Введение
1. Анализ состояния вопроса, цель и задачи исследования 10
1.1. Тенденция экологического прессинга автомобильного транспорта на атмосферу 10
1.1.1. Количественная и качественная структура парка 10
1.1.2. Специфика используемого топлива 12
1.1.3. Экологический прессинг автомобильного транспорта на атмосферу города 16
1.1.4. Токсичность отработавших газов автомобиля. 18
1.1.5. Классификация элементов улично-дорожной сети города по экологическим показателям 22
1.2. Состояние вопроса 26
1.2.1. Специфика предметной области 26
1.2.2. Нормативно-правовой аспект 27
1.2.3. Современный уровень алгоритмизации предметной области. 31
1.3. Техническое обеспечение современных исследований. 38
1.3.1. Оборудование и приборы. 38
1.3.2. Программно-аппаратные комплексы 42
1.4. Проблематика, цель и задачи исследования. 43
1.4.1. Проблематика предметной области. 43
1.4.2. Цель и задачи исследования 44
2. Разработка и исследование математической модели механизма загрязнения атмосферы автомобильным транспортом 46
2.1. Общие замечания 46
2.2. Математическая модель транспортного потока 47
2.2.1. Модель однородного транспортного потока. 47
2.2.1.1. Динамические характеристики транспортного потока. 47
2.2.1.2. Статистические характеристики транспортного потока 53
2.2.1.3. Временные характеристики транспортного потока 57
2.3. Математическая модель «Расход топлива - динамика транспортного потока» 58
2.3.1. Общая характеристика модели 58
2.3.2. Математическая модель «Расход топлива - динамика транспортного потока» 59
2.3.2.1. Общие замечания 59
2.3.2.2. Математическая модель «Расход топлива - динамика транспортного потока» 59
2.3.2.3. Учет временных параметров транспортного потока 61
2.3.2.4. Учет структуры транспортного потока 62
2.3.2.5. Учет типизации элементов УДС 62
2.3.2.6. Учет влияния системы управления движением 63
2.3.2.7. Результирующая математическая модель «Расход топлива-динамика транспортного потока» 67
2.4. Математическая модель формирования массовых выбросов загрязняющих веществ автотранспортом в атмосферу 71
2.5. Обобщенная оценка эффективности работы автотранспортного потока 72
2.5.1. Целеполагание в задачах управления автотранспортными потоками 72
2.5.2. Энергетический КПД транспортного потока 73
2.5.3. Топливный КПД транспортного потока 76
2.5.4. Экологический КПД транспортного потока 77
2.5.5. Обобщенная оценка эффективности работы транспортного потока 79
3 . Инструментальные средства и методика экспериментальных исследований 81
3.1. Задачи экспериментальных исследований 81
3.2. Общая характеристика экспериментальных исследований. 82
3.3. Инструментальные средства. 82
3.3.1. Измерительно-вычислительный комплекс «ИВК-01» 82
3.3.2. Видеоаппаратура 91
3.4. Методика экспериментальных исследований 94
3.4.1. Методика исследования динамики транспортного потока 94
3.4.1.1. Задачи эксперимента 94
3.4.1.2. Порядок проведения эксперимента 96
3.4.2. Методика исследования энергетических характеристик транспортного потока 97
3.4.2.1. Задачи эксперимента 97
3.4.2.2. Порядок проведения эксперимента 97
3.4.3. Методика исследования экологических характеристик транспортного потока 98
3.4.3.1. Задачи эксперимента 98
3.4.3.2. Порядок проведения эксперимента 98
4 .Анализ теоретических и экспериментальных данных. Оценка адекватности моделей 100
4.1. Структурная и параметрическая идентификация модели транспортного потока 100
4.1.1. Модель транспортного потока 100
4.1.2. Временные характеристики транспортного потока 104
4.1.3. Статистические характеристики транспортного потока. 108
4.2. Структурная и параметрическая идентификация модели «Расход топлива - динамика транспортного потока» 109
4.3. Структурная и параметрическая идентификация модели формирования массовых выбросов загрязняющих веществ автотранспортом в атмосферу 112
5. Разработка и внедрение инструментальных средств для контроля и оценки уровня загрязнения воздуха автомобильным транспортом 117
5.1. Разработка АРМ «Атмосфера-01» 117
5.1.1. Принципы построения АРМ 117
5.1.2. Разработка функциональной структуры АРМ 118
5.1.3. Разработка программного обеспечения АРМ 119
5.1.4. Требования к аппаратному обеспечению 124
5.2. Внедрение результатов исследования в практику экологического контроля загрязнения атмосферы города автомобильным транспортом 124
5.2.1. Внедрение АРМ «Атмосфера 01» 124
5.2.2. Использование разработанных инструментальных средств в учебном процессе 125
5.2.3. Возможные области применения результатов исследований 125
Основные выводы 127
Список использованной литературы 129
Приложения 137
