交通运输系统节能技术与方法

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交通运输与能源消耗相关研究综述

贾顺平,彭宏勤,刘爽,张笑杰

交通运输系统工程与信息 2009, 9 (3): 6-16.

摘要（6951）

PDF （1628KB）（10146）

交通运输作为能源消耗性行业，尤其是一次性石油能源消耗大户备受社会各界关注。文章从交通运输能源消耗的外部成本计算、影响因素分析、统计指标与数据比较研究，以及交通运输能源消耗与社会经济互动关系、相关规划与政策研究、交通能源需求量预测等方面，综述了国内外的相关研究成果，分析了当前研究的特点和存在的不足。提出今后要在交通运输能耗基础统计数据与可比指标、不同交通运输方式能源消耗的可比因子、交通运输能源消耗影响因素及灵敏度分析等方面展开更进一步的深入研究，以期建立相关的基础数据平台和理论方法模型。

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中国交通运输能源消耗水平测算与分析

贾顺平,毛保华,刘爽,孙启鹏

交通运输系统工程与信息 2010, 10 (1): 22-27.

摘要（6899）

PDF （859KB）（3168）

交通运输能源消耗数据已经成为决策者高度关注的信息. 论文分析了中国交通运输能耗统计数据与国际统计口径的差异，认为目前中国的统计中缺少了对社会及私人汽车、摩托车、低速汽车（农用运输汽车）等的能耗数据. 建立了基于车辆使用的交通能耗测算模型，计算了相关参数. 结果表明，依国际口径修正后，2007年中国交通运输石油能耗占全部石油终端能耗的比例为60.1％（按国内统计数据为36.4％），交通运输总能耗在全部终端能耗中的比例为12.7％（按国内统计数据为8.1％）. 同时比较了中国和其他发达国家的交通能耗水平数据，发现中国人均能耗及交通运输能耗比例虽然相对比较低，但近几年增长迅速.

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1975-2007年中国铁路机车耗能变化分析

何吉成,吴文化,徐雨晴

交通运输系统工程与信息 2010, 10 (5): 22-27.

摘要（5251）

PDF （1114KB）（1083）

根据中国铁路运输行业多年的统计数据，探讨了1975-2007年中国铁路机车的逐年能源消耗量，分析了中国铁路机车的能耗强度及其变化. 结果表明，1975年至2007年，中国铁路蒸汽机车的原煤消耗量逐年大幅降低，内燃机车的柴油消耗量和电力机车的耗电量逐年上升，但机车年耗能总量呈降低趋势，平均每年减少11.5万吨标准煤. 中国铁路机车的能耗强度呈明显的降低趋势，其值从1975年的267.9 kg标准煤／万换算吨公里降至2007年的35.6 kg标准煤／万换算吨公里，年均降低7.3 kg标准煤／万换算吨公里. 该研究对明确多年来中国铁路运输行业的机车能耗状况及其年际变化具有一定的意义，可为制定中国铁路运输行业的节能对策提供依据.

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1960-2009年中国民航飞机耗能变化分析

何吉成

交通运输系统工程与信息 2011, 11 (2): 12-16.

摘要（4795）

PDF （1062KB）（685）

以“轨道交通技术政策”为主题，针对城市轨道交通、城际轨道交通和高速铁路，结合国家与区域社会经济发展的需求，提出了不同类型轨道交通的功能定位. 研究了不同类型轨道交通系统单位周转量能耗的统计指标，以及计算模型和方法. 结合实际统计数据与列车运行的仿真计算，定量测算了不同技术参数和运输组织方案下轨道交通能耗的变化趋势，从节能角度对我国轨道交通发展的技术政策提出了建议.

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综合交通运输发展中的能耗协调关系研究

周青峰, 马驷, 罗媛媛

交通运输系统工程与信息 2012, 12 (4): 11-16.

摘要（4506）

PDF （1614KB）（1298）

随着新的运输理念提出和高级运输方式的发展，综合交通运输建设除了满足国民经济发展的需要外，还须满足生态原理规划、建设和管理，资源能源消耗低、污染排放少、与环境相协调，而能耗是其中一个关键因素.讨论综合交通运输能耗相关指标的概念，综合我国环境发展水平和经济发展水平的状况，以熵变耦合模型为基础，分别详细论证了近十五年间我国综合交通运输能耗水平与环境水平的协调关系，以及其与国民经济发展水平的协调关系，说明我国综合交通运输能耗的现状，从而为今后综合交通运输可持续发展研究提供新的思路与方法.

