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1、挑战杯申请书填写序号： 编码： 第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛作品申报书作品名称： 城市机动车尾气排放量及相应尾气排放数据研究 其对应措施 以济南市为例 学校全称： 山东大学威海校区 申报者姓名 王汜茹 （集体名称）： Math-Macanical Electricity 类别：自然科学类学术论文哲学社会科学类社会调查报告和学术论文科技发明制作A类科技发明制作B类报送方式：省级报送作品高校直送作品 A2申报者情况（集体项目）说明：1.必须由申报者本人按要求填写； 2.申报者代表必须是作者中学历最高者，其余作者按学历高低排列； 3.本表中的学籍管理部门签章视为对申报者情况的确认

2、。申报者代表情况姓名王汜茹性别女出生年月1992年11月13日学校山东大学威海校区系别、专业、年级数学系应用数学专业2011级学历本科学制4年入学时间2011年9月1日作品名称城市机动车尾气排放量及相应尾气控制数据研究以济南市为例毕业论文题目无宿舍7号楼A605宿舍电话移动电话155*学术科研情况及奖励情况无其他作者情况姓 名性别年龄学历所在单位 董琳佳女19岁 本科山东大学威海校区数学与统计学院焉然 女19岁 本科山东大学威海校区数学与统计学院 陈愫素 女19岁本科山东大学威海校区数学与统计学院 王敏佳 女19岁 本科山东大学威海校区法学院 邢传志 男18岁 本科山东大学威海校区数学与统计学

3、院 袁清 女19岁本科 山东大学威海校区机电学院 杨哲男 19岁本科山东大学威海校区机电学院B1申报作品情况（自然科学类学术论文）作品全称城市机动车尾气排放量及相应尾气排放数据研究其应对措施以济南市为例作品分类（ C）A机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） D生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健 康、卫生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化 工、生态、环保等）作品撰写的目的和基本思路目的：新中国成立特别是改革开放以来，我国社会主义现代化建设取得了举世瞩目

4、的伟大成就。同时，必须清醒地看到，我国正处于并将长期处于社会主义初级阶段。全面建设小康社会，既面临难得的历史机遇，又面临一系列严峻的挑战。经济增长过度依赖能源资源消耗，环境污染严重等严重问题, 与此同时，我们比以往任何时候都更加需要紧紧依靠科技进步和创新，带动生产力质的飞跃，推动经济社会的全面、协调、可持续发展。胡锦涛在党的十七大报告上提出, 必须坚持全面协调可持续发展。要按照中国特色社会主义事业总体布局，全面推进经济建设、政治建设、文化建设、社会建设，促进现代化建设各个环节、各个方面相协调，促进生产关系与生产力、上层建筑与经济基础相协调。坚持生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，建设资

5、源节约型、环境友好型社会，实现速度和结构质量效益相统一、经济发展与人口资源环境相协调，使人民在良好生态环境中生产生活，实现经济社会永续发展。本次挑战杯主题是从限流和扩大绿化带面积视角来解决汽车尾气排放量,顺应时代的要求,符合科学发展观,着力解决人民最关心、最直接、最现实的利益问题，努力形成全体人民各尽其能、各得其所而又和谐相处的局面，为发展提供良好社会环境.基本思路：1.已知汽车的尾气排放量与植物吸收尾气的速率存在相互抵消达到平衡的关系，首先要调查城市平均每天的机动车保有量。2.通过调查或搜集资料获知汽车日均出行的次数、每次均行驶的里程、每次均出行的时耗，以上数据均属于社会问题的数据搜集。3.

