析。 6.根据权利要求1所述的基于微观交通仿真的基本路网机动车碳排放因子测量方法， 其特征在于： 基于步骤(4)中微观交通仿真模型的校正需要考虑交通仿真系统对车辆运动 的模拟效果， 车辆运动包括： 车辆的加速、 减速和转弯； 通过修改车辆的跟驰、 换道、 路径变 换仿真模型的参数， 使得仿真结果符合现场调查的数据。 7.根据权利要求1所述的基于微观交通仿真的基本路网机动车碳排放因子测量方法， 其特征在于： 基于步骤(5)中仿 真路网特定区域； 该仿 真路网特定区域为交叉口的进口道及 其上游路段。 该区域应该选择在交叉口的进口道及其上游路段， 以交叉口上游路段的起点作为特定 区域的起始端点， 以交叉口进口道的停止线所在位置为特定区域的终止端点。 8.根据权利要求1所述的基于微观交通仿真的基本路网机动车碳排放因子测量方法， 其特征在于： 步骤(4)中微观交通仿真模型的构建包括以下步骤： 1)选择合 适的微观交通仿真软件； 2)明确仿真模型的道路交通状况， 并根据交通 量计算交叉口 的信号配时； 3)分别构建基本路网的各个进口道、 各个进口道的上游路段以及各个出口道的仿真模 型； 4)构建基本路网的交叉口仿真模型， 设置车辆在交叉口相互避让的基本规则； 5)根据交叉口 的信号配时， 构建交叉口信号控制设施的仿真模型； 6)在交叉口进口道的上游路段引入机动车交通， 并设置其关键参数； 7)检查仿真模型， 发现和修改不 正确的仿真对象和仿真参数。 9.根据权利要求1所述的基于微观交通仿真的基本路网机动车碳排放因子测量方法， 其特征在于， 步骤(6)中机动车在不同的道路交通状况下 的碳排放因子的计算包括以下步 骤： (1)选择合 适的机动车尾气排 放模型； (2)分析车辆管理所的数据资料， 计算机动车的燃料类型统计分布和车龄统计分布； (3)根据仿真模型有关车辆类型的参数设置， 计算机动车 车辆类型的统计分布； (4)针对仿真模型所模拟的特定 的道路交通状况n(n＝1， 2， …， N)， 根据每辆仿真机动 车的平均行程速度， 计算机动车平均行程速度的统计分布； (5)将步骤(2)、 (3)、 (4)所计算的分布输入机动车尾气排放模型， 模拟机动车的尾气排 放过程， 计算机动车在特定的道路交通状况n(n＝1， 2， …， N)下的碳排放因子SEC， 并其记录 其所对应的仿 真模型的基本 路网类型w(w＝1， 2， …， W)、 交叉口进口道及其上游路段的长度 SL、 进口道交通 量SV。 10.根据权利要求9所述的基于微观交通仿真的基本路网机动车碳排放因子测量方法， 其特征在于： 通过机动车碳 排放因子建立 碳排放因子计算模型的步骤如下： (1)选择多个非线性模型fpm(m＝1， 2， …， M)； (2)对于某一基本路网类型w(w＝1， 2， …， W)， 以其机动车碳排放因子SEC为因变量， 以权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114357746 A 3