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Determinazione dei fattori di emissione medi di una tipologia di veicoli in funzione di alcuni parametri cinematici. Confronto con COPERT III e IV XIV.

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Presentazione sul tema: "Determinazione dei fattori di emissione medi di una tipologia di veicoli in funzione di alcuni parametri cinematici. Confronto con COPERT III e IV XIV."— Transcript della presentazione:

1 Determinazione dei fattori di emissione medi di una tipologia di veicoli in funzione di alcuni parametri cinematici. Confronto con COPERT III e IV XIV riunione dell Expert Panel Venezia - 16 Ottobre 2008 Livia Della Ragione, Giovanni Meccariello In memoria e ricordo di Mario Rapone

2 La valutazione delle emissioni può essere realizzata in differenti scale spazio-temporali in relazione a differenti obiettivi I modelli per la definizione dei fattori di emissione possono essere categorizzati come macro-scale, meso- scale e micro-scale a seconda della finalità di utilizzo e della quantità di informazioni che essi richiedono sia in relazione al traffico, che alla composizione del parco circolante, che alla caratterizzazione del driving behaviour XIV riunione dell Expert Panel Venezia - 16 Ottobre 2008

3 Per lo sviluppo di piani di trasporto regionali o di una specifica città ci si può riferire ad un approccio modellistico meso Modelli su mesoscala richiedono una approfondita rappresentazione del traffico nellarea individuata e della rete di trasporto in links Per ciascun link le emissioni medie sono generalmente valutate per ciascun veicolo come funzioni del flusso di veicoli e della velocità media XIV riunione dell Expert Panel Venezia - 16 Ottobre 2008

4 Nellambito meso è stato sviluppato in Istituto Motori nel contesto del progetto Europeo ARTEMIS, il modello Kinematic Emission Model KEM Le emissioni predette sono calcolate su un micro-trip basandosi su una dettagliata descrizione del profilo di velocità, mediante parametri cinematici, ma utilizzando meno informazioni rispetto ai modelli istantanei Si basa sullanalisi di un grande database di emissioni provenienti dal progetto UE ARTEMIS. XIV riunione dell Expert Panel Venezia - 16 Ottobre 2008

5 Lobiettivo attuale è lo sviluppo di un tool che implementi il modello KEM in un approccio DSS e permetta di stimare le emissioni associate ad una condizione di traffico Le parti costituenti il DSS sono il datawarehouse delle emissioni, il model base e la GUI (grafical user interface ) Sarà implementato un emission module che accetti come input un certo numero di variabili cinematiche caratterizzanti i cicli di guida e fornisca in output CO, CO2, HC, NOX etc. in g/km XIV riunione dell Expert Panel Venezia - 16 Ottobre 2008

6 Accesso ed estrazioni dal database ARTEMIS / UTENTE Datawarehouse Metodi statistici/algoritmi/regole Modelli di emissione (predeterminati/elaborati) DSS Interfaccia utente e moduli: EASY GIS … GUI Module Profili dei cicli / analisi cinematiche Fattori di emissione Mappa delle emissioni … Output Report

7 Nel Model Base sono implementati metodi statistici multivariati e regressione Partial Least Squares (PLS) per la determinazione dei valori predetti e dei coefficienti di calcolo delle emissioni Il modello di regressione ha come variabili di risposta Y le emissioni di CO, HC, NOx, CO 2 in g/km, misurate in un ciclo di guida Le variabili X indipendenti sono relative a parametri cinematici atti a rappresentare il real-world driving behavior of vehicles in any traffic situation XIV riunione dell Expert Panel Venezia - 16 Ottobre 2008

8 Le variabili indipendenti sono relative allequazione dinamica del veicolo, con laggiunta del tempo al minimo per tener conto delle emissioni prodotte durante questa fase M P(t)dt t (a+b*v(t)+c*v 2 (t)+d*M v *a(t))*v(t) dt In cui M massa totale dei gas di scarico P(t) la potenza erogata dal motore, v(t) speed a(t) laccelerazione M v la massa del veicolo

9 Model Base - Easy Parametri Utente da GUI Output- Report Determinazione delle variabili cinematiche Determinazione dei fattori di emissione Fattori di emissione in g/km Tecnologia Cilindrata Omologazione Time series v(t) del ciclo di guida Parametri selezione/output Utente Parco circolante

10 Datamart Model Base GUIGUI Datawarehouse Database PM (mg/km)

11 Valori osservati, KEM, Copert IV, Copert III CO g/km g/km Vm (km/h)

12 Valori osservati, KEM, Copert IV, Copert III NOx g/km g/km Vm (km/h)

13 Coefficienti Copert IVabcde C.IV Nox E15.25E E E-05 C.IV Nox E22.84E E E E E-04 C.IV Nox E39.29E E E E E-06 C.IV Nox E41.06E E E-06 abcde C.IV HC E11.35E E E E-03 C.IV HC E24.11E E E E+04 C.IV HC E35.57E E E E E-05 C.IV HC E41.18E E E E-07 abcde C.IV CO E11.12E E E E E-04 C.IV CO E26.05E E E E E-04 C.IV CO E37.17E E E E-01 C.IV CO E41.36E E E E-05

14 EASY MODULE utilizza una metodologia statistica, sviluppata in Istituto Motori, per lanalisi delle emissioni inquinanti relazionate alle caratteristiche cinematiche dei cicli di guida. Per la determinazione dei fattori di emissione il modulo di calcolo determinerà i coefficienti per ottenere le stime di previsione di un determinato ciclo di guida data una combinazione di tecnologia/cilindrata/omologazione. Il tool si basa, in un modulo di calcolo nellambito del Model Base, di un insieme di modelli statistici basati sulla regressione PLS per lindividuazione dei coefficienti per la previsione dei fattori di emissione e per lindividuazione di indici statistici delle stime.

15 Deve essere ideato e sviluppato un modulo di elaborazione del sistema IM-CNR che valuta per ciascun arco della rete di traffico rappresentata dal GIS informazioni riguardanti: classificazione del tipo di strada per ciascun arco del percorso le emissioni prodotte da diverse classi di veicoli per ciascuna tipologia di strada, utilizzando i moduli del sistema informatico IM CNR, per predefinite situazioni traffico/strada. le emissioni da correnti tipiche di traffico per la zona geografica considerata ricavate da dati ACI, per predefinite situazioni traffico/strada ed ipotizzate composizione veicolari della corrente (se non disponibili come dato di input). le emissioni dei veicoli valutate fanno riferimento ad una specifica strada (per esempio autostrada e/o tangenziale) per la quale sono disponibili dati di flusso e/o di densità veicolare e/o di velocità media.

16 1. Realizzare il disegno concettuale di KEM 2. Integrare il Datawarehouse con nuovi dati provenienti da altre sperimentazioni o da terzi per migliorare la predittività dei modelli. 3. Integrare il Datawarehouse con dati provenienti da sperimentazioni su altri tipi di veicoli (due ruote, track …) e sviluppare i relativi modelli predittivi 4. Implementare tool fruibile … XIV riunione dell Expert Panel Venezia - 16 Ottobre 2008

17 Grazie per lattenzione..… Riferimenti Istituto Motori dott. Livia Della Ragione dott. Giovanni Meccariello XIV riunione dell Expert Panel Venezia - 16 Ottobre 2008


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