Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại hà nội và ứng dụng trong kiểm kê phát thải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN VIẾT THÙ Y LINH

XÂY DỰNG CHU TRÌ NH LÁI ĐẶC TRƯNG CHO XE BUÝT TẠI HÀ NỘI VÀ
ỨNG DỤNG TRONG KIỂM KÊ PHÁT THẢI

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS. TS. NGHIÊM TRUNG DŨNG

Hà Nội - 2017


Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến PGS.TS Nghiêm Trung Dũng đã
ln tận tình hướng dẫn cho tơi cách tư duy khoa học và tạo mọi điều kiện thuận lợi
trong suốt thời gian thực hiện nghiên cứu để tơi có thể hồn thành luận văn này.
Tơi xin chân thành cảm ơn NCS Nguyễn Thị Yến Liên và ThSVũ Phạm Huyền
đã nhiệt tình giúp đỡ và chia sẻ những thông tin quý giá phục vụ cho luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn tất cả các Thầy, Cô giáo thuộc Viện Khoa học và
Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, những người đã truyền
thụ khơng chỉ kiến thức mà cịn cả nhiệt huyết cho tôi.

Xin gửi lời đồng cảm ơn đến các anh chị và các bạn lớp cao học KTMT khóa
2014A đã chia sẻ trong cuộc sống và học tập để tôi có thể hồn thành khóa học.
Cuối cùng, tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân cùng tất cả bạn bè
đã luôn bên cạnh động viên và giúp đỡ để tơi có thể hồn thành luận văn này.
Học viên

Nguyễn Viết Thùy Linh

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

i


Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Nguyễn Viết Thùy Linh, học viên cao học lớp KTMT 2014A, đã thực
hiện đề tài “Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng
trong kiểm kê phát thải” dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nghiêm Trung Dũng và
NCS Nguyễn Thị Yến Liên.
Tôi xin cam đoan những kết quả nghiên cứu và thảo luận trong luận văn này
là đúng sự thật và không sao chép ở bất kỳ tài liệu nào khác.
Học viên

Nguyễn Viết Thùy Linh

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

ii

Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. vi
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................. vii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................. viii
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .....................................................................2
1.1. Hiện trạng xe buýt Hà Nội ................................................................................3
1.1.1. Quy mơ hệ thống xe bt Hà Nội ..............................................................3
1.1.2. Ơ nhiễm mơi trường khơng khí từ hoạt động của xe bt Hà Nội.............4
1.2. Hệ số phát thải ..................................................................................................6
1.2.1.Khái niệm ....................................................................................................6
1.2.2. Một số phương pháp xác định ....................................................................7
1.3. Chu trình lái ......................................................................................................9
1.3.1. Khái niệm chu trình lái ...............................................................................9
1.3.2. Ảnh hưởng của chu trình lái tới hệ số phát thải .......................................11
1.3.3.Đặc tính của chu trình lái ..........................................................................13
1.4. Các phương pháp xây dựng chu trình lái đặc trưng .......................................16
1.4.1. Xây dựng chu trình lái dựa trên vi hành trình (micro-trip) ......................17
1.4.2. Xây dựng chu trình dựa trên các phân đoạn .............................................17
1.4.3. Xây dựng chu trình với sự phân loại đặc tính ..........................................18
1.4.4. Xây dựng chu trình dựa trên phương thức lái ..........................................19
1.5. Nghiên cứu xây dựng chu trình lái tại Việt Nam............................................20

CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................................21
2.1. Quy trình thực hiện .........................................................................................21
2.1.1. Sơ đồ khối quá trình thực hiện .................................................................21
2.1.2. Phương pháp xây dựng chu trình lái đặc trưng ........................................22
2.1.3. Giới thiệu về mơ hình IVE .......................................................................30
Viện Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

iii


Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

2.2. Thu thập dữ liệu ..............................................................................................33
2.2.1. Xác định khu vực và các tuyến buýt khảo sát ..........................................33
2.2.2. Thu thập thông tin về đặc điểm kỹ thuật của phương tiện .......................35
2.2.3. Đếm số lượng phương tiện .......................................................................35
2.2.4. Thu thập dữ liệu hành trình lái .................................................................37
2.2.5. Thu thập các dữ liệu thứ cấp ....................................................................37
2.3. Phân tích dữ liệu .............................................................................................37
2.3.1. Dữ liệu về phương thức lái (vận tốc – thời gian) .....................................37
2.3.2. Dữ liệu về đặc điểm kỹ thuật phương tiện ...............................................40
2.3.3. Xác định lưu lượng xe trung bình ............................................................42
2.4. Chạy mơ hình tạo lập chu trình lái đặc trưng .................................................42
2.5. Chạy mơ hình IVE ..........................................................................................42
2.6. Xác định hệ số phát thải của xe buýt ..............................................................42
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................43
3.1. Hoạt động của xe buýt Hà Nội .......................................................................44
3.1.1. Đặc điểm kỹ thuật xe buýt Hà Nội ...........................................................44
3.1.2. Lưu lượng xe ............................................................................................45

3.1.3. Sự biến động phương thức lái theo thời gian trong ngày .........................45
3.1.4. Phương thức lái giờ cao điểmbuổi sáng ...................................................48
3.2. Chu trình lái đặc trưng của xe buýt Hà Nội giờ cao điểm buổi sáng .............50
3.2.1. Bộ thông số đặc trưng tối thiểu của chu trình lái .....................................50
3.2.2. Chu trình lái đặc trưng..............................................................................51
3.2.3. Sự phù hợp của chu trình lái xây dựng với dữ liệu lái thực tế .................55
3.2.4. Đặc trưng lái của xe buýt Hà Nội giờ cao điểm buổi sáng trong tương quan
so sánh với một số thành phố thuộc các quốc gia khác ......................................57
3.3. Hệ số phát thải của xe buýt Hà Nội giờ cao điểm buổi sáng ..........................60
3.4. Kiểm kê phát thải ............................................................................................62
3.4.1. Kiểm kê phát thải cho giờ cao điểm buổi sáng ........................................62
3.4.2. Kiểm kê phát thải giờ cao điểm buổi sáng cho giai đoạn 2015 - 2020 ....63
KẾT LUẬN ...............................................................................................................65
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

iv


Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................66
PHỤ LỤC ..................................................................................................................70