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民航飞机起飞推力对油耗和排放的影响分析

李杰, 杨好天, 王兵, 周晓宁, 孙若飞

交通运输系统工程与信息 2021, 21 (6): 283-288. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2021.06.032

摘要（1400）

PDF （1627KB）（351）

PDF(English version) （562KB）（226）

起飞是飞行过程中一个非常重要的阶段。为研究起飞推力对油耗和排放的影响，基于多种数据，建立一种耦合的起飞油耗计算方法，以广州白云机场起飞的B738、A320、A321、B737为研究对象，比较不同方法的起飞油耗计算结果，分析推力对起飞油耗和排放的影响，并对比分析推力调整后起飞排放的变化情况。结果表明：本文方法计算结果准确性较高，与真实数据相比，4 种机型起飞油耗平均相对差值分别为-2.32%、5.41%、2.31%和-3.80%；B738和B737随着推力的增加，起飞油耗先减少后增加，推力在77%和81%时，起飞油耗最低；A320随着起飞推力越大，起飞油耗越少；A321 随着推力越大，起飞油耗越多；采用推力调整后，广州白云机场 B738、B737、 A320、A321这4种机型的年起飞排放量累计可减少2499.3 t，减少率达6.4%；在各种排放物中，碳排放量减少最多，为2471.1 t，占总排放物的98.9%，减少率达6.5%。采用推力调整减少起飞油耗和排放对航空器节能减排有重要意义。

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区域综合交通系统能耗驱动因子及其测算模型研究

孙启鹏，吉姣，徐成

交通运输系统工程与信息 2013, 13 (3): 1-9.

摘要（1158）

PDF （814KB）（1073）

为识别区域综合交通系统能耗驱动因子，测算其对系统能耗的贡献度，将驱动因素分为规模效应、结构效应和技术效应，采用ASIF数据构造原理和时序列回归法识别各因子的相关性，运用迪氏分解方法建立扩展LMDI分解模型，计算各因子能耗贡献度.计算表明,规模效应和技术效应的影响程度在逐渐减弱，结构效应的影响程度在逐渐增加；运输结构还需要进一步优化，对系统能耗的影响还有很大下降空间；近年来能耗效率已经得到很大提高，但能耗效率对能耗的贡献正在逐渐减弱，未来提高运输强度对降低能耗有明显效果.经实证检验，计算模型可靠、结论可信，能为区域综合低碳交通政策制定提供更科学的依据.

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基于轨迹数据的货车自发编队节油潜力估计

谭二龙, 李宏海, 钟厚岳, 霍恩泽, 马晓磊

交通运输系统工程与信息 2022, 22 (1): 74-84. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2022.01.009

摘要（792）

PDF （2341KB）（355）

PDF(English version) （973KB）（265）

为探索最大编队长度和路网中行驶货车数目对自发编队的影响以及评估真实世界自发编队油耗节省潜力，提出了既可保证一定程度的搜索又能防止为过分追求更大编队长度而花费较长时间等待的动态时空搜索范围策略，利用辽宁省货车轨迹数据挖掘了多辆货车的最长公共子序列，并构建整数规划模型求解，获取最大节省油耗下的编队方案。结果显示：编队油耗节省会随着路网中行驶货车数目和最大编队长度的增加而增加，编队中车辆平均行驶距离和平均节省油耗最终分别收敛至一范围；编队行驶距离并不一定会随着允许最大编队长度的增加而增加，即自发编队最大油耗节省策略并非编队最大行驶距离策略；在不考虑时间搜索范围时，通过继续增大空间搜索范围可实现更多的燃油节省，但不考虑空间搜索范围时持续增加时间搜索范围却不能获得更多燃油节省；4000辆车的数据集进行自发编队时每天最多可节省燃油2026.21 L，最大允许编队长度为5辆比最大允许编队长度为2辆的车辆平均节省油耗最多可提升13.92%。将本文整套处理流程应用于更大规模的货车数据集，可组成自发编队的目标车辆将会显著增加，相应地也可减少更多的能源消耗和污染物的排放，具有很大的应用潜力。

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基于完全分解模型的综合运输系统能耗影响因素研究

左大杰，赵柯达，谢媛娣

交通运输系统工程与信息 2014, 14 (6): 15-20.

