一种基于OBD的洗扫车NOx排放统计方法

本发明涉及车辆排放测试，尤其涉及一种基于obd的洗扫车nox排放统计方法。

背景技术：

1、市政环卫车在城市中扮演着重要的角色，洗扫车作为城市环卫系统中不可或缺的一部分，其在维护城市环境卫生和改善市容市貌方面发挥着至关重要的作用。目前，城市中有大量洗扫车投入使用，其活动区域主要分布在城市街道和居民区，其排放对周围环境和居民健康可能产生直接影响，然而少有研究关注洗扫车的排放问题。与此同时，由于洗扫车作业的特殊性，其在运行过程中存在频繁的启停、低速行驶等不同于普通货车的行驶特征，导致其排放特征也存在显著差异。车载诊断系统(on-board diagnostic system,obd)为研究在用车nox排放特征提供技术支撑。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种方便管理者快速准确统计洗扫车nox排放的基于obd的洗扫车nox排放统计方法。

2、技术方案：本发明的洗扫车nox排放统计方法，包括步骤如下：

3、s1，在洗扫车上安装车载诊断系统，获取车辆实际运行数据，并对获取的数据进行预处理；

4、s2，将洗扫车轨迹点数据与研究区域的路网数据进行匹配，获取轨迹点道路信息，其中，轨迹点是采集的洗扫车实际运行中的经纬度坐标；

5、s3，基于步骤s1获得的车速数据，对洗扫车工作状态进行识别；

6、s4，统计洗扫车分时段、路段、状态的nox排放。

7、进一步，步骤s1中，所述车辆实际运行数据包括：数据采集时间、车速、大气压力、发动机净输出扭矩、摩擦扭矩、发动机转速、发动机燃料流量、scr上下游nox传感器输出值、反应剂余量、进气量、scr出入口温度、dpf压差、发动机冷却液温度、油箱液位、经纬度、累计里程。

8、进一步，步骤s2中，获取轨迹点道路信息的具体实现步骤如下：

9、s21，将洗扫车轨迹点数据与研究区域的路网数据导入地理信息平台，确保路网数据所使用坐标系与轨迹点的经纬度坐标系一致，其中，研究区域的路网数据基于openstreetmap开源地图下载获取；

10、s22，基于图层要素的位置属性将洗扫车轨迹点数据与研究区域的路网数据进行匹配，获取轨迹点所在路段名称和道路类型。

11、进一步，步骤s3中洗扫车工作状态包括：

12、洗扫状态，是指洗扫车处于机械化洗扫作业状态；

13、行驶状态，是指洗扫车未进行机械化洗扫作业，在道路上行驶的状态。

14、进一步，步骤s3中，对洗扫车工作状态进行识别的具体实现步骤如下：

15、s31，根据步骤s1获取的车辆实际运行数据，对洗扫车划分短行程；

16、s32，计算各短行程片段的最大速度、平均速度、平均行驶速度和速度标准差，公式如下：

17、vmax,i＝max{v1，i，v2，i,…,vn，i}

18、

19、

20、

21、式中：

22、vmax,i为短行程片段i的最大速度，km/h；

23、vm,i为短行程片段i的平均速度，km/h；

24、vj,i为短行程片段i中第j条数据的速度，km/h；

25、ni为短行程片段i的数据量；

26、vmr,i为短行程片段i的平均行驶速度，km/h；

27、n′i为短行程片段i中非怠速数据个数；

28、vstd,i为短行程片段i的速度标准差，km/h；

29、n为短行程片段i的总数据条数；

30、s33，根据洗扫车机械化洗扫作业规范及实际运行情况确定各工作状态速度阈值；

31、若短行程片段i的最大速度小于20km/h，且平均行驶速度小于等于10km/h，且速度标准差小于等于5km/h，则该短行程片段处于洗扫状态，标记为洗扫段；

32、若短行程片段i的最大速度大于等于20km/h，且平均行驶速度大于10km/h，且该短行程片段中，连续处于速度小于等于10km/h的非怠速时长低于180s，则该短行程片段处于行驶状态，标记为行驶段；

33、若短行程片段i不满足上述判断条件，标记为其他段。

34、进一步，步骤s4中，统计洗扫车分时段、路段、状态的nox排放的具体实现步骤如下：

35、s41，基于步骤s3建立洗扫车洗扫状态数据库和行驶状态数据库；

36、s42，基于采集的发动机燃料流量、进气量和scr下游nox传感器输出值计算洗扫车的瞬时nox排放，公式如下：

37、

38、式中：

39、为瞬时nox排放率，g/s；

40、为obd读取的scr下游nox浓度，ppm；

41、qmaf为obd读取的空气进气质量流量(进气量)，kg/h；

42、qfr为obd读取的发动机燃料流量，l/h；

43、ρfuel为燃料密度，kg/l；

44、m为nox的摩尔质量，g/mol；

45、losses为损失系数，取值为0.95；

46、ρexhaust为排气分子量；

47、s43，基于数据采集时间和道路信息，将步骤s41建立的洗扫状态数据库和行驶状态数据库按照时段、路段进行分组；

48、s44，基于步骤s43统计洗扫车分时段、路段、状态的nox排放，公式如下：

49、

50、

51、

52、式中：

53、ep,q,r为统计时间范围内路段q上p时段洗扫车处于r状态的nox排放总量，g；

54、erp,q,r为统计时间范围内路段q上p时段洗扫车处于r状态的平均nox排放率，g/s；

55、为统计时间范围内路段q上p时段洗扫车处于r状态的瞬时nox排放率，g/s；

56、m为统计时间范围内路段q上p时段洗扫车处于r状态的数据个数；

57、efp,q,r为统计时间范围内路段q上p时段洗扫车处于r状态的单位里程nox排放因子，g/km；

58、vk为统计时间范围内路段q上p时段洗扫车处于r状态的瞬时速度，km/h；

59、进一步统计洗扫车基于路段的nox排放量和基于工作状态的nox排放量，公式如下：

60、

61、

62、

63、

64、式中：

65、tp,q,r为统计时间范围内路段q上p时段洗扫车处于r状态的时间，s；

66、tpq,r为统计时间范围内路段q上洗扫车处于r状态的时间分担率，％；

67、epq,r为统计时间范围内路段q上洗扫车处于r状态的nox排放分担率，％；

68、tpr为统计时间范围内洗扫车处于r状态的时间分担率，％；

69、epr为统计时间范围内洗扫车处于r状态的nox排放分担率，％。

70、本发明与现有技术相比，其显著效果如下：

71、1、本发明基于obd数据能够有效识别洗扫车运行过程中的洗扫状态和行驶状态，同时结合轨迹点经纬度信息，方便管理者有效监管洗扫车的洗扫作业完成进度和效率；

72、2、本发明提供了一种基于obd的洗扫车nox排放统计方法，方便管理者快速准确统计目标洗扫车在不同时间范围内(年度、季度、月度、周、日)的nox排放情况，并可以进一步细分至具体时段、路段、工作状态，为洗扫车排放监管和控制提供数据支持。