Fattori di emissione dei mezzi pubblici al Cairo - Cristina Pozzi - ARIANET

1. Stima dei fattori di
emissione dei mezzi
pubblici circolanti al CAIRO
Cristina Pozzi

2. Inquadramento del progetto
Il progetto finanziato dall’Agenzia dell’Ambiente Egiziana in coordinamento con il Dipartimento dei Trasporti è
stato assegnato a SETS Int. ed è inquadrato nell’ambito del miglioramento del traffico locale :
Support to an Improved Urban Transport System in Cairo
Estimations and modeling of factors governing emissions of CO2 and other air pollutants from the
public transport modes in Cairo
L’articolazione in fasi ha previsto attività di pianificazione, campionamenti e campagne di misura con
strumentazione PEMS, dispositivi che rilevano inquinanti esausti prodotti dai motori installati a bordo dei
veicoli circolanti, seguendo cicli di guida reali.
SETS ha chiesto a ARIA Technology (+ Arianet) di occuparsi della Task 5 :
“Development of Emissions Factors and Models “

3. Le procedure di test sono state effettuate su un campione di veicoli RAPPRESENTATIVO e
selezionato in precedenza ( TASK 3 : Sampling and Traffic surveys )
durante una campagna di misure di 124 giornate, tra il 2014 e il 2016
( TASK 4 : Emission Measurements)
Cicli di Guida REALI, in
condizioni di traffico TIPICHE
Data Collection Period 1 Data Collection Period 2 Data Collection Period 3
Departure Time
Destination
Arrival Time
Traffic Conditions Departure Time Destination Arrival Time Traffic Conditions Departure Time
Destination Arrival
Time
Traffic Conditions
08:37 09:18 Average 12:04 13:08 Congested 14:55 15:35 Average
07:45 08:50 Low 11:40 12:40 Low 02:48 - -
07:49 09:23 Average-Congested 10:45 11:42 Low 14:56 16:00 Average
09:00 10:15 Average 11:06 12:11 Low 14:53 16:00 Average
08:15 09:35 Low 10:55 12:18 Average-Congested 14:07 15:56 Congested
08:15 08:55 Average 11:05 11:55 Average 14:50 15:35 Average
Acquisizione dei dati
Measurement
ID
General
Test Day Test Date Vehicle Type Line
15 Tuesday 16/09/2014 Full size bus - PTA Bolak Aldakror - Al Wahda Residences
28 Thursday 20/11/2014 Minibus - PTA Abdul Menem Riyad - Basatin
105 Tuesday 18/10/2016 Microbus Giza Sq.-King Faisal

4. Nel registro delle misure sono riassunte anche le principali CARATTERISTICHE del VEICOLO
Vehicle Make Vehicle Model Model Year Fuel Type Engine Size (CC) Engine year
Mercedes MCV-c120 2012 Diesel 6000 2012
IVECO AP-160 1996 Diesel 9000 1996
Nasr Nasr 77 1995 Diesel 7200 1995
Daewoo NA 2010 Natural Gas 11000 2010
IVECO NA 1996 Diesel 9000 1996
King Long NA 2016 Gasoline 2800 2016
Toyota NA 1984 Diesel 2500 1984
Distinzione primaria in 3 tipologie
“dimensionali” di Bus Urbani
Acquisizione dei dati

5. Categorie Dimensionali Bus COPERT vs CAIRO
COPERT URBAN BUSES categories by SIZE
URBAN BUSES <=15 t (~Microbus COPERT)
URBAN BUSES 15÷18 t (~Minibus COPERT)
URBAN BUSES > 18 t (~Fullbus COPERT)
CAIRO URBAN BUSES categories by SIZE
MICRO BUSES
MINI BUSES
FULL SIZE
Sulla base di questa
corrispondenza 1:1 la
capacità dei Bus Urbani
Europei risulta sempre
maggiore.
Di conseguenza le
caratteristiche dei motori
cambiano e di conseguenza
le emissioni degli inquinanti
potrebbero esser molto
differenti, da qui l’esigenza
di aggiornare le funzioni per
una migliore riproducibilità
dei dati locali Egiziani.

