An Assessment of Real-World Driving Emissions and Fuel Consumption of a Diesel Bus with Using a Portable Emissions and Fuel Consumption Measurement System: İstanbul Bus Rapid Transit-Metrobus

Pollutants from combustion engine powered public transportation are showing great importance in terms of air quality, human being health and also the global warming. The amount of fuel consumed during transportation is another factor that should be taken in to account because of economic aspects. In this context, a part of one of the world’s biggest public transportation axle – Istanbul Metrobus public transportation system – which is using a dedicated line is analyzed via using on board emission measurement system and onboard fuel consumption metering devices. The relevant controller area network data was collected during cruises. The fuel consumption and emissions results are analyzed regarding to cruise statistical data, driving modes, road gradient and vehicle specific power data and per passenger statistic. A strong correlation between vehicle specific power and fuel consumption and emissions is shown. The effect of acceleration and velocity are analyzed. Fuel consumption and emission data obtained regarding to the topography indicated that, topography should be used with vehicle properties in public transportation planning. Also it was evaluated that the portable emission measurement systems and mobile fuel consumption measurements can be a part of engine calibration development for environmentally friendly and economic public transportation.

Anahtar Kelimeler:

Driving modes, Fuel consumption, Real driving emissions, Road grade, Vehicle specific power

Portatif Emisyon ve Yakıt Tüketimi Ölçüm Sistemi Kullanılarak Bir Dizel Otobüsün Gerçek Dünya Sürüş Emisyonları ve Yakıt Tüketiminin Değerlendirilmesi: İstanbul Otobüs Hızlı Ulaşımı – Metrobus

İçten yanmalı motorlarla tahrik edilen toplu taşıma kaynaklı emisyonlar hava kirliliği, insan sağlığı ve küresel ısınma açısından oldukça önem arz etmektedir. Toplu taşıma esnasında tüketilen yakıt miktarı özellikle ekonomiklik anlamında dikkate alınması gereken diğer bir faktördür. Bu doğrultuda dünya toplu taşıma sisteminin önemli taşıma akslarından biri olan ve kendine ayrılmış özel bir hat kullanan İstanbul Metrobüs Taşıma Sisteminin bir kısmı araç üstü portatif emisyon ve yakıt tüketimi ölçüm cihazları kullanılarak analiz edilmiş ve değerlendirilmiştir. Tüm çalışma boyunca yolcu otobüslerinin elektronik kontrol ağı üzerindeki gerekli veriler de paralel olarak toplanmıştır. Sonrasında yakıt tüketimi ve emisyon verileri, seyirlerin istatistiki verileri, sürüş modları, yol eğimi ve araç özgül gücü anlamında değerlendirilmiştir. Çalışmada yapılan analizlerle taşıt özgül gücü ile yakıt tüketimi ve emisyonlar arasında güçlü bir korelasyon olduğu gösterilmiştir. İvmenin ve taşıt hızının yakıt tüketimi ve emisyonlar üzerine etkileri irdelenmiştir. Topoğrafyaya bağlı elde edilen yakıt tüketimi ve emisyon verileri, toplu taşıma planlamasında topoğrafya verilerinin araç özellikleri ile birlikte kullanımının gerekliliğini ortaya koymuştur. Yapılan analiziler neticesinde araç üstü portatif emisyon ölçüm sistemleri ve mobil yakıt tüketimi ölçüm cihazlarının daha çevreci ve ekonomik toplu taşıma için motor kalibrasyon proseslerinin bir parçası olabileceği değerlendirilmiştir.

Keywords:

Sürüş modları, Yakıt tüketimi, Gerçek sürüş emisyonları, Yol eğimi, Taşıt özgül gücü,