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

v


Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát

thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1. Số lượng phương tiện và tuyến của hệ thống xe buýt Hà Nội giai đoạn
2010 - 2015 .................................................................................................................3
Bảng 1. 2. Thành phần tuổi của xe buýt Hà Nội ........................................................3
Bảng 1. 3. Hệ số phát thải (EF) của hệ thống xe buýt Hà Nội ....................................5
Bảng 1. 4. Tiêu hao nhiên liệu và phát thải của phương tiện được thử nghiệm (xe ơ tơ
con)dưới các chu trình lái xác định ...........................................................................11
Bảng 1. 5. Các thông số đặc trưng của chu trình lái .................................................13
Bảng 2. 1. Độ phân giải mặc định cho phép rời rạc hóa ...........................................23
Bảng 2. 2. Các thơng số đặc trưng được sử dụng trong xây dựng chu trình lái .......24
Bảng 2. 3. Đặc điểm kỹ thuật chu trình lái ...............................................................28
Bảng 2. 4. Các biến trong cơng thức tính tốc độ phát thải của IVE..........................32
Bảng 2. 5. Các yếu tố điều chỉnh cho file Location trong mơ hình IVE...................33
Bảng 2. 6. Các tuyến đường khảo sát ........................................................................34
Bảng 2. 7. Điểm cắt sử dụng trong tính tốn RPMindex .............................................39
Bảng 2. 8. Giới hạn để xác định bin theo VSP và Engine stress ..............................39
Bảng 2. 9. Phân loại kỹ thuật dòng phương tiện .......................................................41
Bảng 3. 1. Đặc điểm kỹ thuật của xe buýt Hà Nội ....................................................44
Bảng 3. 2. Lưu lượng xe buýt Hà Nội giờ cao điểm buổi sáng ................................45
Bảng 3. 3. Các thơng số chu trình lái xe bt Hà Nội giờ cao điểm buổi sáng ........53
Bảng 3. 4. Phân phối tần suất trạng thái gia tốc – vận tốc (%) .................................54
Bảng 3. 5. Hệ số phát thải của xe buýt Hà Nội giờ cao điểm buổi sáng ...................60
Bảng 3. 6. So sánh hệ số phát thải giờ cao điểm buổi sáng với nghiên cứu trước....61
Bảng 3. 7. Phát thải giờ cao điểm buổi sáng của xe buýt Hà Nội .............................62
Bảng3.8.Một số thông tin về hoạt động của xe buýt Hà Nội giờ cao điểm buổi sáng
...................................................................................................................................63
Bảng 3. 9. Kiểm kê phát thải giờ cao điểm buổi sáng cho xe buýt tại Hà Nội giai đoạn
2015 – 2020 (tấn/năm) ..............................................................................................63

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

vi


Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

DANH MỤC HÌNH
Hình 1. 1. Tỷ lệ các khí gây ơ nhiễm theo các nguồn phát thải chính .......................5
Hình 1. 2. Tỷ lệ phát thải của các loại phương tiện Hà Nội 2008 - 2010 ...................5
Hình 1. 3. Hệ số phát thải (EF) ở bốn thành phố khi sử dụng mơ hình IVE ..............6
Hình 1. 4. Minh họa chu trình lái đa giác ...................................................................9
Hình 1. 5. Minh họa chu trình lái tức thời.................................................................10
Hình 1. 6. So sánh mức độ phát thải các chất ô nhiễm của 4 chu trình lái ...............13
Hình 2. 1. Minh họa sơ đồ hình cây từ việc phân cụm các thơng số .......................25
Hình 2. 2. Ví dụ ma trận chuyển trạng thái TPM......................................................26
Hình 2. 3. Sơ đồ quá trình tạo thành chu trình lái .....................................................28
Hình 2. 4. Minh họa độ lệch phân vị từ giá trị phân vị thứ 50 của các thơng số ......30
Hình 2. 5.Cấu trúc lõi của mơ hình IVE ...................................................................31
Hình 3. 1. Biến thiên vận tốc trong ngày thường của các tuyến buýt Hà Nội ..........46
Hình 3. 2. Biến thiên vận tốc trong ngày nghỉ của các tuyến buýt Hà Nội ..............47
Hình 3. 3. Biến thiên vận tốc trong ngày của trung bình các tuyến buýt Hà Nội .....47
Hình 3. 4. Vận tốc giờ cao điểm buổi sáng của xe buýt Hà Nội ...............................48
Hình 3. 5. Thành phần các mức phát thải xe buýt Hà Nội ........................................49
Hình 3. 6. Đồ thị kết quả quá trình phân cụm các thơng số .....................................51
Hình 3. 7. Chu trình lái đặc trưng xe buýt Hà Nội giờ cao điểm buổi sáng .............51
Hình 3. 8. Đồ thị gia tốc – thời gian của chu trình lái đặc trưng xe buýt Hà Nội giờ
cao điểm buổi sáng ....................................................................................................52

Hình 3. 9. Phân phối trạng thái vận tốc – gia tốc của chu trình lái xe buýt Hà Nội giờ
cao điểm buổi sáng ....................................................................................................55
Hình 3. 10. Độ lệch SAFD giữa chu trình lái xây dựng và dữ liệu lái thực .............56
Hình 3. 11. Chu trình lái xe buýt Hà Nội giờ cao điểm buổi sáng và một số chu trình
lái khác trên thế giới ..................................................................................................57
Hình 3. 12. So sánh vận tốc giữa các chu trình lái ....................................................58
Hình 3. 13. So sánh gia tốc giữa các chu trình lái.....................................................58
Hình 3. 14. So sánh phần trăm các chế độ vận hành giữa các chu trình lái ..............59
Hình 3. 15. So sánh thơng số PKE giữa các chu trình lái .........................................60
Viện Khoa học và Cơng nghệ Môi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

vii


Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
AQI

Air Quality Index – Chỉ số chất lượng không khí

BDC

Bangkok Driving Cycle – Chu trình lái Bangkok

CNG

Compressed Natural Gas – Khí thiên nhiên (nén)