摘要（717）

PDF （1462KB）（1238）

随着工业化和城市化程度的提高，交通与能源矛盾日益突出.现有研究认为运输业能源消耗与运输量、能源消耗强度有关，然而忽视了综合运输系统结构对能源消耗的影响.为了解综合运输系统能耗与运输量、能耗强度、运输系统结构三者的定性与定量关系，找出综合运输系统能耗快速增长的真正推动因素，本文以综合运输系统为研究对象，建立基于完全分解的综合运输系统能耗影响分析模型，将能耗的影响因素分解成系统结构、运输量、能源消耗强度三大因子，并对1995–2011 年的统计数据进行实例计算.研究发现，运输量的大量增加是运输业能耗显著增加的主要因素.但值得关注的是，运输结构对能源消耗的影响日益突出.所以，我国进一步构建综合运输系统时，应当做好各种运输方式在能耗方面的优势比较及合理的整体发展规划，使得各种运输方式协调发展.应该大力发展能源消耗率低且对环境影响小的铁路和水路运输.

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基于燃油消耗与交通效率的区域交通控制模型

张卫华，陈森，丁恒

交通运输系统工程与信息 2016, 16 (6): 74-80.

摘要（561）

PDF （1530KB）（817）

为了降低交通运输系统能源消耗，同时满足居民的出行需求，需综合考虑机动车燃油消耗和道路通行效率.针对此问题，引入交通网络车均燃油消耗和宏观基本图 (Macroscopic Fundamental Diagram，MFD)，建立了车辆完成率高、车均燃油消耗低的双目标规划模型，并对模型进行求解.依据反馈原理和车流平衡方程提出了燃油消耗比例积分控制(Fuel Consumption-Proportional Integral，FC-PI)控制方法，并通过FC-PI 控制方法降低区域内车均燃油消耗，提高路网车辆完成率.最后通过实际城市路网验证所提出的燃油消耗控制模型，并且与Bang-Bang 控制方法进行了比较.仿真结果显示，网络内车均燃油消耗显著降低，同时网络内车辆完成率得到提高，且FC-PI 控制方法的控制效果要优于 Bang-Bang控制方法.

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交通运输业能源消耗与经济增长关系及影响因素

张诗青，王建伟，郑文龙

交通运输系统工程与信息 2017, 17 (6): 7-12.

摘要（532）

PDF （1279KB）（897）

为协调交通运输业能源消耗与经济增长之间的矛盾，实现行业发展对能源消耗的依赖性逐步减弱，采用脱钩模型对两者之间脱钩关系进行定量分析.同时，引入Cobb- Douglas 生产函数对传统LMDI模型进行改进，考虑综合运输结构的影响，进而对影响脱钩关系的主要因素进行分析.以河北省为案例进行实证研究发现，大多数年份均呈现弱脱钩状态，但近几年脱钩关系有反弹趋势.交通运输业固定资产投资、综合运输结构是阻碍脱钩的主要因素，其中，公路运输在综合运输结构对脱钩关系的阻碍方面作用最大；而技术进步是促进脱钩的主要因素，其中，公路运输、铁路运输对脱钩关系起主要促进作用.

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生命周期视角下货运通道能耗测度与节能潜力分析

诸立超, 甄伟, 刘昭然

交通运输系统工程与信息 2022, 22 (1): 24-29. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2022.01.003

摘要（530）

PDF （1336KB）（204）

货运能耗的系统测度和节能潜力分析，对制定有效的节能策略至关重要。本文从生命周期视角出发，构建货运能耗系统测度和节能潜力分析框架，量化供给侧和需求侧各因素对货运能耗的影响，从而识别关键因素。鉴于不同区域资源禀赋及货运供需特征差异，将该框架应用于义乌-宁波集装箱货运通道。结果表明：忽视生命周期和运输链次要活动，特别是前者，会显著低估货运能耗，导致各节能策略真实贡献评估有偏；综合能耗的公路运输直接能耗弹性为 0.67，远高于供给侧和需求侧其他能耗影响因素，是中短期货运节能的重中之重；现有条件下“公转铁”策略单独实施的节能效果欠佳，建议中短期搭配直接能耗节能策略，而中长期宜搭配间接能耗节能策略。

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基于能耗测度的道路拥挤收费模型

黄文娟，张卫华，沈佳莹，江楠

交通运输系统工程与信息 2018, 18 (1): 166-172.