6、假设道路上行驶的车辆大致分为两种：私家汽车、公交车和出租车。通过资料搜集可以确定两种车型平均每小时的耗油量。4.从1.2.3步中通过一定的计算可以求得平均每天机动车排放尾气量。调查城市道路绿化面积与绿化带中包括的植被种类，并由此计算得知平均每天绿化带吸收尾气量。5.从汽车尾气排放量与植被吸收尾气量之间建立数学模型从而预测最优绿化面积，并且在面积固定的情况下，根据数据讨论道路的车辆限流问题。作品的科学性、先进性及独特之处科学性： 随着汽车工业的发展和城市汽车保有量的增加，环境问题日益突出。在我们获益于汽车发展提高生活质量的同时，应尽量避免由此带来的排放污染恶化我们的环境。在汽车工业发展和环境保护

7、之间，需要寻求新的平衡。随着汽车保有量迅速增加，我国城市大气污染日益严重. 汽油燃烧会产生NO、NO2等氮氧化物（主要的）和CO2等气体，其中氮氧化物是一种大气污染物，在大气中会导致光化学污染和硝酸型酸雨等环境污染现象，进而危害人类等生物的健康，而二氧化碳是温室气体，会使全球温度上升变暖.由于汽车运行严重的分散性和流动性,因而也给净化处理技术带来一定的限制.除了开发在机内净化技术外,还要大力开发机外净化处理技术.一是控制技术,主要是提高燃油的燃烧率,安装防污染处理设备和采取开发新型发动机;二是行政管理手段,采取增加绿化带面积,使尾气排放量与绿地面积植物吸收量相抵消,此方法充分体现了绿色可持续发

8、展,实现了城市环境生态调控技术.所以本次挑战杯主题我们着重从扩大绿化带视角来解决汽车尾气排放量造成的空气污染问题。 先进性与独特之处：该项作品针对当前济南市区机动车保有量大、汽车尾气排放的污染物多、但是绿化带面积却极少的情况提出，旨在通过我们的研究测算出城市道路绿化面积和汽车排污量的关系，响应十八大和国家中长期发展计划纲要，通过扩大绿化面积、限制车流量来提高城市环境质量。此次研究我们准备在总结以往研究成果的基础上，组内成员深入济南，对济南市区的绿化和机动车排污进行全方位、多层次、宽领域的研究。不仅要通过观察和统计建立数学模型，对汽车尾气排放量与绿化面积之间的关系做出精密的研究，同时我们也会采取

9、社科类的研究方法，如进行问卷调查法和访谈法，深入机动车司机和城市居民，倾听他们对该主题的看法，从而从新的视角、新的思路认识和发现解决这一问题的方法。据调查，对该领域的研究在全国范围内也屈指可数，所以该研究本身就具有它自身的开创性、创新性，我们会在对济南市研究的基础上，尽量推及全国，扩大我们的研究范围，将我们研究之后的解决方案推及全国，增强其实用性和适用性。作品的实际应用价值和现实意义目前，大气遭受着严重的污染，汽车尾气污染在其中占相当大的比例，给人们的生活和身体健康带来了严重危害。绿化道路是方便可行、减少空气污染的重要手段之一，因此合理绿化道路，可以对街道上机动午辆排放的有毒气体有较强吸收作用

10、；可以净化空气、减少灰尘；可以将有限的绿地面积做到减少汽车尾气污染的价值最大化；可以降低风速、增大生气湿度、降低口光辐射热，还可以降低路面温度，起到延长道路使用寿命的作用，更重要的是可以贯彻落实科学发展观，对提升城市景观形象，提高市民生活质量等问题具有不可估量的效用。学术论文文摘1. 范秀英等 中国环境报(第1 版) , 1997208210我国汽车尾气污染状况及其控制对策分析 随着我国汽车工业的快速发展和机动车拥有量的快速增长, 汽车尾气污染给城市环境带来巨大的影响, 由此引起的氮氧化物型污染有可能代替煤烟型污染成为城市主要大气污染源. 目前国内各大城市机动车排气污染危害日益严重, 造成汽车

11、尾气严重污染的原因主要是汽车工业落后、尾气控制水平低、排放标准宽、管理不严等. 尾气排放最为严重的是摩托车, 尤其是二冲程摩托车的排气对大气造成的污染已成为世界性的研究课题. 特别是对使用摩托车不受限制的中、小城市, 摩托车已成为人们不可缺少的交通运输工具. 二冲程摩托车由于燃料不能完全燃烧对大气的污染较汽车要严重. 我国1996 年摩托车产量为929 万辆, 拥有量已突破3000 万辆, 量居世界第一, 拥有量居世界第二. 排污严重的二冲程摩托车占摩托车年产量的60% , 占摩托车拥有量的70%. 而摩托车的尾气目前根本没有考虑安装净化装置。机动车尾气排放最严重的就是在车辆停停开开或车辆运行