CUEDC

Composite Urban Emissions Drive Cycle – Chu trình lái phát thải đơ
thị hỗn hợp

ECE

Chu trình lái của Ủy ban Kinh tế Châu Âu (Economic Commission
for Europe)

EF

Emission Factor – Hệ số phát thải

EUDC

Extra Urban Driving Cycle – Chu trình lái đơ thị bổ sung

FTP

Federal Test Procedure – Quy trình thử nghiệm liên bang

GPS

Global Positioning System – Hệ thống định vị tồn cầu

IVE

International Vehicle Emissions – Mơ hình phát thải quốc tế cho
phương tiện cơ giới đường bộ

LPG

Liquefied Petroleum Gas – Khí dầu mỏ hóa lỏng

NEDC

New European Driving Cycle – Chu trình lái Châu Âu mới

PCA

Principal Component Analysis – Phương pháp phân tích thành phần
chính

PKE

Positive Kinetic Energy – Động năng dương

RSD

Remote Sensing Devices – Thiết bị viễn thám

SAFD

Speed - Acceleration Frequency Distribution – Phân phối tần suất vận
tốc - gia tốc

TPM

Transition Probability Matrix – Ma trận xác suất chuyển

US EPA

United States Environmental Protection Agency – Cục bảo vệ môi
trường Mỹ

VSP

Vehicle Specific Power – Công suất riêng của phương tiện

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

viii


Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

MỞ ĐẦU
Phát thải từ hoạt động giao thông vận tải đường bộ chiếm một tỷ lệ đáng kể
trong tổng lượng ô nhiễm không khí của các khu vực đơ thị, đặc biệt là ở các quốc
gia đang phát triển trong đó có Việt Nam. Việc tính tốn tổng lượng ơ nhiễm và kiểm
kê phát thải từ hoạt động của phương tiện là một nhiệm vụ quan trọng trong quản lý
chất lượng khơng khí đơ thị. Phát thải ơ nhiễm cần được ước tính một cách chính xác
để đảm bảo rằng các kế hoạch kiểm sốt chất lượng khơng khí được thiết kế và thực
hiện phù hợp với tình hình thực tế.
Hệ số phát thải là một công cụ khá đơn giản để ước tính lượng phát thải chất
ơ nhiễm trong khơng khí khi có đủ các thơng tin về nguồn phát thải. Việc xây dựng
bộ dữ liệu hệ số phát thải cho giao thông được tiến hành từ rất sớm ở các nước phát
triển nhưng ở Việt Nam còn khá mới mẻ, đang trong giai đoạn nghiêncứu thửnghiệm.

Trong thực tế ở Việt Nam hiện nay, có hai phương pháp chính để xây dựng
ngân hàng hệ số phát thải, bao gồm:
- (1) Dựa trên bộ dữ liệu hệ số phát thải chuẩn của thế giới đối với phương tiện
và sử dụng các hệ số đánh giá tình trạng giao thơng của mỗi nước.
- (2) Xây dựng bộ dữ liệu hệ số phát thải thông qua thống kê phương tiện và
thử nghiệm những chủng loại phương tiện đặc trưng trên băng thử theo chu trình lái
tiêu chuẩn như chu trình lái Châu Âu.
Cả hai phương pháp trên đều dẫn đến sai số lớn khi áp dụng tính tốn tổng
lượng phát thải. Phương pháp (1) gặp phải sự chỉ trích gay gắt của các nhà chun
mơn do sai số rất lớn ở hệ số đánh giá tình trạng giao thơng, chủng loại phương tiện
nước ta cũng khác so với các nước khác. Sử dụng phương pháp (2) cũng khơng phản
ánh chính xác tình trạng phát thải thực tế do chu trình lái này được phát triển dựa trên
nền tảng giao thông, phương tiện của Châu Âu, trong khi ở nước ta, đặc trưng phương
tiện, điều kiện vận hành, cơ sở hạ tầng giao thông, hành vi người lái hồn tồn khác
biệt. Vì vậy, việc xây dựng chu trình lái đặc trưng phản ánh các đặc tính lái trong điều
kiện thực tế của địa phương, từ đó ứng dụng nó để thu được bộ hệ số phát thải phản
ánh đúng thực tế là điều rất cần thiết. Hiện nay, việc xây dựng chu trình lái đặc trưng
cho các phương tiện giao thơng đường bộ cịn chưa đầy đủ và mới chỉ dừng lại ở xây
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

1


Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

dựng chu trình lái đặc trưng cho xe máy. Trong khi đó, hoạt động của xe ơ tơ nói
chung và xe bt nói riêng là những nguồn đóng góp lớn vào ơ nhiễm khơng khí do
giao thơng đường bộ, cần phải có các phương pháp kiểm kê phát thải với độ chính
xác vàđộ tin cậy cao. Phương pháp xây dựng chu trình lái đặc trưng kết hợp với sử

dụng mơ hình để tính toán hệ số phát thải là một trong những phương pháp hiệu quả
hiện đang được các quốc gia phát triển sử dụng. Trên cơ sở đó, tơi chọn đề tài nghiên
cứu: “Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong
kiểm kê phát thải”.
 Mục tiêu đề tài:
o Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt Hà Nội giờ cao điểm
o Góp phần xây dựng bộ dữ liệu hệ số phát thải cho xe buýt Hà Nội giờ cao điểm
dựa trên chu trình lái đặc trưng
 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
o Đối tượng: xe buýt
o Phạm vi:
Các tuyến buýt được lựa chọn thuộc phạm vi nội thành Hà Nội. Phần lớn, trong
một ngày các phương tiện hoạt động trong thời gian 06:00 - 21:00 hoặc 05:00 22:00,nhưng nghiên cứu chỉ tập trung xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt
Hà Nội trong giờ cao điểm buổi sáng.