摘要（497）

PDF （1480KB）（675）

分别建立了考虑能源消耗与拥挤收费的小汽车广义出行费用及考虑舒适性消耗的公共汽车广义出行费用，构建了由这两种交通出行方式组成的交通系统总能源消耗函数.考虑能耗对出行者路径选择行为的影响，建立能耗目标约束下的以出行时间最小为上层目标函数的双层规划模型，其中上层模型以一定节能水平下的系统延误最小为目标；下层模型满足双模式交通网络的随机用户平衡，并采用遗传算法和Frank-Wolfe 算法求解.通过算例，将道路拥堵收费及节能目标抽象化后代入模型，探讨了道路收费前后交通能耗变化及在不同的节能目标情况下，道路拥堵收费的节能效果.计算结果表明，在交通需求量较大时，实施道路拥挤收费有利于减少交通能耗，当节能目标小于25%且同时采取道路收费时，路网出行时间都会相应减少.

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基于主成分分析与BP 神经元网络的驾驶能耗组合预测模型研究

赵晓华，姚莹，伍毅平，陈晨，荣建

交通运输系统工程与信息 2016, 16 (5): 185-191.

摘要（497）

PDF （1518KB）（936）

近年来交通领域能源消耗问题备受关注，本文从微观交通能耗预测出发，以实现北京市快速路基础路段的油耗预测为目的，基于出租车车载OBD/GPS终端，提取驾驶员微观驾驶行为数据，建立基于主成分分析与BP神经元网络的油耗组合预测模型，实现北京市快速路基础路段油耗的准确预测.结果表明：速度均值及标准差、最大车速、工况百分比、加速度及减速度均值、行驶距离和动能对油耗影响程度相对较高；同时模型能够实现城市快速路基础路段能耗的有效预测，预测精度达到92.46%.该方法的研究为城市交通能源消耗的监管与把控提供了支持.

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考虑负效应最小化的电动汽车补能诱导研究

葛显龙, 李婷, 王博, 尹作发

交通运输系统工程与信息 2022, 22 (3): 74-83. DOI: 10.16097/j.cnki.1009-6744.2022.03.009

摘要（490）

PDF （1846KB）（273）

随着政府对“碳达峰”等环保政策的贯彻落实，电动汽车凭借节能环保等优点得到了迅速发展。由于电动汽车续航里程短，充电时间长，且路网中的补能需求与充电桩存在时空错配的现象，导致电动汽车补能排队时间长和驾驶员产生里程焦虑等一系列负效应。为此，本文首先从整体路网补能负效应最小化角度，通过引入激励手段实现最优补能方案，建立电动汽车补能诱导双层优化模型。其中，上层为路网补能负效应最小化诱导激励模型；下层为带有补能站点选择的混行路网均衡模型。然后，采用遗传算法求解上层模型，下层模型通过Frank-Wolfe算法求解，得出路网中补能车辆的最优诱导方案。最后，以经典Nguyen-Dupius路网为例验证模型，并进行灵敏度分析。结果表明，尽管本文提出的补能诱导模型增加了规划者的激励成本，但总社会补能负效应成本降低，证明了补能诱导的有效性。

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基于案例的城市轨道交通车站能耗定额标准研究

刘爽，王慧文，兴妍，陈绍宽

交通运输系统工程与信息 2020, 20 (4): 231-235.

摘要（479）

PDF （1535KB）（321）

车站能耗定额标准是城市轨道交通能耗评价和节能工作的重要基础.本文从我国城市轨道交通发展对能耗的需求出发，分析城市轨道交通系统能耗的构成；以北京市轨道交通部分车站为例，分析不同类型车站的设备能耗构成，特点和建筑面积，日客流量，敷设方式，出入口数量等因素对能耗的影响；基于能耗定额评价方法，提出包含基本、奢侈性、舒适性能耗定额水平的车站能耗定额标准；基于不同类型车站，探讨非空调季和空调季的车站能耗定额标准的差异，从达到能耗目标角度提出相应的节能策略.

