使用重型卡车在现场试验中测试连接的环保驾驶系统

目前，90%用于运输的燃料是以石油为基础的，使其成为全球空气污染的主要原因之一。然而，最近的技术进步最终使得能够开发新工具以减少与运输相关的能量消耗和温室气体(GHG)排放。

研究人员一直在探索的策略之一是连接生态驾驶，这需要使用连接和自动车辆(CAV)技术。该技术可以减少单个车辆的停止次数和空转时间，同时还可以避免基于实时交通信息的不必要的加速或减速，例如各个交通信号的信号相位和定时(SPaT)数据。

尽管其中一些方法显示出了前景，但迄今为止大多数研究都侧重于测试乘用车中的连接式环保驾驶，显示燃油节省约10%至15%。在重型卡车上实施这一战略可能会带来类似的(如果不是更大的话)燃料节省。

意识到文献中的这一差距，加州大学河滨分校(加州大学河滨分校)和沃尔沃集团北美分公司的一组研究人员最近在一系列重型卡车现场试验中测试了一种连接的环保驾驶系统。他们的研究结果发表在预先公布在arXiv上的一篇论文中，非常有前途，他们的系统使卡车在接近交叉路口时的速度曲线更加平稳。

“我们已经将这项技术作为我们的连接和自动车辆研究计划的一部分进行了十多年的研究，”首席研究员Kanok Boriboonsomsin告诉TechXplore。“主要的想法是，通过实现车辆与路边基础设施之间的通信(即交通信号)，我们可以提高驾驶效率，这将有助于降低车辆燃油消耗和尾气排放。”

由Boriboonsomsin及其同事开发的系统称为Eco-Drive，可以根据实时SPaT信息指导驾驶员接近和离开信号交叉口。通过提示道路上的车辆在接近交叉路口时遵循精心设计的速度曲线，可以提高能源效率并减少温室气体排放。

在最近由加州空气资源委员会和南海岸空气质量管理区赞助的研究中，Boriboonsomsin和他的同事开始在加利福尼亚州卡森的道路上进行现场试验，测试他们的生态驾驶系统，并将其应用于重型通常释放大量温室气体的卡车。试验是沿着两条走廊进行的，这两条走廊有六个相连的信号交叉口，这些交叉口的设置是为了向所有配备该系统的车辆传达SPaT信息。

“当配备的车辆接近连接的交通信号时，系统会收到有关交通信号灯何时发生变化的信息，”Boriboonsomsin解释道。“然后它将这些信息与其他信息一起使用(即车辆距交通信号的距离，当前车辆速度，前方是否有其他车辆以及车辆行驶的速度，以及道路的限速)来计算和为驾驶员提供推荐的驾驶速度。“

当交通信号灯为绿色或提醒他们时，研究人员提出的系统基本上引导驾驶员通过给定的交叉路口，以便他们可以准备在光线变红时停止，避免不必要的硬制动。这有助于提高燃油效率，减少单个车辆的尾气排放。

“我们正在严格评估该技术在模拟中的燃料消耗和减排方面的优势，”Boriboonsomsin说。“这使我们能够控制现实世界交通环境中的各种不确定因素，这样我们就可以在有系统和无系统驾驶之间进行一对一的比较。”

公共和私营部门的利益相关者之间建立了强有力的合作伙伴关系，使Boriboonsomsin及其同事能够在真实的交通环境中测试他们相关的生态驾驶技术。例如，加州大学河滨分校与沃尔沃的合作是现场测试的关键推动因素。

“我们与城市，市政当局和设备供应商合作，在选定的信号交叉口实现连通性，”Boriboonsomsin说。“我们还与沃尔沃集团合作开发和实施重型卡车系统。如果没有任何这些因素，现场试验将无法实现。”

由研究人员进行的有限数量的现场试验取得了非常有希望的结果，装备好的车辆在接近交叉路口时显示出更加平稳的速度剖面。使用美国环境保护署的MOVES模型进行的计算表明，他们的连接式环保驾驶系统在加速情况下节省了大约9%的燃料，在减速情况下节省了4%。

研究人员补充说：“下一步是评估该技术在各种情景下减少燃料消耗和排放的好处，我们目前正在这样做。” “然后，我们计划在插电式混合动力电动卡车和电池电动卡车等先进技术车辆上实施和测试这项技术。连接的环保驾驶系统的能效提升有助于扩大这些卡车的范围。此外，我们希望将连接的环保驾驶系统与自动驾驶技术相结合，使车辆自动遵循推荐的速度。“