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

2


Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

1.1. Hiện trạng xe buýt Hà Nội
1.1.1. Quy mô hệ thống xe buýt Hà Nội
Thống kê từ Tổng Công ty vận tải Hà Nội cho biết tính đến tháng 01/2015, hệ
thống xe buýt Hà Nội có tổng số 9 xí nghiệp, 73 tuyến xe với 974 xe hoạt động, phục
vụ khoảng 550 triệu lượt khách mỗi năm [1]. Tuy vậy, hệ thống xe buýt tại Hà Nội
hiện nay mới chỉ đáp ứng được 15% nhu cầu [2] và thường xuyên ở trong tình trạng

quá tải.
Trong điều kiện đô thị Việt Nam hiện nay, việc phát triển phương tiện giao
thông công cộng xe buýt là một trong những giải pháp hiệu quả nhằm giảm ùn tắc,
giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ, giảm ô nhiễm do phát thải từ phương tiện cá nhân.
Mục tiêu đến năm 2020 là tỷ lệ đảm nhận vận tải hành khách công cộng của Hà Nội
đáp ứng khoảng 25% nhu cầu (trong đó đường sắt đơ thị chỉ chiếm 2 – 3%, còn lại là
xe buýt)[3].
Bảng 1. 1. Số lượng phương tiện và tuyến của hệ thống xe buýt Hà Nội giai đoạn
2010 - 2015
Năm

2010

2011

2012

2013

2014

2015

Số lượng phương tiện

614

652

758

880

903

974

Số lượng tuyến

67

67

67

69

69

73

Nguồn [1]
Theo tính tốn từ số liệu của Bảng 1.1, số lượng xe buýt Hà Nội đã tăng gần
60% trong vòng 5 năm, từ 614 xe năm 2010 lên đến 974 xe năm 2015. Số lượng tuyến
cũng tăng từ 67 tuyến vào năm 2010 lên 73 tuyến vào năm 2015.
Xe buýt của Hà Nội được đánh giá là có tuổi tương đối cao, thành phần tuổi
của phương tiện này được thể hiện như trong Bảng 1.2.
Tuổi cao nhất của phương tiện là 13 năm. Tuổi trung bình của xe buýt Hà Nội
là 7,5 năm. Và hơn 50% số xe có tuổi trong khoảng từ 8 – 13 năm.
Bảng 1. 2. Thành phần tuổi của xe buýt Hà Nội [1]

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

3


Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT
Tuổi phương
tiện(năm)
1

6

Tuổi phương
tiện(năm)
8

2

2

9

6

3

8

10

2

4

3

11

5

5

3

12

17

6

11

13

13

7

10

Tổng

100%

Tỷ lệ (%)

Tỷ lệ (%)
14

1.1.2. Ơ nhiễm mơi trường khơng khí từ hoạt động của xe buýt Hà Nội
Đối với môi trường khơng khí tại đơ thị nói chung, các nguồn gây ô nhiễm chủ
yếu là hoạt động giao thông vận tải, hoạt động xây dựng, hoạt động công nghiệp, sinh
hoạt của dân cư và xử lý chất thải. Trong đó, hoạt động giao thôngvận tải chiếmtỷ lệ
khoảng 70%. Trong tổng phát thải các khí gây ơ nhiễm trên phạm vi tồn quốc, ước
tính hoạt động giao thơng vận tải đóng góp gần 85% lượng CO, 95% lượng
VOC(Hình 1.1)[4]. Tại Hà Nội,hoạt động giao thông vận tải cũng là tác nhân chính
gây ơ nhiễm mơi trường khơng khí.
Theo khảo sát, tất cả xe buýt Hà Nội đều sử dụng động cơ diesel do ưu điểm
của loại động cơ này là hiệu suất sử dụng nhiên liệu rất cao. Bốn chất ô nhiễm chính
từ hoạt động của động cơ diesel là CO, NOx, các hydrocacbon và bụi [5]. Ngoài ra,
tại Việt Nam, nhiên liệu diesel chứa hàm lượng lưu huỳnh khá cao (0,05% S) nên
động cơ còn phát sinh SO2[6].So với động cơ xăng, động cơ diesel phát thải NO x và
bụi cao hơn, đặc biệt là bụi cao hơn từ 6 đến 10 lần [6].
Số liệu thống kê từ các trạm quan trắc chịu ảnh hưởng của giao thông đô thị
trong đó có trạm Nguyễn Văn Cừ - Hà Nội cho thấy, trong giai đoạn 2011 – 2015 số
ngày có giá trị AQI vượt ngưỡng khuyến cáo an toàn do nồng độ bụi PM10 vẫn chiếm
tỷ lệ lớn [7].Theo kết quả của một nghiên cứu năm 2014[8], tại Hà Nội xe buýt đóng
góp một lượng đáng kể trong tổng phát thải NOx và PM10từ các phương tiện giao

thơng (Hình 1.2).

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

4


Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

Hình 1. 1. Tỷ lệ các khí gây ơ nhiễm

Hình 1. 2. Tỷ lệ phát thải của các loại

theo các nguồn phát thải chính [4]

phương tiện Hà Nội 2008 - 2010[8]

Trong nghiên cứu tiềm năng đồng lợi ích khi chuyển đổi nhiên liệu cho hệ
thống xe buýt Hà Nội (2011), tác giả đã xác định hệ số phát thải của các chất ô nhiễm
từ hoạt động xe buýt, các giá trị cụ thể được thể hiện trong Bảng 1.3 [9].
Bảng 1. 3. Hệ số phát thải (EF) của hệ thống xe buýt Hà Nội
EF khởi
Chất ô nhiễm

EF di chuyển (g/km)

động (g/lần)

ngày thường

ngày nghỉ

Trung bình

CO

0,20

3,63

3,40

3,47 ± 0,58

VOC

0,02

0,87

0,81

0,83 ± 0,15

VOCevap

0

0

0

0

NOx (tính theo N)

0,71

28,17

26,35

26,91 ± 4,53

SO2

0,00

0,13

0,12

0,12 ± 0,019

PM10

2,96

8,05

7,54

7,69 ± 1,28

CO2

15,44

1253,68

1181,28

1202,38± 191,56

N2O

0,00

0,01

0,01

0,01 ± 0,0015

CH4

0

0

0

0

Nguồn [9]
Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng hệ số phát thải của xe buýt Hà Nội và các thành
phố Sao Paolo (Brazil), Pune (Ấn Độ) thuộc cùng một cấp độ, do đều sử dụng nhiên

