Afprøvning af et tilsluttet øko-kørselssystem i feltforsøg med tunge lastbiler

I øjeblikket, 90 procent af det brændstof, der bruges til transport, er petroleumsbaseret, gør det til en af ​​de vigtigste bidragydere til luftforurening på verdensplan. De seneste teknologiske fremskridt, imidlertid, endelig muliggør udviklingen af ​​nye værktøjer til at reducere energiforbrug og drivhusgasemissioner (GHG) i forbindelse med transport.

En af de strategier, som forskere har udforsket, er forbundet øko-kørsel, som indebærer brug af tilsluttet og automatiseret køretøj (CAV) teknologi. Denne teknologi kan reducere antallet af stop og tomgangstid for individuelle køretøjer, samtidig med at man undgår unødvendig acceleration eller deceleration baseret på live trafikinformation, såsom signalfase og timing (SPaT) data for individuelle trafiksignaler.

På trods af løftet fra nogle af disse tilgange, de fleste undersøgelser har hidtil fokuseret på at teste sammenhængende øko-kørsel i personbiler, viser brændstofbesparelser på omkring 10 til 15 procent. Implementering af denne strategi på tunge lastbiler kan føre til lignende, hvis ikke større, brændstofbesparelser.

Er opmærksom på dette hul i litteraturen, et team af forskere ved University of California, Riverside (UC Riverside) og Volvo Group North America har for nylig testet et tilsluttet øko-kørselssystem i en række feltforsøg med tunge lastbiler. Deres resultater, præsenteret i et papir, der er forududgivet på arXiv, er meget lovende, med deres system, der fører til betydeligt jævnere hastighedsprofiler for lastbiler, når de nærmer sig kryds.

"Vi har arbejdet på denne teknologi som en del af vores forskningsprogram for forbundne og automatiserede køretøjer i lidt over et årti nu, " Kanok Boriboonsomsin, den ledende forsker, fortalte TechXplore. "Hovedideen er, at ved at muliggøre kommunikation mellem køretøjer og vejinfrastruktur (dvs. trafiksignaler), vi kan forbedre effektiviteten af ​​kørsel, som vil bidrage til at reducere køretøjets brændstofforbrug og udstødningsemissioner."

Systemet udviklet af Boriboonsomsin og hans kolleger, kaldet Eco-Drive, guider chauffører, når de nærmer sig og afgår fra signaliserede vejkryds baseret på SPaT-information i realtid. Dette kan øge energieffektiviteten og mindske drivhusgasemissionerne ved at få køretøjer på vejen til at følge nøje designede hastighedsprofiler, når de nærmer sig et vejkryds.

I deres nylige undersøgelse, sponsoreret af California Air Resources Board og South Coast Air Quality Management District, Boriboonsomsin og hans kolleger satte sig for at teste deres miljøvenlige køresystem i feltforsøg på vejene i Carson, Californien, at anvende det på tunge lastbiler, der typisk frigiver store mængder drivhusgasser. Forsøgene blev udført langs to korridorer med seks tilsluttede, signaliserede kryds, som blev sat op til at kommunikere SPaT-information til alle køretøjer udstyret med systemet.

"Når det udstyrede køretøj nærmer sig et tilsluttet trafiksignal, systemet modtager information om, hvornår lyskrydset skifter, " forklarede Boriboonsomsin. "Den bruger derefter denne information sammen med andre (dvs. hvor langt køretøjet er fra trafiksignalet, aktuelle køretøjs hastighed, om der er et andet køretøj foran, og hvor hurtigt køretøjet kører, og vejens hastighedsgrænse) for at beregne og give føreren anbefalet kørehastighed."

Systemet foreslået af forskerne guider i det væsentlige bilister gennem et givet vejkryds, når et trafiklys er grønt, eller advarer dem, så de kan forberede sig på at stoppe, hvis lyset bliver rødt, undgå unødvendig hård opbremsning. Dette hjælper med at forbedre brændstofeffektiviteten, reduktion af udstødningsemissioner fra individuelle køretøjer.

"Vi evaluerer grundigt fordelene ved teknologien i form af brændstofforbrug og emissionsreduktion i simulering, " sagde Boriboonsomsin. "Dette giver os mulighed for at kontrollere de forskellige usikkerheder i det virkelige trafikmiljø, så vi kan foretage en æble-til-æbler-sammenligning mellem at køre med og uden systemet."

Det krævede stærke partnerskaber mellem interessenter fra både den offentlige og private sektor for at gøre det muligt for Boriboonsomsin og hans kolleger at teste deres forbundne øko-kørselsteknologi i rigtige trafikmiljøer. For eksempel, UC Riversides samarbejde med Volvo var en vigtig forudsætning for felttestene.

"Vi arbejdede med byer, kommuner, og udstyrsleverandører for at muliggøre forbindelse ved udvalgte signaliserede vejkryds, " sagde Boriboonsomsin. "Vi arbejdede også sammen med Volvo Group om at udvikle og implementere systemet på tunge lastbiler. Uden nogen af ​​disse elementer, feltforsøgene ville ikke være mulige."

Det begrænsede antal feltforsøg udført af forskerne har givet meget lovende resultater, med udstyrede køretøjer, der viser langt jævnere hastighedsprofiler, når de nærmer sig kryds. Beregninger ved hjælp af U.S. Environmental Protection Agencys MOVES-model tyder på, at deres tilsluttede øko-kørselssystem resulterer i cirka 9 procent brændstofbesparelser i accelerationsscenarier og 4 procent i decelerationsscenarier.

"Det umiddelbare næste skridt er at evaluere fordelene ved teknologien i form af reduktioner i brændstofforbrug og emissioner under en række forskellige scenarier, som vi gør i øjeblikket, " tilføjede forskerne. "Så, vi planlægger at implementere og teste denne teknologi på avanceret teknologi køretøjer såsom plug-in hybrid elektriske lastbiler og batteri elektriske lastbiler. Energieffektivitetsgevinsten fra det tilsluttede øko-kørselssystem kan hjælpe med at udvide rækkevidden af ​​disse lastbiler. Ud over, vi håber at integrere det tilsluttede øko-driving-system med automatiseret køreteknologi for at få køretøjet til at følge den anbefalede hastighed automatisk."

© 2019 Science X Network