文献综述(或调研报告):
重卡作为货运物流的主要的运输载体之一,其油耗水平直接影响着物流成本大小与尾气排放水平。在多维度因素影响下,同一路线行驶的相同类型的重卡油耗水平不尽相同。关于货运重卡油耗受多因素影响的分析探究一直是交通运输载具运用工程与经济计量领域的热门研究内容,许多国内外学者基于不同层面的视角探究发现了许多重卡燃油消耗与各类影响因素间的机理。本章将从重卡油耗的影响因素的研究、重卡油耗模型的研究两方面来综述国内外的研究方法与成果。
3.1 重卡油耗影响因素的研究
3.1.1 国外研究现状
在复杂环境下运行的货运重卡的油耗水平是受多种因素共同影响的结果。Ahn等人[5]在2002年便指出,对于影响重卡油耗的诸多因素,研究者普遍将其分为六大类,即:出行相关的因素、天气相关因素、车辆相关因素、道路相关因素、交通相关与驾驶员相关因素。但由于汽车发动机工业生产理念的革新,近年国外对于重卡油耗各类别影响因素的具体研究相对较少,具体现状分析分析如下:
- 出行因素
与出行相关的因素包括出行的距离和次数。Barth等人[6]在2007年开发了基于先进导航的生态出行路线系统,其不仅能够提供最短出行距离和最短出行时间的路线,还使得燃油经济性改善幅度达到8.73%至42.15%。2008年Ahn和Rakha[7]等人基于VT-Micro和CMEM模型通过调查路线选择对燃料使用的影响发现,对于出行起讫点相同的司机,选择更好交通条件的路线,每消耗4.3分钟的出行时间,可以节省大约18-23%的燃料。同时期Frey等人[8]在真实驾驶循环下进行实地实验,验证了不同路线对油耗的实际影响。此外,Boriboon Somsin[9]等人于2009年通过相同的实验方法也证实出行路线对油耗的影响是显而易见的。2016年,Ali Hakimelahi[10]等人利用CUBE软件对伊朗设拉子市的出行需求估算及其与燃油消耗的关系进行了评估和校准,从外生变量和内生变量两个方面证明了机动车燃油使用与出行生成过程之间存在较强的相关性。Weiliang Zeng[11]等人在2020年1月提出了一种基于拉格朗日松弛的概率出行时间预算生态路径问题的求解方法,他们发现随着出行时间的延缓,节油保持效益先增加后保持相对稳定,而节油效益随着出行需求的增加先增加后减少。
(2)天气因素
与天气有关的因素包括环境温度、湿度和风力等。Pelkmans等人[12]于2004年在72个不同环境温度、湿度 、风力的环境下测试货运卡车的油耗,并实时监控卡车内的各附件运行情况,发现这些天气因素通过影响车辆附件来影响燃油消耗。而根据美国环保署[13]于2015年的大数据分析模型指出,如果正确使用车辆附件并采用更高效的油泵,车辆燃油经济性可能会提高1%。
(3)车辆因素
与车辆有关最重要的因素是发动机、负载、车速和加速度。Ericsson等人[14]在2001年运用因子分析法研究了独立驾驶模式因素对燃油使用量的影响,发现在所有影响因素中,有4个因素与加速度有关,2个因素与速度有关。El Shawarby等人[15]于2005年在评估公路车辆巡航速度和加速水平对燃油消耗的影响后发现,车辆的燃油消耗随着驾驶时加速操作的迅猛程度的增加而降低。Ben等人[16]于2013年通过控制变量实验发现,发动机的功率大小、速度、使用的燃料类型以及车辆是否配备了尾气后处理系统直接决定了其燃油消耗性能,同时计算影响因素贡献度发现,车速和加速度是对油耗有显著影响的最直观的变量。Zhenzhen Zhang等人[17]在2015年在研究重卡油耗模型时将装载重量列入考虑影响因素中,采用进化局部搜索(ELS)框架对解空间进行深入研究,同时得出最佳装载—油耗方案,采用基于开放空间的启发式算法来识别装车方案。