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

5


Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

liệu diesel và có sự tương đồng về điều kiện giao thơng. Trong khi đó, xe buýt ở Bắc
Kinh (Trung Quốc) có hệ số phát thải thấp hơn rõ rệt do sử dụng các loại nhiên liệu
sạch hơn như CNG và LPG với tỷ lệ lớn (Hình 1.3)[9].
30

NOx (tính theo N)

SO2 * 100

PM

EF (g/km)

25
20
15
10
5

0
Hà Nội

Sao Paolo

Pune

Bắc Kinh

Hình 1. 3. Hệ số phát thải (EF) ở bốn thành phố khi sử dụng mơ hình IVE
Như vậy, có thể thấy phát thải từ hoạt động của xe buýt Hà Nội gây tác
độngkhông nhỏđếnmôi trường không khí đơ thị.Đặc biệt trong những năm tới, số
lượng phương tiện sẽ tiếp tục gia tăng khi mà xe buýt là đối tượng trọng điểm trong
chiến lược phát triển giao thơng cơng cộng tại Hà Nội. Do đó, việc ước tính tổng
lượng phát thải từ hoạt động của xe buýt là hết sức cần thiết đối với công tác quản lý
mơi trường khơng khí và địi hỏi độ chính xác nhất định. Để đạt được yêu cầu đó, cần
có bộ hệ số phát thải các chất ô nhiễm được xây dựng riêng cho xe buýt Hà Nội, phản
ánh đúngmức độ phát thải trong điều kiện vận hành thực tế tại địa phương Hà Nội.
1.2. Hệ số phát thải
1.2.1.Khái niệm
Theo USEPA: Hệ số phát thải là một giá trị đại diện thể hiện mối liên hệ giữa
lượng chất ô nhiễm thải vào khí quyển với một hoạt động liên quan đến sự phát thải
chất ơ nhiễm đó. Hệ số phát thải thường được biểu diễn bằng khối lượng chất ô nhiễm
trên một đơn vị khối lượng, thể tích, khoảng cách hoặc khoảng thời gian của hoạt

động phát sinh chất ô nhiễm [10].
Hệ số phát thải của phương tiện giao thông là mức độ phát thải của phương
tiện (thường tính bằng gam) theo một thành phần phát thải nào đó tính trên mỗi

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

6


Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

kilomet di chuyển hoặc mỗi lít nhiên liệu tiêu thụ của phương tiện. Hệ số phát thải
của phương tiện thường có đơn vị là g/km hoặc g/lit.
1.2.2. Một số phương pháp xác định


Sử dụng mơ hình phát thải [11]:
Để ước tính ảnh hưởng có liên quan đến động lực lái, phương thức vận hành

của một phương tiện và các phát thải liên quan cần phải được phân tích. Ở mơ hình
dựa trên sự phát thải theo phương thức lái,có sự liên quan trực tiếp giữa phát thải và
chế độ vận hành của phương tiện. Các chế độ vận hành bao gồm chạy ổn định, tăng
tốc, giảm tốc và dừng.
Các chu trình lái xe khác nhau được sử dụng để đại diện cho các điều kiện lái
xe khác nhau. Ở mơ hình dựa trên sự phát thải theo chu trình lái, dữ liệu thử nghiệm
theo chu trình lái được sử dụng làm cơ sở cho việc xác định các hệ số phát thải.


Đo đạc phát thải khi thử nghiệm trên băng thử phương tiện/ động cơ [12]:

Phương tiện hoạt động theo một chu trình lái đã được xác định từ trước. Thử

nghiệm bao gồm các hợp phần chu trình lái đại diện cho các điều kiện lái khác nhau.
Chu trình lái là phần khơng thể thiếu trong thử nghiệm, tính đại diện và đầy đủ của
nó sẽ quyết định chất lượng của kết quả thử nghiệm. Có hai loại chu trình lái có thể
được sử dụng là chu trình có các trạng thái ổn định và chu trình tức thời. Chu trình
trạng thái ổn định liên quan đến việc chạy phương tiện/ động cơ ở một số chế độ mà
mỗi chế độ đều duy trì vận tốc và tải động cơ khơng đổi. Chu trình tức thời có sự đa
dạng trong điều kiện vận hành, nó đại diện cho sự vận hành của phương tiện trong
thực tế.Trên quan điểm phát triển hệ số phát thải, chu trình lái thực cung cấp dữ liệu
phát thải có giá trị hơn cả nhờ phạm vi rộng của các điểm vận hành so với chu trình
có trạng thái ổn định sử dụng trong chứng nhận kiểu loại phương tiện.


Đo đạc dựa trên dữ liệu lái trên đường [11], [12]:
Dữ liệu phát thải trên đường có thể thu được bằng cách sử dụng thiết bị viễn

thám (RSD) hoặc thiết bị gắn trên phương tiện. Thiết bị viễn thám sử dụng tia hồng
ngoại và trong một số trường hợp sử dụng quang phổ tia cực tím để đo nồng độ các
chất ơ nhiễm trong khí thải ống xả khi xe đi qua một bộ cảm biến trên đường. Ưu

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

7


Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

điểm chính của thiết bị viễn thám là có thể đo một số lượng lớn các phương tiện trên

