使用重型卡車在現(xiàn)場試驗中測試連接的環(huán)保駕駛系統(tǒng)

目前，90%用于運輸?shù)娜剂鲜且允蜑榛A的，使其成為全球空氣污染的主要原因之一。然而，最近的技術進步最終使得能夠開發(fā)新工具以減少與運輸相關的能量消耗和溫室氣體(GHG)排放。

研究人員一直在探索的策略之一是連接生態(tài)駕駛，這需要使用連接和自動車輛(CAV)技術。該技術可以減少單個車輛的停止次數(shù)和空轉時間，同時還可以避免基于實時交通信息的不必要的加速或減速，例如各個交通信號的信號相位和定時(SPaT)數(shù)據。

盡管其中一些方法顯示出了前景，但迄今為止大多數(shù)研究都側重于測試乘用車中的連接式環(huán)保駕駛，顯示燃油節(jié)省約10%至15%。在重型卡車上實施這一戰(zhàn)略可能會帶來類似的(如果不是更大的話)燃料節(jié)省。

意識到文獻中的這一差距，加州大學河濱分校(加州大學河濱分校)和沃爾沃集團北美分公司的一組研究人員最近在一系列重型卡車現(xiàn)場試驗中測試了一種連接的環(huán)保駕駛系統(tǒng)。他們的研究結果發(fā)表在預先公布在arXiv上的一篇論文中，非常有前途，他們的系統(tǒng)使卡車在接近交叉路口時的速度曲線更加平穩(wěn)。

“我們已經將這項技術作為我們的連接和自動車輛研究計劃的一部分進行了十多年的研究，”首席研究員Kanok Boriboonsomsin告訴TechXplore。“主要的想法是，通過實現(xiàn)車輛與路邊基礎設施之間的通信(即交通信號)，我們可以提高駕駛效率，這將有助于降低車輛燃油消耗和尾氣排放。”

由Boriboonsomsin及其同事開發(fā)的系統(tǒng)稱為Eco-Drive，可以根據實時SPaT信息指導駕駛員接近和離開信號交叉口。通過提示道路上的車輛在接近交叉路口時遵循精心設計的速度曲線，可以提高能源效率并減少溫室氣體排放。

在最近由加州空氣資源委員會和南海岸空氣質量管理區(qū)贊助的研究中，Boriboonsomsin和他的同事開始在加利福尼亞州卡森的道路上進行現(xiàn)場試驗，測試他們的生態(tài)駕駛系統(tǒng)，并將其應用于重型通常釋放大量溫室氣體的卡車。試驗是沿著兩條走廊進行的，這兩條走廊有六個相連的信號交叉口，這些交叉口的設置是為了向所有配備該系統(tǒng)的車輛傳達SPaT信息。

“當配備的車輛接近連接的交通信號時，系統(tǒng)會收到有關交通信號燈何時發(fā)生變化的信息，”Boriboonsomsin解釋道。“然后它將這些信息與其他信息一起使用(即車輛距交通信號的距離，當前車輛速度，前方是否有其他車輛以及車輛行駛的速度，以及道路的限速)來計算和為駕駛員提供推薦的駕駛速度。“

當交通信號燈為綠色或提醒他們時，研究人員提出的系統(tǒng)基本上引導駕駛員通過給定的交叉路口，以便他們可以準備在光線變紅時停止，避免不必要的硬制動。這有助于提高燃油效率，減少單個車輛的尾氣排放。

“我們正在嚴格評估該技術在模擬中的燃料消耗和減排方面的優(yōu)勢，”Boriboonsomsin說。“這使我們能夠控制現(xiàn)實世界交通環(huán)境中的各種不確定因素，這樣我們就可以在有系統(tǒng)和無系統(tǒng)駕駛之間進行一對一的比較。”

公共和私營部門的利益相關者之間建立了強有力的合作伙伴關系，使Boriboonsomsin及其同事能夠在真實的交通環(huán)境中測試他們相關的生態(tài)駕駛技術。例如，加州大學河濱分校與沃爾沃的合作是現(xiàn)場測試的關鍵推動因素。

“我們與城市，市政當局和設備供應商合作，在選定的信號交叉口實現(xiàn)連通性，”Boriboonsomsin說。“我們還與沃爾沃集團合作開發(fā)和實施重型卡車系統(tǒng)。如果沒有任何這些因素，現(xiàn)場試驗將無法實現(xiàn)。”

由研究人員進行的有限數(shù)量的現(xiàn)場試驗取得了非常有希望的結果，裝備好的車輛在接近交叉路口時顯示出更加平穩(wěn)的速度剖面。使用美國環(huán)境保護署的MOVES模型進行的計算表明，他們的連接式環(huán)保駕駛系統(tǒng)在加速情況下節(jié)省了大約9%的燃料，在減速情況下節(jié)省了4%。

研究人員補充說：“下一步是評估該技術在各種情景下減少燃料消耗和排放的好處，我們目前正在這樣做。” “然后，我們計劃在插電式混合動力電動卡車和電池電動卡車等先進技術車輛上實施和測試這項技術。連接的環(huán)保駕駛系統(tǒng)的能效提升有助于擴大這些卡車的范圍。此外，我們希望將連接的環(huán)保駕駛系統(tǒng)與自動駕駛技術相結合，使車輛自動遵循推薦的速度。“