PDF

___

Alpkokin, P. and Ergun, M., 2012. Istanbul Metrobüs: first intercontinental bus rapid transit. Journal of Transport Geography, 24, 58-66.
Andrés, L. and Padilla, E., 2018. Driving factors of GHG emissions in the EU transport activity. Transport Policy, 61, 60-74.
Choudhary, A. and Gokhale, S., 2016. Urban real-world driving traffic emissions during interruption and congestion. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 43(Supplement C), 59-70.
Çakır, F.H. and Akbayır, Ö., 2017. Metrobüs Sisteminin Enerji Kullanımı ve Çevreye Etkilerinin İncelenmesi, Elektrikli Araçlar ve Trolleybüslerin Kullanım Potansiyellerinin Araştırılması. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Özel Sayı 1, 97-102.
Duarte, G. O., Gonçalves, G. A. and Farias, T. L., 2016. Analysis of fuel consumption and pollutant emissions of regulated and alternative driving cycles based on real-world measurements. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 44, 43-54.
Hao, L., Chen, W., Li, L., Tan, J., Wang, X., Yin, H., Ding, Y. and Ge, Y., 2017. Modeling and predicting low-speed vehicle emissions as a function of driving kinematics. Journal of Environmental Sciences, 55, 109-117.
ICCT, 2016, International Council on Clean Transport, A technical summary of Euro 6/VI vehicle emission standards.
Joumard, R., André, M., Vidon, R. and Tassel, P., 2003. Characterizing real unit emissions for light duty goods vehicles. Atmospheric Environment, 37(37), 5217-5225.
Luján, J. M., Bermúdez, V., Dolz, V. and Monsalve-Serrano, J., 2018. An assessment of the real-world driving gaseous emissions from a Euro 6 light-duty diesel vehicle using a portable emissions measurement system (PEMS). Atmospheric Environment, 174, 112-121.
Mendoza-Villafuerte, P., Suarez-Bertoa, R., Giechaskiel, B., Riccobono, F., Bulgheroni, C., Astorga, C. and Perujo, A., 2017. NOx, NH3, N2O and PN real driving emissions from a Euro VI heavy-duty vehicle. Impact of regulatory on-road test conditions on emissions. Science of the Total Environment, 609, 546-555.
Merkisz, J. and Rymaniak, L, 2017. Tests of urban bus specific emissions in terms of currently applicable heavy vehicles operating emission regulations. Combustion Engines, 1(168), 21-26.
Myung, C.-L., Ko, A., Kim, J., Choi, K., Kwon, S. and Park, S., 2013. Specific engine performance and gaseous emissions characteristics of European test cycle and worldwide harmonized driving cycle for a heavy-duty diesel engine. Journal of Mechanical Science and Technology, 27(12), 3893-3902.
Palacios, J., 1999. Understanding and Quantifying Motor Vehicle Emissions with Vehicle Specific Power and TILDAS Remote Sensing. Doctor of Philosophy, Massachusetts Institute of Technology, Boston-USA.
Prati, M. V., Meccariello, G., Della Ragione, L. and Costagliola, M. A., 2015. Real Driving Emissions of a Light-Duty Vehicle in Naples-Influence of Road Grade. SAE International 12th International Conference on Engines & Vehicles, September 2015, Naples, Italy, SAE 2015-24-2509
UITP, 2014, International Association of Public. Bus Systems in Europe - Current Fleets and Future Trends.
URL-1, from https://www.avl.com/real-driving-emissions-rde-, 13 September 2018
URL-2, https://ec.europa.eu/clima/policies/transport/vehicles/heavy_en , 13 September 2018
Wang, A., Ge, Y., Tan, J., Fu, M., Shah, A. N., Ding, Y., Zhao, H. and Liang, B., 2011. On-road pollutant emission and fuel consumption characteristics of buses in Beijing. Journal of Environmental Sciences, 23(3), 419-426.
Yao, Z., Wei, H., Liu, H. and Li, Z., 2013. Statistical Vehicle Specific Power Profiling for Urban Freeways. Procedia - Social and Behavioral Sciences, 96, 2927-2938.
Yu, Q. and Li, T., 2014. Evaluation of bus emissions generated near bus stops. Atmospheric Environment, 85, 195-203.
Yu, Q., Li, T. and Li, H., 2016. Improving urban bus emission and fuel consumption modeling by incorporating passenger load factor for real world driving. Applied Energy, 161(Supplement C), 101-111.
Zhang, Q., Wu, L., Yang, Z., Zou, C., Liu, X., Zhang, K. and Mao, H., 2016. Characteristics of gaseous and particulate pollutants exhaust from logistics transportation vehicle on real-world conditions. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 43, 40-48.