12、很慢时, 以小轿车为例, 车速20kmh 的HC和CO 的排放量比50kmh 要高出近50%3 . 道路上车流量多, 必然导致道路两侧污染物的高浓度区, 再加上城市道路两侧一般是高大建筑物, 使空气流速减缓, 汽车排气污染物难以及时扩散、净化, 造成局部严重的大气污染。减少汽车尾气污染的建议：优先发展公共交通事业, 尤其是快速轨道交通, 如地下铁道或地上环城铁路. 扩大采用无污染或污染少的燃料为动力的汽车拥有量, 包括使用无铅汽油、天然气、液化石油气的双燃料汽车. 鼓励采用无污染或污染少的交通工具, 如自行车和电动汽车, 目前法国、美国、德国分别正式推行了电动汽车.控制新出厂汽车的尾气控制水平

13、,2.杨柳何洪 汽车尾气的危害及治理 认为城市空气中三类主要的污染物(一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物)绝大部分来自汽车尾气的排放。从多方面探讨了治理汽车尾气的途径及技术手段。目前,解决尾气排放污染主要有三个途径：第一,最根本和最终的途径是改变汽车的动力。如开发电动汽车及代用燃料汽车。此途径使汽车根本不产生或只产生很少的污染气体；第二,改善现有的汽车动力装置系统和燃油供给系统。采用设计优良的发动机、提高燃油使用效率等都能使汽车尾气污染减少；第三,采用一些先进的机外净化技术对汽车产生的尾气进行净化以减少污染,这也是目前广泛采用的,大量适用于在用车和新车的净化技术。3. 李滨丹,吴宁 探讨汽车尾气污

14、染危害与对策汽车作为现代化交通工具,给人们的生产与生活带来了极大方便,可是它的尾气排放物却给大气环境造成了严重污染。通过对汽车尾气中的固体悬浮微粒、一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、铅和黑烟等有害成份及其危害机理进行分析,探讨了治理汽车尾气污染的主要原因,提出了汽车尾气污染防治的若干对策。造成危害的主要原因汽车尾气对空气这样严重的污染,专家分析主要是由于以下原因所致:一是汽车保有量增加过快,而且集中在城市。2008年,中国民用汽车保有量突破6 000万辆 3 ,达到6 467万辆,比2001 年增长了300% , 近十年以12%的年均速度增长,到2020年中国汽车保有量将超过1. 5亿辆。这些量

15、的变化,我们也可以从行驶在大路的汽车牌上发现,据调查,哈市车牌从“黑A”,到两个英文字母,再到现在的三个英文字母车牌不过十年左右的时间,现在哈市每天新车落户都在200辆左右,高峰的时候达300多辆,每月上车牌的汽车有5 000多辆。仅去年一年,哈市就新增机动车8万余辆。目前,哈市汽车保有量突破了50 万辆,其中哈市市区40多万辆,私家车占总数的七成左右,从中可见一斑。而增加的大多数为化油器型机动车,排气量小,油耗大,未达到环保汽车的要求。二是汽车排放性能差,汽车保养及淘汰制度不严格。中国新车单车排放污染物为先进国家的5倍,随着汽车的使用,在短时间后就为先进国家的10倍或几十倍。加上没有完善和严

16、格的汽车维修制度和旧车淘汰制度,失修和老旧车运营十分普遍,看看哈市红红火火的旧车交易市场,就不难看出汽修行业兴隆的原因之所在。三是中国的汽车尾气关政策法规比较落后。随着汽车尾气污染的日益严重,汽车尾气排放立法势在必行,世界各国早在六、七十年代就对汽车尾气排放建立了相应的法规制度 ,通过严格的法规推动了汽车排放控制技术的进步,而随着汽车排放控制技术的不断提高,又使更高标准的制订成为可能。与国外先进国家相比,中国汽车尾气排放法规起步较晚、水平较低。4. 王贵槐第7卷第4期 武汉交通职业学院学报 汽车尾气排放的危害及其控制本文论述汽车尾气排放的危害,介绍新的汽车尾气排放法规和排放标准,探讨排放污染的

