ارایه مدلی برای پیش‌بینی مصرف سوخت وسایل نقلیه در آزادراه‌ها

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه راه و ترابری و حمل و نقل، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد سلامی، تهران، ایران

2 دانشیار، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، تهران، ایران

3 استادیار، گروه راه و ترابری و حمل و نقل، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

بررسی­ها نشان می­دهد از مجموع فرآورده­های نفتی انرژی زا ، سهم قابل ملاحظه­ای (حدود 30 درصد) به مصرف بنزین اختصاص دارد؛ به­طوری که متوسط مصرف بنزین در کشور به حدود 94 میلیون لیتر در روز می­رسد؛ بنابراین مدیریت صحیح مصرف سوخت وسائل نقلیه می­تواند اثرات مثبتی را بر جنبه­های اقتصادی و محیط زیستی جامعه فراهم آورد. در بین عوامل متعددی که در منجر به افزایش مصرف سوخت وسایل نقلیه می­شوند، می­توان به ناهمواری سطح روسازی و شیب طولی راه­ها اشاره کرد.در تحقیق حاضر به منظور بررسی تاثیر هریک از عوامل گفته شده بر مصرف سوخت وسایل نقلیه، میزان ناهمواری سطح روسازی و شیب طولی آزاد راه­های تهران-ساوه، تهران-کرج و تهران-قم در هر دو سمت رفت و برگشت در هر یک­صد متر با استفاده از دستگاه نیمرخ سنج سطح راه اندازه گیری شد؛ همچنین با نصب دستگاه دیاگ بلوتوثی روی خودروی سواری دارای معاینه فنی، مقدار مصرف سوخت در هر یک از این مسیرها برای هر یک­صد متر ثبت گردید. تحلیل های آماری انجام شده روی داده­ها نشان می­دهد، میزان ناهمواری روسازی راه و شیب طولی مسیر به سمت سربالایی به تنهایی یا توأمان مصرف سوخت وسیله نقلیه را
به­صورت معنی­داری افزایش می­دهند. در این تحقیق پس از تحلیل­های آماری روی مصرف سوخت وسیله نقلیه مورد آزمایش، رابطه­ای برای پیش­بینی مصرف سوخت وسایل نقلیه در آزاد­راه­ها پیشنهاد شده است. تحلیل نتایج نشان می­دهد با اینکه افزایش ناهمواری همواره باعث افزایش مصرف سوخت می­شود ولی آهنگ افزایش مصرف سوخت در بازه ناهمواری بزرگتر از ۲/۲ متر بر کیلومتر بیشتر از سایر دسته­بندی­های ناهمواری است. همچنین براساس رابطه پیشنهادی در این تحقیق و با در نظر داشتن محدودیت­های آن (خودروی سواری با سرعت 67 کیلومتر بر ساعت) می­توان گفت به ازای افزایش یک واحد در شاخص بین­المللی ناهمواری (یک متر بر کیلومتر)، میزان مصرف سوخت تقریباً 2 درصد افزایش می­یابد. بنابراین درصورت رفع خرابی­هایی که منجر به ناهمواری راه می­شوند، مصرف سوخت وسایل نقلیه در شبکه راه­ها کاهش یافته و ضمن آنکه برای کاربران رضایتمندی بیشتری فراهم می­گردد، سالانه از هدر رفتن رقم قابل ملاحظه­ای از سرمایه ملی جلوگیری می­شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Propose a Model for Predicting the Vehicle Fuel Consumption in Freeways

نویسندگان [English]

