汽车尾气排放规律研究

吴航天 田凯 段新春

中国人民解放军火箭军工程大学导弹工程学院 陕西西安 710025

汽车尾气中含有大量的一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）以及微小颗粒物（PM）等空气污染物。通过使用烟雾狗（SMOGDOG），可以实时测量汽车排放尾气中各种有害物质的浓度，也能够测得汽车的瞬时速度和加速度。通过对烟雾狗的测量数据进行分析，建立数学模型来探寻汽车尾气排放规律，借以协调和解决汽车尾气排放问题。

1 特征量分布规律

建立 CO%、HC%、COs、HCs、COm、HCm等特征量随汽车速度变化的直方分布模型。并根据散点分布趋势，利用EXCEL做出回归曲线，可以得到其变化规律基本符合线性函数。得出污染物排放规律。

1.1 引入分布函数

引入几种常见分布函数：指数分布、正态分布、韦伯分布，并对其进行参数估计和假设检验，所得结果与上述分布模型拟合，求解线性相关度，求解最优分布模型，用以描述汽车尾气排放规律。具体操作如下：

1.2 参数估计和假设检验

1.3 使用MATLAB拟合

本题中选用的分布有正态分布、指数分布、泊松分布和韦伯分布。根据求解结果可知：CO、HC的浓度CO%、HC%与速度v没有较为明显的相关度，在模型中各点位置相对分散，经过拟合分析，几种常见分布函数都不符合其分布特征。因此，仅以汽车尾气中各物质的浓度无法对排放规律进行具体描述[1]。

2 对尾气排放规律的韦伯分布检验

在上一个问题中，得出汽车尾气污染物单位里程排放量随行驶速度变化情况满足韦伯分布，因此，首先对韦伯分布模型进行分析：

可知该分布可以被分为两部分，即连续部分和奇异部分。利用ksstat工具进行假设检验，检验对象为CO%，其余检验方法一致[2]。特别需要注意的是，x必须为列向量。在检验前，先观察函数分布规律，使用normplot函数观察，分布规律图如右：

利用MATLAB做出韦伯分布函数图像