交通燈-車輛通信對燃油消耗及排放的影響

交通燈-車輛通信（TLVC）系統(tǒng)可通過減少駕駛員頻繁加速、制動而減少燃油消耗和排放。通過仿真研究車輛擋位選擇和通信距離對系統(tǒng)效果的影響。采用的仿真模型由交通車輛模型、交通燈-車輛通信模型、駕駛員模型和燃料消耗及排放模型4部分組成。燃料消耗及排放模型為PHEM模型，該模型以1Hz的頻率采集實車燃油消耗及排放隨車速和加速度變化的數(shù)據(jù)，同時考慮了道路坡度、發(fā)動機(jī)和車輛類型、冷/熱起動和換擋的影響；交通車輛模型采用VISSIM系統(tǒng)，仿真中的車輛、行人等均由具有獨(dú)立行為和特性的模型代替；通訊模型中首先建立理想化的通訊模型，該模型可在車輛與交通燈距離達(dá)到某一值（通信距離）時傳遞交通燈狀態(tài)信號，為模擬實際無線通信系統(tǒng)，采用高斯分布對通信距離進(jìn)行模糊化處理。

為研究該系統(tǒng)對車輛燃油及排放產(chǎn)生的影響，進(jìn)行了兩種工況的仿真。單車仿真，模擬只有單一車輛及交通燈的理想交通環(huán)境下，該系統(tǒng)對于車輛產(chǎn)生的最大影響；城市工況仿真，模擬在城市交通環(huán)境下，在仿真車輛受到其他車輛及環(huán)境因素干擾時TLVC系統(tǒng)的作用效果。針對以上兩種仿真工況下的仿真環(huán)境及評估方法進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，以分析擋位選擇及通信距離對燃油消耗及排放的影響。

仿真結(jié)果表明，在單車仿真時，TLVC系統(tǒng)減少燃油消耗、CO、NOx和顆粒排放物分別22%、80%、35%和18%，但擋位選擇不當(dāng)將影響該效果，通信距離的最佳值為500～600m；城市工況仿真中，燃油消耗減少8%，說明該系統(tǒng)效果受交通環(huán)境影響較大。

Tessa Tielert et al. 2010 IEEE 978-1-4244-7414-1.

編譯：李偉