6. Classi Tecnologiche
Le emissioni dai veicoli stradali sono state regolate dalla Normativa Europea a partire dagli
anni ’70. Per rispettare i limiti stabiliti, le case produttrici hanno introdotto vari sistemi di
controllo delle emissioni per migliorare la tecnologia motoristica ..
Dall’età si risale alla classe tecnologica
EURO class Years
Conventional Up to 1992
Euro I 1993 to 1998
Euro II 1996 to 2000
Euro III 2001 to 2004
Euro IV 2005 to 2008
Euro V 2009 to 2013
Euro VI 2014 onwards
-------DIESEL--------

7. Creazione del database e definizione variabili
La modellazione dei Fattori di Emissione in accordo con la metodologia COPERT - COmputer
Program to calculate Emissions from Road Transport è basata sull’approccio SPEED DEPENDENT
per riprodurre le caratteristiche dei cicli guida selezionati e raggruppati.
Output PEMS – frequenza al secondo • flussi di massa [mg/s]
• velocità istantanea
 Stima dei Fattori di EMISSIONE
funz(speed)
CO , HC , NOX , FC , PM10
CO2, SO2 = funz(FC)
Time […] CO2[g/s] CO[mg/s] HC[mg/s] NOx[mg/s] FC[g/s] PM10[mg/s] […] Speed[kph] […]
09:05:24 … 0.8257 0.9 14.28 7.62 0.27 0.0777 … 12 …
09:05:25 … 0.7785 0.76 14.41 7.94 0.25 0.1905 … 12 …
09:05:26 … 0.7219 0.71 13.57 7.59 0.23 0.2132 … 12 …
09:05:27 … 0.6561 0.55 13.1 7.33 0.21 0.2282 … 12 …
09:05:28 … 0.6526 0.54 12.86 7.13 0.21 0.3233 … 12 …
09:05:29 … 0.6661 0.54 13.05 7.23 0.22 0.2641 … 12 …
09:05:30 … 0.6958 0.43 13.72 7.65 0.23 0.2453 … 12 …
Procedimento
• Rimozione degli OUTLIERS
• MEDIA MOBILE con una finestra temporale di 3 ‘

8. Perché la media mobile su 3’ ?
In accordo con articolo :
Zhai, et al. 2016, «Validation of Temporal and Spatial Consistency of Facility- and
Speed-specific VSP Distribution for Emission Estimation: A Case Study in Beijing»
La Distribuzione di velocità istantanea
(misurata PEMS) in corrispondenza di una
media mobile (calcolata) compresa
nell’intervallo 21-23 km/h.
- Turchese: media mobile calcolata su 3’
- Giallo: media mobile calcolata su 10’
 AMPLIANDO l’INTERVALLO DI TEMPO
SI INTERCETTANO PIÙ SITUAZIONI DI
TRAFFICO

9. Confronti tra distribuzione dei DATI (Cairo) vs COPERT E.F.
VEL
[g/km]
Lo scostamento tra
DATI SPERIMENTALI e
Curve EU giustifica il
lavoro di CORREZIONE
DEI F.E.

10. Funzioni basate su velocità e Coefficienti
Secondo la metodologia COPERT per i veicoli commerciali pesante (HDV + BUS) le
curve dei F.E. a caldo sono derivati dai risultati del progetto ARTEMIS:

11. Stima dei nuovi coefficienti per la
funzione non lineare imposta
Lo script R realizzato per il progetto è servito per :
- analisi statistiche preliminari, il controllo dei dati,
- la stima delle funzioni,
- la rappresentazione dei risultati in forma grafica ,
- la predisposizione dell’input per TREFIC ,
- lo scambio di conoscenza con i Partner locali - SETS.

12. Curve di emissione stimate NOx

13. Curve di emissione stimate PM10

14. Aggiornamento di TREFIC
Il range di validità delle formule
sulla velocità comporta la
correzione delle curve in TREFIC
per valori molto bassi
T_Q_SLOPE_LOAD_HDV_ARIANET.csv
Q_FUEL_SPECS_ARIANET.csv
A_COUNTRIES_PER_MONTH.csv
FS_ID
Ppm WT
SULPHUR
RVP_SUM RVP_WIN FS_HPC [H:C] ratio FS_PCI
Gasoline Leaded 40 60 70 1.92 0.0433
Gasoline Unleaded 40 60 70 1.89 0.0433
Diesel 40 -9 -9 1.86 0.0427
4 0 -9 -9 2.525 0.0455
5 40 60 70 1.89 0.0433
6 0 -9 -9 3.9 0.0455
7 0 -9 -9 1.86 0.0427
0.01 g S/g GASOLINE  1% (10000 ppm)
0.02 g S/g DIESEL  2% (20000 ppm)

15. Workshop
El CAIRO
20-21.11.2017

16. 2018: Stima
EF per gli
HDV
Sviluppi e approfondimenti
- Comportamento emissivo di Bus NON-Diesel
- PM2.5/PM10 ratio
- Differenziazione delle situazioni di traffico
- Stima dei fattori di emissione di altre categorie
Data Collection Period 1
Departure Time
Destination
Arrival Time
Traffic Conditions
08:37 09:18 Average
07:45 08:50 Low
07:49 09:23 Average-Congested
09:00 10:15 Average
08:15 09:35 Low
08:15 08:55 Average

17. Grazie a tutti per l’attenzione !