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城市轨道交通列车追踪间隔与牵引能耗优化

高豪，郭进，张亚东

交通运输系统工程与信息 2020, 20 (6): 170-177.

摘要（461）

PDF （2061KB）（196）

针对城市轨道交通高峰小时列车密集追踪运行的特点，将降低列车牵引能耗和提升线路通过能力同时作为优化目标，研究列车运行操纵优化问题.给出移动闭塞条件下列车牵引能耗和最小追踪间隔的计算方式，考虑列车安全、正点运行约束，构建双目标优化模型. 结合 ε -约束法，提出一种基于动态规划的搜索算法求解模型.以亦庄线为优化算例，求解得到一组列车最优操纵Pareto解，体现两优化目标之间的均衡关系：列车进站过程采用两次制动操纵策略可有效压缩最小追踪间隔，为弥补两次制动过程额外消耗的运行时间，列车需付出更多的牵引能耗提升进站以前的运行速度以满足正点运行约束.

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基于经济计量回归模型的车辆能耗分层抽样方法研究

胡莹，邵春福，王书灵，孙海瑞

交通运输系统工程与信息 2017, 17 (6): 70-76.

摘要（459）

PDF （1735KB）（758）

随着车辆保有量的不断上涨，环境的不断恶化，控制车用燃油已成为北京市交通领域节能减排工作的重要措施之一.私人小客车作为车用燃油的主要用户，由于数量庞大，消费自主性较强，目前无法采用全样统计的方式获取其燃油消耗，仅能依靠抽样的方式，利用样本推算其整体燃油消耗.因此，为获取可靠的燃油消耗样本，准确反映全市私人小客车燃油消耗水平，明确能耗显著影响因素和设计科学的分层抽样框架成为了关键.本文利用北京市现有私人小客车能耗调查数据，通过构建计量回归模型分析私人小客车能耗关键影响因素；利用计量学中引入虚拟变量的处理方法，提出了分层抽样框设计原理和阈值划分模型，最终形成分层抽样框架.

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高速列车多区间节能操纵优化研究

麻存瑞，毛保华，柏赟，王敏，李佳杰，杨彦强

交通运输系统工程与信息 2018, 18 (5): 178-183.

摘要（454）

PDF （3618KB）（389）

区间运行时间和操纵方法是实现高速列车节能运行的两个重要方面.本文构建了可调整区间运行冗余时间的高速列车多区间节能操纵模型.考虑到高铁枢纽车站和非枢纽站对列车到达时刻准点性的要求程度不同，模型中增加了枢纽车站的列车到达时刻与列车运行图定到达时刻一致性约束，以及非枢纽车站的列车到达时刻在一定时间范围内的约束.为了避免解空间中不满足定时约束的不可行解的数量影响算法效率，设计了一种三层编码的遗传算法来求解模型.通过1条包含3个枢纽车站、3个非枢纽车站的高速铁路线路验证，结果表明，本文所提出的高速列车多区间节能操纵方法能够保证枢纽车站列车到达时刻不变，非枢纽车站列车到达时刻在一定时间范围内变换时，求得多个区间的列车最优节能操纵速度轨迹.与基于牵引—惰行控制方法和单区间节能操纵方法在图定运行时分下的计算结果相比，本文所提出的方法节能率分别超过16%和4%.

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基于定数理论过饱和交叉口车辆能耗研究

赵红星，何瑞春，贾富强

交通运输系统工程与信息 2017, 17 (5): 75-81.

摘要（431）

PDF （1295KB）（697）

针对过饱和信号交叉口车辆高能耗问题，以信号交叉口整个过饱和交通状态持续时间作为研究时段，利用定数理论分析车辆排队长度、停车次数和通行时间，确定车辆在信号交叉口的减速、怠速、加速和匀速行驶时间，进一步依据车辆在不同行驶状态下的能源消耗率，建立了过饱和交叉口所有车辆第1 次停车至通过停车线的平均能耗模型. 为了验证模型的准确性，以某个两相位过饱和交叉口为例，对不同交通流量下的车辆能耗进行计算，并将计算结果与VISSIM仿真结果对比分析，结果表明，本文模型对过饱和信号交叉口的车辆能耗分析具有一定的合理性.同时，依据此模型分析了信号配时对过饱和交叉口车辆能耗的影响，说明了优化配时参数对于过饱和交叉口车辆节能具有重要意义.

专题