17、控制技术及措施,提出汽车制造厂家面临的挑战及应对措施。2003 年底,中国在用机动车保有量接近1 亿辆, 其中, 汽车保有量为2421 万辆, 摩托车为5930 万辆,私人汽车保有量为1243 万辆。机动车向空气中排放的有害物质与日俱增,汽车尾气已成为大气污染的主要污染源。由于机动车尾气是低空排放,对低空大气环境污染和人体健康危害更大,控制汽车尾气排放势在必行。本文对汽车尾气排放的危害、新的排放法规及控制排放污染的措施进行探讨。欧盟正在酝酿中的“欧”标准对颗粒物设限值为5 毫克,对氧化氮有害气体更加严格限制,并将于2008 年实施,这势必提高柴油机造价,其目的是利用欧洲柴油机有节能和排污方面的

18、成熟技术,振兴欧洲汽车工业,并使其保持世界领先地位。我国是汽车产量大国,年产量跃居世界第四,但目前市场上还没有完全符合欧标准的车型,一般只达到了欧综合标准中的某一项标准。国内无一家能用国内部件生产专业净化器的企业,我们和欧美在汽车环保技术上相差较大。我国是京都议定书的签约国, 随着京都议定书的生效及我国汽车的普及, 我们不能只看到汽车产业对经济的拉动,而对汽车污染及治理污染所付出的代价视而不见。明确我们国家汽车工业今后的发展方向,加大对汽车产业的科研投资, 开发更加清洁、安全、节能的汽车, 对运行汽车进行改造,减少交通堵塞,降低排气污染,净化环境等是我们迫切需要解决的重要问题。作品在何时、何地

19、、何种机构举行的会议上或报刊上发表及所获奖励无鉴定结果无请提供对于理解、审查、评价所申报作品具有参考价值的现有技术及技术文献的检索目录1、智能交通技术智能交通技术是将先进的交通技术、数据通讯传输技术、电子控制技术，计算机处理技术等应用于交通运输行业从而形成一种信息化、智能化社会化的新型运输系统，它使交通基础设施能发挥最大最大效能，从而获得巨大的社会经济笑意。它的主要功能表现在：提高交通的安全水平、提高道路网的通行能力和提高汽车运输生产率和经济效益。智能交通技术在日本和中国本土化问题讨论 东南大学交通学院 徐良杰 国家ITS工程研究中心 王春燕 北京科技大学机械学院 李威2、智能交通系统（ITS

20、） 智能交通系统（ITS）是将现金的计算机处理技术、信息技术、数据通讯传输技术及电子自动控制技术等有效地综合应用于交通管理系统，将人、路、车有机结合起来，建立起的一种实时、有机、高效的交通运输综合管理系统。智能交通系统概述及国内外发展状况 2010 山东理工大学&山东职业技术学院 张振东3、智能交通系统（intelligent transportation system简称ITS）智能交通系统是未来交通系统的发展方向，它是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成应用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交

21、通运输管理系统。ITS可以有效地利用现有的交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、提高运输效率，因而，日益受到各国的重视。我国智能交通的现状及发展趋势展望 2008 重庆康维投资顾问有限公司 王庆福4、智能交通系统监测系统来自合并在一起的计算机识别系统。事故监测系统来自Econolite与图像感应系统的合作。综合交通信息来自GIS/Trans。运输管理系统来自Lockheed Martin。车辆追踪和自动收费系统来自Transcore。2008年北京夏季奥运会和智能交通系统 美国智能交通协会国际事务委员会主席 GERALD D.CONOVER5、“智能交通云” ITS是交通和计算机融合