  • Milad Safiarian 1
  • Ahmad Mansourian 2
  • َAlireza Sarkar 3
1 M.Sc., Student, Department of Highway and Transportation Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
2 Associate Professor, Department of Bitumen and Asphalt, Road, Housing and Urban Development Research Center, Tehran, Iran.
3 Assistance Professor, Department of Highway and Transportation Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Studies show that of all petroleum products, a significant share (about 30%) is allocated to gasoline consumption; therefore, proper management of vehicle fuel consumption can have positive effects on economic and environmental aspects. In the present study, in order to investigate the effect of the pavement roughness and the longitudinal slope on fuel consumption, the pavement roughness and the longitudinal slope of three freeways including Tehran-Saveh, Tehran-Karaj and Tehran-Qom freeways, were measured in one hundred sections using a road surface profiler. Furthermore, by installing a Bluetooth diagram on the test vehicle, the amount of the fuel consumption was recorded for each section. Statistical analysis of the data showed that the pavement roughness and the longitudinal slope increase the vehicle fuel consumption significantly. In this study, an equation was proposed to predict the fuel consumption of the vehicles on freeways. According to the proposed equation, Fuel consumption increases 2 percent when International roughness index increases 1m/km.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Roughness
  • Pavement
  • Longitudinal Slope
  • Fuel consumption
  • Road Surface Profiler
- (1389)، "حدود شاخص بین­المللی ناهمواری (IRI) برای راه­های ایران"، پژوهشکده حمل و نقل.
. Global Ptioning System

- مراجع

- (1389)، "حدود شاخص بین­المللی ناهمواری (IRI) برای راه­های ایران"، پژوهشکده حمل و نقل.
 
-­Botshekan, M., Tootkaboni, M.P. and Louhghalam, A., (2019), “Global Sensitivity of Roughness-Induced Fuel Consumption to Road Surface Parameters and Car Dynamic Characteristics”, Transportation Research Record, 2673(2), pp.183-193.
- Chatti, K. and Zaabar, I., (2012), “Estimating the effects of pavement condition on vehicle operating costs”, National Cooperative Highway Research Program (NCHRP-Report 720), transportation Research Board, Washington, D.C.
-­Fakhri, M., Shourmeij, E., (2014), “Evaluation Effect of Pavement Condition on Vehicle Fuel Consumption Using HDM-4 Software”, Journal of Transportation, 11(2), pp. 159-171 (in Persian).
-­Jiao, X. and Bienvenu, M., (2015), “Field measurement and calibration of HDM-4 fuel consumption model on interstate highway in Florida”, International Journal of Transportation Science and Technology, 4(1), pp.29-45.
-­Ko, K.H., Moon, B.K., Lee, T.W., Lee, W.H., Yoo, I.Y., Lee, S.Y., Han, D.S. and Jeong, S.H., (2016),  “An economic calibration method for fuel consumption model in HDM4”,  Wireless Personal Communications, 89(3), pp.959-975.
-­Li, Q., Qiao, F. and Yu, L., (2017), “How the roadway pavement roughness impacts vehicle emissions?”, Environment Pollution and Climate Change, 1(3), pp. 1-4.
-­Louhghalam, A., Akbarian, M. and Ulm, F.J., (2015), “Roughness-induced pavement–vehicle interactions: key parameters and impact on vehicle fuel consumption”, Transportation Research Record, 2525(1), pp.62-70.
- Perrotta, F., Parry, T., Neves, L.C., Buckland, T., Benbow, E. and Viner, H., (2018), “Comparison of truck fuel consumption measurements with results of existing models and implications for road pavement LCA”, 6th International Symposium on Life-Cycle Civil Engineering.
-­Perrotta, F., Parry, T., Neves, L.A., Buckland, T. and Mesgarpour, M., (2018), “Comparison of HDM-4 fuel consumption estimates with real measurements from trucks on motorways: a UK case study”, The 97th Annual Meeting of Transportation Research Board, , Washington DC.
- Perrotta, F., Trupia, L., Parry, T. and Neves, L.C., (2017), “Route level analysis of road pavement surface condition and truck fleet fuel consumption”, In Pavement Life-Cycle Assessment, CRC Press. pp. 61-68.
 
- Svenson, G. and Fjeld, D., (2016), “The impact of road geometry and surface roughness on fuel consumption of logging trucks”, Scandinavian journal of forest research, 31(5), pp.526-536.
 
- Zaabar, I. and Chatti, K., (2010), “Calibration of HDM-4 models for estimating the effect of pavement roughness on fuel consumption for US conditions”, Transportation Research record, 2155(1), pp.105-116.
 
- Zaabar, I. and Chatti, K., (2011), “A field investigation of the effect of pavement type on fuel consumption”, In Transportation and Development Institute Congress 2011: Integrated Transportation and Development for a Better Tomorrow, pp. 772-781.