đường. Nhưng nhược điểm chính là nó chỉ cho một đo đạc phát thải tức thời tại một
địa điểm cụ thể, và không thể sử dụng được trên tuyến đường giao thơng nhiều làn
có lưu lượng giao thông lớn. Hơn nữa, đo đạc nhờ thiết bị viễn thám là cơng nghệ chỉ
thích hợp khi điều kiện thời tiết tốt.
Trong các phương pháp trên, đo đạc trên băng thử là cơng nghệ lâu đời dự kiến
có thể vẫn sẽ là nguồn chính của dữ liệu thực nghiệm làm cơ sở cho mơ hình phát
thải trong những năm tới. Phương pháp này cho phép kiểm soát tốt nhất các thông số
đo và độ lặp của kết quả nhờ loại bỏ các yếu tố gây biến động trong thực tế. Đây là
lý do tại sao chứng nhận kiểu phương tiện trên toàn thế giới sử dụng phương pháp
này. Tuy nhiên, kết quả từ thử nghiệmchứng nhận kiểu phương tiện khơng tối ưu cho
mơ hình hệ số phát thải, do nóthường khơng mơ tảthực tế phát thải củaphương
tiện.Khi chu trình lái thực mang tính đại diện được lựa chọn, đo đạc trên băng thử trở
thành lý tưởng cho việc phát triển hệ số phát thải.
Như đã biết, hệ số phát thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố như là chế độ vận hành,
đặc điểm phương tiện, công nghệ kiểm sốt khí thải, thơng số kỹ thuật nhiên liệu,
hành vi lái, điều kiện vận hành, … Trong đó, đặc trưng hoạt động của phương tiện
hay đặc tính lái trong thực tế đóng vai trị rất quan trọng cho việc xác định tiêu hao
nhiên liệu và phát thải. Ví dụ, với cùng một phương tiện nhưng người điều khiển khác
nhau thì hệ số phát thải khác nhau, hay với cùng một phương tiện và cùng người điều
khiển nhưng đi trên những đoạn đường khác nhau thì hệ số phát thải cũng khác. Giữa
các quốc gia, giữa các thành phố trong một quốc gia, thậm chí giữa các khu vực trong
một thành phố ln tồn tại sự khác biệt của đặc tính lái, dẫn tới những khác biệt của
chu trình lái thực. Nếu sử dụng chung chu trình lái thì kết quả là hệ số phát thải có
được sẽ khơng phản ánh đúng thực tế phát thải của phương tiện. Vì vậy, cần phải xây
dựng được chu trình lái đặc trưng cho khu vực nghiên cứu để có được hệ số phát thải
chính xác nhất.

Viện Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

8

Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

1.3. Chu trình lái
1.3.1. Khái niệm chu trình lái
Chu trình lái là một khái niệm quan trọng trong ước tính phát thải từ phương
tiện giao thơng cho mục đích kiểm sốt phát thải. Chu trình lái được định nghĩa làmột
chuỗi các điểm dữ liệu biểu diễnsự biến thiên vận tốccủa phương tiện theo thờigian.
Nó đại diện cho các điều kiện lái điển hình và trung bình của một hành trình hoặc các
phần của hành trình trong một khu vực nghiên cứu và mơ phỏng các điều kiện lái của
phương tiện từ khi khởi động cho đến khi kết thúc hành trình[13].
Hiện nay, nhiều chu trình lái đã được phát triển để cung cấp một bộ dữ liệu
vận tốc theo thời gian đại diện cho điều kiện lái đơ thị.
Có hai cách tiếp cận để phát triển chu trình lái. Ở phương pháp thứ nhất,một
chu trình được tạo thành bởi các chế độ lái khác nhau có vận tốc và gia tốc khơng đổi,
được đề cập đến như là “chu trình phương thức” hay “chu trình đa giác”, như NEDC
và ECE.Ở phương pháp thứ hai, chu trình lái thu được từ dữ liệu lái thực và được đề
cập đến như là “chu trình lái thực tế”, như FTP-75. Chu trình lái thực tế năng động
hơn, phản ánh đặc tính gia tốc nhanh hơn trong các điều kiện lái. Do có đặc tính lái
năng động hơn nênchu trình thực tế có mức phát thải cao hơn khi so sánh với chu

Vận tốc (km/h)

trình phương thức.Hình 1.4 minh họa chu trình lái đa giác NEDC.

Thời gian

Hình 1. 4. Minh họa chu trình lái đa giác

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

9


Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

Chu trình lái được phân thành hai loại làchu trình lái tức thời và chu trình lái
phương thức. Chu trình lái tức thời liên quan đến những thay đổi như là sự thay đổi
vận tốc thường xuyên trong suốt hành trình. Chu trình phương thức liên quan đến các
khoảng kéo dài với vận tốc khơng đổi. Những khoảng này ở chu trình lái tức thời
ngắn hơn nhiều ở chu trình phương thức [13]. Hình 1.5 minh họa một chu trình lái

Vận tốc (km/h)

tức thời.

Thời gian (s)

Hình 1. 5. Minh họa chu trình lái tức thời
Ngồi ra, cịn có thể phân loại chu trình lái thành chu trình lập pháp và khơng
lập pháp. Chu trình lập pháp được chính phủ các nước sử dụng trong kiểm soát phát
thải. FTP-75 ở Hoa Kỳ, NEDC ở Châu Âu, J10-15 ở Nhật Bản là những ví dụ về chu
trình lập pháp. Các chu trình khơng lập pháp như là chu trình Hong Kong [14], được
sử dụng cho nghiên cứu bảo tồn năng lượng và đánh giá ô nhiễm.
Chu trình lái có rất nhiều ứng dụng 14. Các nhà sản xuất phương tiện cần
những chu trình này để cung cấp một cơ sở dài hạn cho thiết kế, chế tạo và marketing.
Các kỹ sư giao thơng địi hỏi chu trình lái trong thiết kế hệ thống điều khiển phương

tiện và mô phỏng luồng giao thông, sự chậm trễ. Các nhà môi trường quan tâm tới
hiệu suất của phương tiện ở khía cạnh các chất ơ nhiễm phát thải trong các kiểu lái
đặc trưng. Hơn nữa, dữ liệu vận tốc - thời gian có thể cung cấp một phương tiện thuận
tiện trên cơ sở phịng thí nghiệm để ước tính tiêu thụ nhiên liệu và phát thải phương
tiện trong khu vực đô thị tương ứng.

