基于GPS的北京市私人乘用车出行特征研究

北京市高达500万辆的汽车保有量，导致了车用能源消耗量的大幅增加和尾气排放引发的环境问题加剧。以纯电驱动为代表的新能源汽车具有显著降低传统车用燃料消耗和区域范围内直接污染物排放的优势，成为今后技术研发和产业化发展的重点。在目前车用动力电池较低的能量密度技术水平和较高的生产成本下，根据车辆出行特征优化新能源汽车的关键参数，对于其产业化快速推进具有重要的意义；同时出行特征也是评估电能和液体燃料在车用能源中构成比例的关键影响因素之一。本文旨在通过先进的GPS技术研究北京市私人乘用车的出行特征，包括里程分布和行驶工况两部分内容。 首先，搭建了基于GPS的出行特征数据库平台，采用被动式调查方法客观真实的获取志愿车日常出行数据；其次，进行了出行特征的时空分析，包括里程分布、时间分布和频次分布在工作日与非工作日的差异；第三，根据里程分布，进行了电动汽车的里程适用性和平均能耗评价的分析；最后，使用运动学片段合成法完成了北京市不同运行工况的构建和比较。 本研究的主要成果：第一，完成了2012年6月至2013年3月间北京市112辆私人乘用车2003车天、4892次出行，总计1×10～5km的出行数据采集和有序储存。第二，北京市私人乘用车的日出行里程服从伽玛分布，工作日和双休日的伽玛分布参数不同，形状参数分别为1.20和1.25，尺度参数分别为3.83×10-2和3.12×10-2；非节假日的出行里程为35.4km，工作日、双休日、节假日分别为31.4km、39.1km和48.0km；日均出行时间为1.6h，每天平均出行2.4次，每次平均出行14.6km。第三，对于续驶里程为50km的纯电动汽车，单次充电能满足78%的非节假日出行，两次充电提高到93%；同时，基于里程分布完成了北京地区插电式混合动力汽车（PHEV）的效用因子（UF）公式拟合回归，分析了PHEV在北京的实际燃油消耗比在美国低的主要原因。第四，北京三环内区域上下班高峰期和五环外区域非高峰期的工况特征具有显著的差异性，主要参数分别是怠速时间比例为41%和26%、平均行驶速度为26km/h和31km/h、平均加速度为0.7m/s2和0.6m/s2等。