• 环境问题

环境问题

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交通对社会造成的主要负担之一是其对环境的影响，包括空气和噪音污染以及不可再生材料的消耗。人们投入大量精力开发减少这些危害的解决方案。交通仿真应通过允许测量产生的污染量和消耗的燃料量来支持此类开发。 sumo（下文统指 sumo 和 sumo-gui）包含满足这些需求的模型和接口。

下文将从 sumo 的角度描述“环境问题”这一主题。

用户交互#

只有当用户要求计算或用于可视化时，才会计算污染物/噪音/消耗量。模拟车辆排放的污染物可以使用 sumo-gui 进行可视化，或者由 sumo 和 sumo-gui 写入输出文件。可以使用以下输出：

• 行程信息：结合排放设备，tripinfo 输出包含车辆行程期间排放的所有污染物/消耗的燃料的总和；
• 边/车道排放：这些输出文件包含在边/车道上排放的污染物和消耗的燃料，按可变时间段聚合；
• 边/车道噪音：这些输出文件包含在边/车道上产生的噪音，按可变时间段聚合。

更多信息请参见输出文档。

SUMO 车辆拥有属性 "emissionClass"（参见车辆排放类）。该属性定义了应使用哪个排放模型及其哪个参数集来计算排放量。不同排放模型的分辨率和车辆覆盖率各不相同。

目前，噪音模型仅区分两种车辆类型：乘用车和重型货车。区分基于车辆的 emissionClass；如果车辆属于乘用车排放类，则使用乘用车的噪音参数，否则使用重型货车的参数。

模型#

SUMO 包含以下排放模型：

• 基于 HBEFA v2.1：HBEFA [1] v2.1 排放数据库的连续重构；
• PHEMlight，源自原始 PHEM[2] 排放模型。

这两个模型都实现了不同的车辆排放类。这些类可以通过使用车辆类型属性 "emissionClass" 分配给车辆（参见车辆排放类）。可用的排放类可以在排放模型描述中找到（基于 HBEFA v2.1，PHEMlight）。

噪音模型基于 HARMONOISE。

**表：模型涵盖的污染物**

模型	污染物/测量指标
	CO2	CO	HC	NOx	PMx	燃料
基于 HBEFA v2.1	x	x	x	x	x	x
PHEMlight	x	x	x	x	x	x

研究#

排放建模#

sumo 中实现的排放模型重用了现有的模型和数据库。第一步工作包括对十五个审查模型的概述以及推导出基于 HBEFA v2.1 模型，这些内容在 iTETRIS[4] 项目的交付成果 "D3.1 – Traffic Modelling: Environmental Factors"[3] 中给出。PHEMlight 的开发在 COLOMBO[6] 项目的交付成果 "Deliverable 4.1 - Extended Simulation Tool PHEM coupled to SUMO with User Guide (Draft)"[5] 中进行了描述。

排放最优路由#

通常，路径计算使用行驶时间作为路网中边的权重。但如果使用排放的污染物代替呢？它们的排放量会减少吗？关于此主题的首次调查是在 iTETRIS[7] 项目中使用真实路网进行的，并在其交付成果 D3.1[3] 中进行了报告。使用真实场景的进一步步骤在 [7]、[8] 和 [9] 中给出。为了更深入地了解过程动态，后来的调查（[10]、[11]）使用合成场景进行。

真实交通管理措施的评估#

欧洲当局受“欧洲议会和理事会指令 2008/50/EC”[12] 约束，需确保一定的空气质量。通常由地方当局运营的交通管理有责任在需要时采取纠正措施，以减少道路交通的影响。 MARLIS[13] 是一个数据库，列出了交通管理部门执行的此类措施。文献 [14] 提出了使用 SUMO 模拟此类措施的概念验证。Tomàs Josep Vergés 在其硕士论文[15]中使用此方法模拟和评估了其中一些措施。

更多资源#

更多接口#

• 工具 traceExporter.py 将 SUMO 的 fcd-output 转换为可直接由 PHEM[2] 应用程序读取的文件。提供了使用此工具生成跟踪文件（包括 PHEM 输入文件）的教程。

工具#

• emissionsMap 通过迭代速度、加速度和坡度，为命名或所有排放类生成排放地图
• emissionsDrivingCycle 通过虚拟跟随驾驶循环生成车辆的排放

参考文献#

1. HBEFA - Handbook emission factors for road transport (德语). INFRAS. 最后访问于 2014年1月8日.

2. Emissionen und Energieverbrauch von Antriebskonzepten (德语). Institute for Internal Combustion Engines and Thermodynamics at Graz University of Technology. 最后访问于 2014年1月8日.

3. Krajzewicz, D.; Nippold, R. and Lazaro, O. D3.1 – Traffic Modelling: Environmental Factors. iTETRIS consortium, 2009

4. iTETRIS - An Integrated Wireless and Traffic Platform for Real-Time Road Traffic Management Solutions. iTETRIS web site. iTETRIS consortium. 最后访问于 2014年1月8日.

5. N. Furian, S. Hausberger and D. Krajzewicz Deliverable 4.1 - Extended Simulation Tool PHEM coupled to SUMO with User Guide (Draft). COLOMBO consortium, 2013

6. COLOMBO - Cooperative Self-Organizing System for low Carbon Mobility at low Penetration Rates. COLOMBO web site. COLOMBO consortium. 最后访问于 2014年1月8日.

7. D. Krajzewicz and L. Bieker. Investigating Ecological Impacts on selected Traffic Management Methods. 3rd NEARCTIS Workshop, 2010

8. D. Krajzewicz, L. Bieker, E. Brockfeld, R. Nippold and J. Ringel. Ökologische Einflüsse ausgewählter Verkehrsmanagementansätze. Heureka '11, 2011

9. D. Krajzewicz and P. Wagner. Large-scale Vehicle Routing Scenarios based on Pollutant Emission. In: G. Meyer and J. Valldorf (Eds.). Advanced Microsystems for Automotive Applications 2011, AMAA 2011, Springer, 2011, pp. 237-246.

10. M. Behrisch and Y.-P. Flötteröd and D. Krajzewicz and P. Wagner. Ecological User Equilibrium? DTA 2012, 2011

11. Y.-P. Flötteröd and P. Wagner and M. Behrisch and D. Krajzewicz. Simulated-based Validity Analysis of Ecological User Equilibrium. In: Winter Simulation Conference Archive, 2012 Winter Simulation Conference, 2012

12. The European Parliament and the Council of the European Union. Directive 2008/50/EC. Official Journal of the European Union, L 152/1. 2008.

13. MARLIS - Datenbank mit Maßnahmen zur Reinhaltung der Luft in Bezug auf Immissionen an Straßen, Version 3.1 (德语). BASt database index. 最后访问于 2014年1月8日.

14. D. Krajzewicz and Y.-P. Flötteröd. Simulative Untersuchung abstrakter und realer Verkehrsmanagementansätze zur Emissionsreduktion. In: Kolloquium Luftqualität an Straßen 2013, pp. 42-57. Bundesanstalt für Straßenwesen. 2013.

15. Tomàs Josep Vergés. Analysis and simulation of traffic management actions for traffic emission reduction. TU Berlin. 2013.