民用航空器污染物排放测算的不确定性研究——基于LTO阶段的分析

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lianglianghepan
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随着我国民航运输业的快速发展,航空器运行带来的污染物不断为机场周边环境增加负面影响。为合理制定减排决策,科学定量测算污染物的排放成为首要目标。当前的起飞降落(Landing and Take-off,LTO)阶段测算模型愈趋复杂,不论是其假设条件还是模型参数都会给测算结果带来不确定性。不确定性分析可以帮助捕捉不同结果发生的相对可能性,挖掘模型中存在的关键不确定性因素,确定未来改进排放测算准确性的方向,完善航空器排放清单的基本组成内容,提升减排决策实施评估的可靠程度。首先,本文梳理归纳了常用污染物排放测算模型,并基于航空器数据库(Base of Aircraft Data,BADA)建立了改进的LTO阶段航空器污染物(HC、CO、NOx)排放测算模型,使用Python完成测算工具的开发为后续研究提供便利。其次,针对污染物排放测算模型构建涵盖模型、参数及观测三方面的机场航空器排放测算不确定性分析框架,为后续的实例分析提供理论基础。最后,基于不确定性分析框架针对广州白云国际机场开展不确定性实例分析,使用快速存取记录器(Quick Access Recorder,QAR)数据从大气状况对比、运行分析及性能分析三个方面探索不确定性,发现不确定性参数包含:大气状况参数、航空器起飞质量(Take-off Weight,TOW)、俯仰角、阶段运行时间(Time-in-mode,TIM)、燃油流量以及排放指数(Emission Index,EI);采取蒙特卡洛模拟进行不确定性量化得出:排放测算结果比国际民航组织(International Civil Aviation Organization,ICAO)标准值低47%并且LTO各阶段均有所差异;敏感性分析识别出关键不确定性参数包含:EI、TIM、TOW及风速(Wind Speed,WS),关键不确定性参数组合包含:TIM-EI、TOW-TIM、TOW-EI、TOW-温度、TOW-压强和WS-TIM;进一步以持续下降运行为减排决策实施场景,使用不确定性分析从能耗及排放两方面验证该决策的有效性,并且识别出航空器质量为关键不确定性参数。
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