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

10


Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

1.3.2. Ảnh hưởng của chu trình lái tới hệ số phát thải
Tong và Hung (2010) trong đề xuất khung phát triển chu trình lái đã so sánh
101 chu trình lái tức thời trên thế giới, và thấy rằng đặc điểm lái ở Châu Á là vận tốc
thấp nhưng mức độ biến thiên lớn, trong khi đặc điểm lái ở Châu Âu làvận tốc lớn
hơn và ổn định hơn [15].
Trong nghiên cứu của Sukanya Tamsanya (2006), một chu trình lái phục vụ
cho đánh giá phát thải và tiêu hao nhiên liệu của xe ô tô con tại Thái Lan đã được xây
dựng. Nghiên cứu cũng chỉ ra sự khác biệt về phát thải và tiêu hao nhiên liệu khi áp
dụng chu trình này và các chu trình Châu Âu với cùng một thử nghiệm trên băng thử
(Bảng 1.4). Theo đó, các hệ số phát thải HC và CO của chu trình BDC cao hơn gần
2 và 4 lần các hệ số đó của chu trình ECE, tương ứng. Đối với phát thải NOx, mặc dù
chu trình ECE15+EUDC có những sự tăng tốc mạnh dẫn tới mức phải thải cao, nhưng
vì nó có tỷ lệ thời gian dừng thấp hơn nên hệ số phát thải NOx vẫn nhỏ hơn so với
chu trình BDC 10%. Tất cả các sự khác biệt này chủ yếu do phần trăm thời gian dừng
và sự biến động vận tốc lớn hơn của chu trình BDC [16].
Bảng 1. 4.Tiêu hao nhiên liệu và phát thải của phương tiện được thử nghiệm (xe ơ

tơ con)dưới các chu trình lái xác định
Chu

Tổng

Độ

Thời Tỷ lệ

Tốc

trình

thời

dài

gian

thời

độ

lái

gian

(km) chạy
ổn

(s)

định

gian
dừng
(%)

Hệ số phát thải(g/km)

thụ
NOx

trung
bình

Tiêu

HC

(km/h)

(tính
theo

nhiên
CO

CO2

(L/100

N)

(%)

liệu

km)

BDC

1160

5,71

23,8

37,7

17,7

0,134

0,56

2,09 206,37

8,48

ECE15

780

4,05

32,3

30,8

18,7

0,125

0,41

0,71 187,71

7,63

EUDC

400

6,85

67,5

10

62,6

0,045

0,56

0,47 155,73

6,32

1180

10,9

42,2

23,7

33,4

0,075

0,51

0,56 167,61

6,81

ECE15
+EUDC

Ghi chú: BDC – Bangkok Driving Cycle
Nguồn:[16]
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

11


Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

Đối với mô hình phát thải, chất lượng của việc ứng dụng bất kỳ mơ hình nào
đềuphụ thuộc lớn vào tính đại diện của hệ số phát thải mà mơ hình đó sử dụng. Chẳng
hạn, nếu hệ số phát thải chỉ dựa trên tốc độ trung bình của phương tiện có thể đại diện
khi tính tốn phát thải ở cấp độ quốc gia, nhưng tính đại diện sẽ giảm khi đánh giá đo
lường đối với giao thơng địa phương(ví dụ giao cắt giao thơng ở địa phương ảnh
hưởng lớn đến đặc tính “dừng – đi” của phương tiện nhưng không ảnh hưởng đến tốc
độ di chuyển trung bình) [12].
Ngồi ra mơ hình dựa trên vận tốc trung bình bị hạn chế rất nhiều khi áp dụng
trên các xe có sử dụng bộ xử lý khí xả bằng xúc tác. Đối với trường hợp này khả năng
phát thải khi xe chuyển số và chạy với gia tốc lớn lại rất cao, khác biệt hẳn so với
phát thải ở vận tốc trung bình [17]. Điều này là do khi xe chạy ở gia tốc lớn thì động
cơ hoạt động ở chế độ giàu nhiên liệu dẫn tới gây quá tải cho bộ xử lý xúc tác và giảm
hiệu xuất xử lý khí thải của nó [18].
Các mơ hình tính tốn phát thải từ phương tiện giao thông bằng cách kết hợp
tốc độ phát thải với các hoạt động tương ứng. Mức độ phát thải nhìn chung được phát
triển từ các thử nghiệm trên băng thử sử dụng chu trình lái. Do đó, tính đại diện của
chu trình lái có vai trị quyết định đối với đánh giá phát thải.
Nghiên cứu xây dựng chu trình lái ở Tehran (Iran) đã chỉ ra ảnh hưởng của
chu trình lái lên mức tiêu thụ năng lượngvà phát thải khi chạy các chu trình lái khác

nhau (Tehran, FTP-75, ECE, EUDC) trên phần mềm mô phỏng phương tiện
ADVISOR. Kết quả chạy mơ hình cho thấy sự phát thải theo các chu trình lái là rất
khác nhau(Hình 1.6) [19].

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

12


CO (g/km)

Tiêu thụ nhiên liệu (L/100 km)

Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

Chu trình lái

HC (g/km)

NOx(tính theo N) (g/km)

Chu trình lái

Chu trình lái

Chu trình lái

Hình 1. 6. So sánh mức độ phát thải các chất ô nhiễm của 4 chu trình lái
Nguồn:[19]

Ở Việt Nam hiện nay, các hoạt động thử nghiệm phát thải vẫn sử dụng chu
trình lái của Châu Âu để xác định hệ số phát thải. Các hệ số phát thải này không phản
ánh được đầy đủ các đặc trưng lái dẫn tới kết quả kiểm kê thiếu chính xác. Vì vậy,
việc xây dựng chu trình lái riêng để áp dụng vào thử nghiệm và nghiên cứu phát thải
là rất cần thiết.
1.3.3.Đặc tính của chu trình lái
1.3.3.1.Các thơng số đặc trưng của chu trình lái
Bảng 1. 5.Các thơng số đặc trưng của chu trình lái
Thơng số

Nhóm

Vận tốc

Đơn vị

Vận tốc dương trung bình

km/h

Vận tốc trung bình

km/h

Vận tốc lớn nhất

km/h

Vận tốc phân vị thứ 95

km/h

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

13


Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

Thơng số

Nhóm

Gia tốc

Khoảng cách và
thời gian

Đặc tính lái

Đơn vị

Độ lệch chuẩn của vận tốc

km/h

Gia tốc dương trung bình

m/s2

Gia tốc âm trung bình

m/s2

Thời gian tăng tốc

s

Thời gian giảm tốc

s

Gia tốc phân vị thứ 95

m/s2

Gia tốc nhỏ nhất phân vị thứ 95

m/s2

Gia tốc lớn nhất

m/s2

Gia tốc nhỏ nhất

m/s2

Độ lệch chuẩn của gia tốc

m/s2

Phần trăm thời gian lái khi gia tốc dương

%

Phần trăm thời gian lái khi gia tốc âm

%

Khoảng cách lái

km

Thời gian lái

s

Thời gian nghỉ

s

Phần trăm thời gian nghỉ

%

Thời gian chạy ổn định

s

Phần trăm của thời gian chạy ổn định

%

Tổng số lần dừng

-

Số lần dừng trên một km

lần/km

Cơng suất riêng trung bình

W/km

Cơng suất riêng lớn nhất

W/km

Công suất riêng nhỏ nhất

W/km

Nguồn:[17], 20
Các thông số trên được sử dụng như là các thông số đặc trưng trong nghiên
cứu về chu trình lái. Việc lựa chọn và sử dụng các thông số cho xây dựng, đánh giá
sự phù hợp của chu trình lái tùy thuộc vào từng tác giả cũng như từng phương pháp