22、的产物。近来，交通和计算机技术都发生了很大的变化。交通方面，随着欧盟、北美、东亚区域经济一体化的推进，以上各区域内的交通物流一体化的步伐越来越快。与这种趋势相适应，信息大集中模式的云数据中心的建设成为必然的选择。计算机技术方面，“云计算”模式的出现，为计算中心的建设提供了新的思路。本文将两者的最新发展结合，提出“智能交通云”的概念。并以【交通卡数据交换中心】和【货物和集装箱RFID数据交换中心】为例加以说明。智能交通与云计算的结合6、云计算云计算架构介绍白皮书 Sum公司7、智能交通系统及物联网计算机网络通讯系统、通用地理信息平台、公交调度指挥中心、区域运营组织与调度示范工程、抢修救援调度系统

23、、公交IC卡系统、公交李素丽服务热线、北京公交网站、动态信息服务、办公自动化系统、信息管理系统北京公交智能交通系统的发展 北京市公共交通总公司 李建国 杨宏伟8、自然生态型绿化&30米绿化模式 & 10米及2.5米绿化模式 广义上说，自然生态型绿化是设计中遵循景观生态学的原理，通过合理的植物配置，科学的地形设计，适当的水体营造，人工模拟自然植物群落，从而营造出的自然的绿化配置模式。狭义而言，自然生态型绿化是以植物造景为主，木本植物为骨干，由乔木、灌木、草本、地被等植物、动物、微生物以及所在地区的气候、土壤条件综合而成的结构合理、功能协调、自然控制的绿化配置模式。浅析道路绿化景观现状与发展前景9

24、.、道路绿化与市政公用设施统筹安排 10、单因子法根据环境空气质量标准GB3095 1996中污染物浓度限值标准，采用最大单因子级别法，所有参与评价的污染物浓度低于空气质量标准中X级标准限值时，为达到X 级标准。这种方法简单明了，但其具有难以克服的局限性，即遗失了大量的信息，评价结果不够全面、完整。北京空气质量影响因素计量分析 北京工业大学 李玉敏 李明丽 焦智康11. 综合指数法。这类方法由于能够较准确、全面地反映空气质量状况，具备了通用性和可比性，成为目前较通用的环境空气质量评价方法，而且不断地完善和发展。例如，平均综合污染指数、环境质量定性评价指数法等。2010年李祚泳得到对7 项空气污

25、染物皆适用的空气质量普适韦伯指数公式。该公式应用于多个实例分析，并与多种其它评价方法的评价结果比较表明，空气质量普适韦伯指数公式，具有简单、实用和直观的特点，为空气质量评价提供了一种新方法。北京空气质量影响因素计量分析 北京工业大学 李玉敏 李明丽 焦智康12.综合模型法。这类方法是广泛利用统计模型，从不同的角度构建模型反映空气质量状况。这些模型具有一定的创新性，对于测度空气质量有很大的借鉴意义。例如，潘磊、沙斐提出将非线性时间序列门限自回归模型引入浦东新区的环境空气质量监测中, 是环境空气质量报告工作的进一步要求。作者利用环境空气自动监测系统历史监测数据资料, 建立了浦东新区环境空气质量的预

26、报计算模型，并预测出浦东新区环境空气质量与实际监测情况的符合程度，认为该模型在监测工作中有应用可行性。但该模型, 对于突发性的因素造成空气质量急剧改变的响应速度较慢，存在一定的局限性。再如，王艳平等采用“Matlab”中BP神经网络的工具箱函数，对济南、青岛两市空气质量中长期变化趋势进行的预测显示，网络的预测精度高，自适应性强，训练速度快，避免复杂运算，节省大量时间，预测效果理想。北京空气质量影响因素计量分析 北京工业大学 李玉敏 李明丽 焦智康参考文献：1 环境空气质量标准( GB3095 1996) S. 国家环境保护总局1996.2 李祚泳.基于韦伯 费希纳定律的空气质量普适韦伯指数公J

