Emissions modelling using microscopic traffic simulation

W artykule poruszono zagadnienia związane z modelowaniem emisji spalin z wykorzystaniem mikroskopowych symulacji ruchu drogowego. Celem pracy było opracowanie modelu ruchu, na podstawie którego możliwe jest obliczenie emisji z pojazdów z uwzględnieniem typu skrzyżowania oraz wartości natężeń ruchu. W artykule skupiono się na wartościach zużycia paliwa i emisji dwutlenku węgla. Przeanalizowano literaturę w zakresie czynników wpływających na emisję, które zależne są od człowieka, pojazdu i infrastruktury. Dokonano przeglądu matematycznych modeli pozwalających na obliczenie wartości chwilowych, często związanych ze zużyciem paliwa, które stanowią podstawę do oszacowania emisji. Wybrany model został zaimplementowany do modułu oprogramowania mikrosymulacyjnego w celu analizy wielkości emisji, w zależności od natężenia ruchu na skrzyżowaniu o ruchu okrężnym i skrzyżowaniu z pierwszeństwem przejazdu. Przedstawiono wyniki badań z uwzględnieniem wariantów modeli sieci obejmujących jedynie dojazd i przejazd przez skrzyżowanie oraz niezależnie uwzględniających rozpędzanie pojazdów za skrzyżowaniem. W końcowym fragmencie artykułu objęto dyskusją wybrane założenia, możliwe do uwzględnienia w analizach i mające wpływ na osiągnięte wyniki, omówiono kwestie dokładności modelu oraz zaproponowano rozwiązania pozwalające na zwiększenie poziomu szczegółowości osiąganych wyników.The article deals with issues related to modeling of exhaust emissions using microscopic traffic simulations. The aim of the study was to develop a traffic model that can be used to calculate vehicle emissions taking into account the type of intersection and traffic volumes. The article focuses on fuel consumption and carbon dioxide emission values. The literature was analyzed for factors affecting emissions that depend on human, vehicle, and infrastructure. Mathematical models were reviewed to calculate instantaneous values, often related to fuel consumption, which form the basis for estimating emissions. The selected model was implemented in a microsimulation software module to analyze emissions as a function of traffic volume at a roundabout intersection and a priority intersection. The results are presented for variants of network models that include only the approach and crossing of the intersection and those that independently account for vehicle acceleration beyond the intersection. The final part of the article discusses the selected assumptions that can be taken into account in the analyses and have an impact on the results obtained. It also discusses the issues of model accuracy and proposes solutions that enable an increase in the level of detail of obtained results

Estimation of Vehicle Energy Consumption at Intersections Using Microscopic Traffic Models

This paper addresses issues related to modeling energy consumption and emissions using microscopic traffic simulations. This paper develops a method in which a traffic model is used to calculate the energy needed to travel through selected types of intersections. This paper focuses on energy consumption and derived values of calculated energy, which can be, for example, carbon dioxide emissions. The authors present a review of the scientific literature on the study of factors affecting energy consumption and emissions and methods to estimate them in traffic. The authors implemented an energy consumption model into a microsimulation software module to estimate results as a function of varying traffic volumes at selected types of intersections and for selected traffic organization scenarios. The results of the study show the lowest energy consumption and the lowest emissions when road solutions are selected that contribute to reducing vehicle travel times on the urban street network at higher average vehicle speeds. In addition, the positive impact of the share of electric vehicles in the traffic flow on the reduction of energy consumption and emissivity was estimated