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

14


Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

xây dựng chu trình. Đa số các nghiên cứu đều chỉ định các thông số đặc trưng ngay
khi bắt đầu nghiên cứu.
Tuy nhiên một số thơng số có liên quan với nhau nên chỉ cần xác định số ít nhất
các thơng số đủ để đặc trưng cho chu trình lái. Gần đây, Emil Torp(2013) đã đưa ra
phương pháp xác địnhbộ thông số đặc trưng tối thiểu dựa trên việc phân tích thống
kê các dữ liệu hành trình đầu vào trước khi sử dụng các thơng số đó cho xây dựng và
đánh giásự phù hợp của chu trình lái[20].
Định nghĩa về các thơng số động học của De Haan và Keller (2003) đã được áp
dụng và trình bày rất chi tiết trong dự án ARTEMIS do tổ chức INFRAS của Thụy
Sỹ thực hiện nhằm tính tốn các thơng số đặc trưng cho tất cả chu trình lái(trích dẫn
bởi Barlow và cộng sự (2009) [17]).
1.3.3.2. Đặc tính Markov của chu trình lái
 Chuỗi Markov20
Chuỗi Markov là một lý thuyết toán học được sử dụng để mơ phỏng một q
trình ngẫu nhiên. Q trình được dựa trên cơ sở đặc tính Markov đó là trạng thái kế
tiếp Xn+1 phụ thuộc hoàn toàn vào trạng thái hiện tại Xn mà không phải là phụ thuộc
vào các trạng thái phía trước hoặc phía sau:
P(Xn+1=x|X1=x1 ,X2=x2 ,...,Xn=xn ) =P(Xn+1=x|Xn=xn )
Xác suất đạt được một trạng thái kế tiếp cụ thể tùy thuộc vào trạng thái hiện
tại. Xi không nhất thiết phải là biến một chiều. Trong nghiên cứu này, mỗi trạng thái
được xác định bởi một vecto hai chiều v,a và mỗi sự kết hợp của 2 biến gián đoạn
v và a tương ứng với một trạng thái cụ thể, gọi là xi. Có thể viết xác suất chuyển một

bước từ trạng thái xi sang trạng thái xj như sau:

Tất cả các xác suất trạng thái một bước có thể được sắp xếp trong một ma trận,
được gọi là ma trận xác suất chuyển trạng thái (transition probabillity matrix - TPM),
ở đó mỗi phần tử chứa các xác suất chuyển sang mọi trạng thái để làm phần tử kế tiếp
trong chuỗi. Một chú ý quan trọng là tất cả xác suất rời khỏi một trạng thái (bao gồm

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

15


Xây dựng chu trình lái đặc trưng cho xe buýt tại Hà Nội và ứng dụng trong kiểm kê phát
thải - Nguyễn Viết Thùy Linh - CH2014A KTMT

cả xác suất ở lại cùng trạng thái đó) phải có tổng bằng 1. Điều này được miêu tả một
cách toán học như sau:

 Đặc tính Markov của chu trình lái
Trong những năm gần đây, với việc xem chu trình lái là một chuỗi Markov, các
nhà nghiên cứu bắt đầu sử dụng cơ sở lý thuyết này để xây dựng chu trình lái, nhưng
hầu như các nghiên cứu đó khơng đưa ra chứng minh có căn cứ về đặc tính Markov
của chu trình lái.
Trong một nghiên cứu, Shuming Shi (2016) đã chứng minh được đặc tính
Markov của chu trình lái trên cả khía cạnh lý thuyết và thực nghiệm 22.
1.4. Các phương pháp xây dựng chu trình lái đặc trưng
Chu trình lái có độ dài từ 1 phút, 2 phút tới 30 phút hoặc hơn nữa. Độ dài chu
trìnhthường bị giới hạn để giảm chi phí thử nghiệm trên phương tiện. Do đó, những
nỗ lực phát triển chu trình lái bị thử thách khi mô phỏng hành vi lái trong thực tế mà
sử dụng các hoạt động bị hạn chế thời gian. Trong thử nghiệm trên băng thử, một

phương tiện tuân theo một chỉ dẫn vận tốc theo thời gian trong khi lượng phát thải và
tiêu thụ năng lượng được ghi lại. Nhờ sử dụng dữ liệu từ hệ thống lực kế, các mức độ
phát thải và các hệ số điều chỉnh vận tốc sau đó được phát triển cho hoạt động lái đặc
thù dưới các nghiên cứu và mơ hình phát thải hiện hành để đại diện cho sự phát thải
trong các điều kiện lái khác nhau 21.
Lựa chọn tuyến đường, thu thập dữ liệu, xây dựng chu trình [23] và đánh giá
chu trình [24] đã được xác định là bốn bước chính trong xây dựng chu trình lái. Tuy
nhiên, các quốc gia khác nhau sử dụng các cách tiếp cận khác nhau trong phát triển
chu trình lái để phù hợp với sự hạn chế về thời gian, tính sẵn có của nguồn lực và
thông tin. Các phương pháp xây dựng chu trình lái hiện nay có thể phân thành bốn
loại: dựa trên vi hành trình, dựa trên phân đoạn hành trình, dựa trên sự phân loại đặc
tính, dựa trên phương thức21.

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - ĐHBKHN –Tel: (84.4) 38681686 – Fax: (84.4) 38693551

16