27、.中国环境监测，010（2）：58-62.3 潘磊，沙斐.非线性时间序列门限自回归模型在环境空气质量预报中的应用J.上海环境科学，2007（5）：214-218.4 王艳平.基于BP 网络的城市空气质量中长期预测研究J.科技通报，2010（3）：245-248.5 胡友彪.北京市空气质量时间变化特点分析J.北方环境.2010（2）：64-66.6 黄孝扬.汕头市近三年空气质量监测要素中年变化趋势汕头科技.2009(3)：35-367 黄淑轩环境空气质量动态变化规律的模糊数学综合评价干旱区域资源与环境2010(6)：77-818 王红梅, 黄晓20年来昆明市环境空气质量变化趋势及影响因素分析环境

28、科学导刊9 刘民2008 年北京奥运会对北京空气质量的影响首都公共卫生2010 (2)：103-110申报材料清单（申报论文一篇，相关资料名称及数量）科研管理部门签章 年 月 日 C.当前国内外同类课题研究水平概述说明：1.申报者可根据作品类别和情况填写； 2.填写此栏有助于评审。 在欧洲2000年的研究中，对HC与NOx给出限值，尾气排放方法才已经能够发动机启动后立即采样，同时加严对HC、CO的限制，通过低温冷启动排放试验、OBD系统功能检查、LPG/NG汽车排放试验等方法确保在汽车保有量一定的条件下，将轻型汽车的尾气排放量控制在城市有效控制范围内。 国外对汽车尾气扩散模式的研究开展较早。欧

29、洲、美国和日本等国家自60年代末就对机动车排放污染物进行了多方面的研究，主要是研究适应公路扩散和城市道路扩散的模式，并与70年代提出了很多模式，20多年来又不断改进和开发了许多新模式。这些模式多以扩散微分方程的解析解为基础的烟流、烟团模式，适用于建筑物少和低矮的道路扩散，不适用道路两侧存在密集高层建筑物时，污染物的扩散模拟。其次是数值模拟，它可处理结构复杂的道路大气扩散，但过程复杂，没有得到普遍推广，在环境管理业务中和环境评价中很难得到应用。 目前，国内外用于污染物环境预测“法规应用级模式”，多数仍处于高斯扩散模型，如CALINE、CAR模型。其中，CAR模型不同于传统的空气质量模型，它将环境

30、因素分为环境背景因素、汽车排放因素与扩散因素，各个因素对浓度的作用，仅通过参评因子来实现。交通工具释放的污染物影响通常用CALINE4模型进行评估，模型专门用于评估道路流动元对空气影响的特殊高斯模型，。模型将道路作为线源的一个组成部分，即作为一个单独的污染源，只对其下风方向有影响，。评估点的污染物浓度是各个污染源对该店浓度贡献的叠加之和。近年来，我国对机动车排气污染的研究发展迅速，已经建立和引进了适合于我国具体情况的道路和城市道路扩散模型。谢绍东、金均分别采用高斯烟流和简化的烟团扩散函数经过源参数修正后对任意风向下的汽车排污浓度进行计算，马蔚纯等采用模型对上海南京东路机动车尾气污染进行了计算，

31、程紫润在高斯线源扩散模式计算方面做了一些探讨，简化了复杂分计算，考虑了行车机械扰动等因素对污染扩散的影响。美国环保局（EPA）开发MOBILE宏观排放模型，由于影响机动车污染物排放的因素较多，MOBILE考虑了多种因素的排放方法如车用燃料中的硫含量、含氧添加剂及替代燃料，傅立新等剖析了影响汽车污染排放的各种因素，对MOBILE模型的结构和理论基础加以分析，结合我国机动车的实际情况，对模型进行全面修正，应用于北京，取得很好的结果。李修刚等华晔等分别应用MOBILE6.2对南京、北京和上海等城市各车型机动车CO、HC、NOx等排放因子进行计算初步建立部分城市的排放清单。目前，MOBILE模型在我国机动车排放因子计算中有很广泛的应用，在支持城市机动车污染控制宏观决策方面具有很强的指导意义。欧洲委员会（EC）开展的机动车排放因子研究，于2007年进一步开