Journal of Korean Society of Transportation (대한교통학회지)

Korean Society of Transportation (대한교통학회)
권호 표지

A Study of Calculation Methodology of Vehicle Emissions based on Driver Speed and Acceleration Behavior

차량 주행상태를 고려한 차량 배출가스 산정 모형 구축

  • Received : 2010.05.31
  • Accepted : 2011.07.19
  • Published : 2011.10.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Traffic signal is one of the major factors that affect the amount of vehicle emissions on urban highway. The amount of vehicle emissions in urban area is highly affected by the vehicle's cruising speeds heavily influenced by the traffic signal lighting conditions. It was attempted in this study to trace the changing patterns of the vehicle emissions by collecting the emission data from a set of simulation studies and by categorizing vehicle cruising conditions into four different groups: idling, acceleration, deceleration, and running at a constant speed. Authors propose a simple emission model prepared based on Kinematic theory. The validation test results showed that the amount of the emission estimated by the proposed model was relatively satisfactory compared to the one of the existing model employing the average speed data only as the determinant.

대기오염물질과 온실가스가 주는 폐해는 점차 심각한 수준으로 발전하고 있는 상황에서 자동차에 의한 배출가스가 대표적인 배출원의 하나로 손꼽히고 있다. 교통부문에 있어서는 교통운영전략 등에 의해 배출가스량을 억제 및 관리할 수 있는 방법론에 대한 연구가 필요한 상황이나 아직까지 차량의 운행행태 즉 가속, 감속, 정지 시 등에 따른 배출량을 산정할 수 있는 모형에 대한 연구는 미미한 수준이다. 본 연구에서는 신호교차로와 같은 도로를 주행하는 차량이 가속, 감속 정지 하면서 배출하는 배출가스량을 산정할 수 있는 모형을 구축하였으며 이를 위하여 차량 실험을 기반으로 배출량표를 작성하고 차량의 움직임을 운동학적 접근법으로 분석하여 모형을 구축하였다. 최종적으로는 미시적 시뮬레이터와 배출표를 이용하여 가장 현실적인 배출량 산정체계를 구축하여 모형을 검증, 평가하였다. 평가 결과 기존의 평균주행속도를 이용한 배출모형 보다 상대적으로 정확한 배출량을 산정하는 것으로 분석되었다.

Keywords

References

  1. 경기개발연구원(2002), "수도권 자동차 대기오염물질 배출량 추정 및 대기오염 저감 정책방안 연구".
  2. 김종규.이종태.서광석(1994), "CVS-75모드와 도로실주행모드에 의한 자동차 배출가스 상관성 분석", 경기전문대학 논문집, 제21호, 경기전문대학, pp.111-118.
  3. 김진영.김영성.김용표(1999), "서울수도권지역 주요 대기오염물질 배출원 자료 현황 분석", 한국대기환경학회지, 제15권 제6호, 한국대기환경학회, pp.813-826.
  4. 대한교통학회(2006), "철도투자평가편람".
  5. 박성규.김신도.이영인(2001), "자동차 대기오염물질 산정 방법론 설정에 관한 비교 연구 (강남구의 실시간 교통량 자료를 이용하여)", 대한교통학회지, 19권 제4호, 대한교통학회, pp.35-47.
  6. 서광석.김종규(1995), "교통여건 변화에 따른 자동차 오염물질 배출에 관한 연구", 환경관리학회지, 제1집, 한국환경관리학회, pp.68-83.
  7. 서임기.이병주.왕위걸.남궁문(2007), "미시적 시뮬레이션을 이용한 교통정책 대안별 자동차 배출가스 저감 효과 분석", 대한교통학회지, 제25권 제6호, 대한교통학회, pp.89-97.
  8. 유지열.도종인.윤균덕.공부주.채경순.최재성(1997), "통행예측기법을 이용한 이동오염원의 대기오염물질 배출량 산정에 관한 연구", 한국대기환경학회 학술대회 눈문집, 제1권, 한국대기환경학회, pp.65-66.
  9. 장영기.조경두.김동영.조규탁(1997), "GIS를 이용한 이동오염원 배출량 산정", 한국대기환경학회 학술대회 논문집, 제2권, 한국대기환경학회, pp.100-102.
  10. 정성운.류정호.유영숙(2006), "자동차 오염물질 배출계수 산정을 위한 CVS-75모드와 국내차속모드의 상관성 비교 연구", 한국대기환경학회지, 제22권 제3호, 한국대기환경학회, pp.383-391.
  11. 조강래(2001), "자동차에서 배출되는 오염물질의 배출계수 산출과 예측", 대한설비공학회 환경부문강연회, 2001-11회, 대한설비공학회, pp.1-16.
  12. 조규탁(2002), "자동차 대기오염물질 배출량의 공간해상도 개선을 위한 Nested Top Down Approach 개발", 서울대학교 박사학위논문.
  13. Ahn, K.H. and Rakha H.(2008), "The effects of route choice decisions on vehicle energy consumption and emissions", Transportation Research Part D, Vol.13(3), pp.151-167. https://doi.org/10.1016/j.trd.2008.01.005
  14. Barth, M. J., and Boriboonsomsin, K. (2008), "Real world $CO_2$ impacts of traffic congestion", Transportation Research Record, Vol.2058, pp.163-171. https://doi.org/10.3141/2058-20
  15. Coelho, M.C., Tiago L.F., Nagui M.R. (2005), "Impact of speed control traffic signals on pollutant emissions", Transportation Research Part D, Vol.10(4), pp.323-340. https://doi.org/10.1016/j.trd.2005.04.005
  16. Drew, D.R.(1968), "Traffic Flow Theory and Control", Mcgraw-Hill.
  17. Dion, F., Rakha, H., and Kang, Y.S.(2004), "Comparison of delay estimates at under saturated and over saturated pre-timed signalized intersection", Transportation Research Part B, Vol.38(2), pp.99-122. https://doi.org/10.1016/S0191-2615(03)00003-1
  18. IPCC(2006), "IPCC Guideline".
  19. Jones, T.R., and Renfrey, B.P.(1962), "The mesurement of acceleration Noise : A traffic Parameter", Operations Research, Vol.10, pp.745-763. https://doi.org/10.1287/opre.10.6.745
  20. Li, X., Li, G., Pang, S.S, Yang, X., and Tian, J.(2004), "Signal timing of intersections using integrated optimization of traffic quality, emissions and fuel consumption: a note", Transportation Research Part D, Vol.9(5), pp.401-407. https://doi.org/10.1016/j.trd.2004.05.001
  21. Matzoros, A. and Van, Vliet D.V.(1992), "A model of air pollution from road traffic based on the characeristics of interrupted flow and junction control: Part I-model description", Transportation Research Part A, Vol.26(4), pp.315-330.
  22. Messer, C.J.(1997), "Traffic flow theory", TRB special report 165.
  23. Michalopoluos, P.G. and Stephanopoulos, G.(1981), "An Application of Shock Wave Theory To Traffic Signal Control", Transportation Research. Vol.15B, pp.35-51.
  24. Rouphail, N.M., Frey, H.C., Colyar, J.D., and Unal, A.(2001), "Vehicle emissions and traffic measures :exploratory analysis of field observations at signalized arterials". Proceeding of 80th Annual Meeting of the Transportation Research Board, pp.7-11, Washington D.C.
  25. Skabardonis, A.(1997), "Modeling framework for estimating emissions for large urban areas", Transportation Research Record, Vol.1587, pp.85-95. https://doi.org/10.3141/1587-10