Математичне моделювання та оптимізація викидів CO2 під час експлуатації автомобіля у міських умовах

Abstract

В роботі розроблено мікроскопічну математичну модель викидів CO₂, яка формалізована у вигляді нелінійних залежностей, що враховують детальні па раметри руху (швидкість, прискорення, зупинки), а також метеорологічні та технічні фактори. Проведений порівняльний аналіз показав, що запропонована модель перевершує існуючі аналоги за гнучкістю та адаптацією до локальних урбаністичних умов з частими зупинками. Модель верифікована на реальних даних м. Харків з похибкою, що не перевищує 2,6% порівняно з HBEFA. Роз роблені алгоритми оптимізації (генетичні алгоритми, градієнтний спуск, MPC) дозволили досягти середнього зменшення викидів CO₂ на 20,6% (до 27,4% у режимі пробок). Рекомендації щодо використання результатів роботи полягають у розробці консольного програмного модуля на Python, який інтегрується з симуляторами трафіку (SUMO) та використовує метод Monte Carlo. Програмний модуль призначений для розрахунку та візуалізації викидів CO₂ і може бути використаний для оцінки альтернативних транспортних стратегій та впровадження заходів з екологічної безпеки (еко-драйвінг, синхронізація світлофорів). Сфера застосування результатів охоплює транспортні компанії та органи влади на рівні міст (на прикладі м. Харків) для оптимізації маршрутів, зменшення екологічного навантаження та управління транспортними потоками. Висновки підтверджують ефективність мікроскопічного моделювання для точної оцінки та мінімізації викидів CO₂ у міських умовах. Пропозицією щодо розвитку об’єкта дослідження є розширення розробленої моделі для вра хування інших забруднюючих речовин та інтеграція її з існуючими цифровими платформами для автоматизованого екологічного моніторингу транспортної системи.