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2022-06-11
英文标题:
《A Review on Energy, Environmental, and Sustainability Implications of
  Connected and Automated Vehicles》
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作者:
Morteza Taiebat, Austin L. Brown, Hannah R. Safford, Shen Qu, Ming Xu
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最新提交年份:
2019
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英文摘要:
  Connected and automated vehicles (CAVs) are poised to reshape transportation and mobility by replacing humans as the driver and service provider. While the primary stated motivation for vehicle automation is to improve safety and convenience of road mobility, this transformation also provides a valuable opportunity to improve vehicle energy efficiency and reduce emissions in the transportation sector. Progress in vehicle efficiency and functionality, however, does not necessarily translate to net positive environmental outcomes. Here we examine the interactions between CAV technology and the environment at four levels of increasing complexity: vehicle, transportation system, urban system, and society. We find that environmental impacts come from CAV-facilitated transformations at all four levels, rather than from CAV technology directly. We anticipate net positive environmental impacts at the vehicle, transportation system, and urban system levels, but expect greater vehicle utilization and shifts in travel patterns at the society level to offset some of these benefits. Focusing on the vehicle-level improvements associated with CAV technology is likely to yield excessively optimistic estimates of environmental benefits. Future research and policy efforts should strive to clarify the extent and possible synergetic effects from a systems level in order to envisage and address concerns regarding the short- and long-term sustainable adoption of CAV technology.
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中文摘要:
互联和自动化车辆(CAV)将取代人类成为驾驶员和服务提供商,从而重塑交通和机动性。虽然车辆自动化的主要动机是提高道路机动的安全性和便利性,但这一转变也为提高车辆能效和减少运输部门的排放提供了宝贵的机会。然而,车辆效率和功能方面的进步并不一定会转化为净积极的环境成果。在这里,我们研究了CAV技术与环境在四个日益复杂的层次上的相互作用:车辆、交通系统、城市系统和社会。我们发现,环境影响来自CAV促进的所有四个层面的转变,而不是直接来自CAV技术。我们预计车辆、交通系统和城市系统层面的净积极环境影响,但预计社会层面的车辆利用率和出行模式的变化会更大,以抵消其中一些好处。将重点放在与CAV技术相关的车辆级改进上,可能会对环境效益产生过于乐观的估计。未来的研究和政策努力应努力从系统层面阐明协同效应的程度和可能的协同效应,以便设想和解决有关短期和长期可持续采用CAV技术的问题。
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分类信息:

一级分类:Computer Science        计算机科学
二级分类:Computers and Society        计算机与社会
分类描述:Covers impact of computers on society, computer ethics, information technology and public policy, legal aspects of computing, computers and education. Roughly includes material in ACM Subject Classes K.0, K.2, K.3, K.4, K.5, and K.7.
涵盖计算机对社会的影响、计算机伦理、信息技术和公共政策、计算机的法律方面、计算机和教育。大致包括ACM学科类K.0、K.2、K.3、K.4、K.5和K.7中的材料。
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一级分类:Economics        经济学
二级分类:General Economics        一般经济学
分类描述:General methodological, applied, and empirical contributions to economics.
对经济学的一般方法、应用和经验贡献。
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一级分类:Quantitative Finance        数量金融学
二级分类:Economics        经济学
分类描述:q-fin.EC is an alias for econ.GN. Economics, including micro and macro economics, international economics, theory of the firm, labor economics, and other economic topics outside finance
q-fin.ec是econ.gn的别名。经济学,包括微观和宏观经济学、国际经济学、企业理论、劳动经济学和其他金融以外的经济专题
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2022-6-11 12:44:02
联网和自动化车辆的能源、环境和可持续性影响综述Morteza Taiebat、Austin L.Brown、Hannah R.Safford、Shen Qu和Ming Xu+密歇根大学安阿伯分校环境与可持续性学院,密歇根州安阿伯48109,美国密歇根大学土木与环境工程系,密歇根州安阿伯48109,美国能源、环境和经济政策研究所,加利福尼亚大学戴维斯分校,加利福尼亚95616加利福尼亚大学土木与环境工程系,加利福尼亚州戴维斯市,邮编95616,美国*支持信息摘要:互联和自动化车辆(CAV)正准备通过替代人类作为驾驶员和服务提供商来重塑交通和机动性。虽然车辆自动化的首要动机是提高道路机动的安全性和便利性,但这一转变也为提高车辆能效和减少运输部门的排放提供了宝贵的机会。然而,车辆效率和功能方面的进步并不一定会转化为净积极的环境成果。在这里,我们从四个日益复杂的层面来考察CAV技术与环境之间的相互作用:车辆、交通系统、城市系统和社会。我们发现,环境影响来自CAV促进的所有四个层面的转变,而不是直接来自CAV技术。我们预计车辆、交通系统和城市系统层面的净积极环境影响,但预计社会层面的车辆利用率和出行模式的变化会带来一些好处。关注与CAV技术相关的车辆层面的改善可能会产生过于乐观的环境效益估计。
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2022-6-11 12:44:05
未来的研究和政策效应应努力从系统层面阐明协同效应的程度和可能,以设想和解决有关短期和长期可持续采用CAV技术的问题。1、简介基于燃料的交通系统对人类与环境的相互作用具有重要影响。2010年,运输业在全球范围内直接产生的二氧化碳当量(GtCOequiv)温室气体(GHG)排放量超过70亿吨,占全球能源相关GHG排放总量的23%。每年交通温室气体排放量的增长速度快于任何其他部门(即电力、工业、农业、住宅或商业)的排放量。随着全球收入的增长和基础设施的扩张,预计未来几年交通需求将大幅增长。预计到2050年,交通运输部门的年排放量将翻一番。根据美国环境保护局(EPA)的数据,2016年,美国交通运输部门是最大的温室气体排放源,占全国能源相关温室气体排放总量的28.5%。美国能源信息管理局(EIA)的最新数据还显示,从2015年10月到2016年9月,美国交通运输部门的二氧化碳(CO)排放量(18.93亿吨)超过了电力部门的二氧化碳排放量(18.03亿吨)。这是自20世纪70年代末以来,在12个月的滚动基础上,运输部门的碳排放量首次定期超过电力部门的碳排放量。
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2022-6-11 12:44:08
如果可再生能源的增长降低了以化石燃料为基础的发电量,从而持续减少电力部门的排放量,那么这一趋势可能会继续下去。在运输部门,与航空、铁路和海运等其他运输方式相比,陆路运输承担着最大份额的二氧化碳排放、温室气体排放和能源使用。2016年,乘客、轻型卡车(包括运动型多用途车、皮卡车和小型货车)和货运卡车的排放量分别占美国交通运输部门总排放量的41.6%、18.0%和22.9%。考虑到自1990年以来,交通运输部门的排放量以绝对值计算的增幅大于任何其他部门的排放量-2016年,交通排放必须成为缓解措施的重点。待接收新技术的战略开发和部署:2018年1月8日修订:2018年8月24日接受:2018年9月7日发布:2018年9月7日评论UBS。acs。组织/网站:环境。Sci。技术。2018, 52, 11449-11465(c)2018美国化学学会11449 DOI:10.1021/acs。美国东部时间。8B00127环境。Sci。技术。2018, 52, 11449-11465这是一篇根据知识共享署名(CC-BY)许可证发布的开放获取文章,该许可证允许在任何媒体中不受限制地使用、分发和复制,前提是引用作者和来源。2018年10月16日18:01:25(UTC)通过密歇根大学安娜堡分校下载。看见https://pubs.acs.org/sharingguidelines有关如何合法共享已发表文章的选项。因此,遏制公路交通对环境的影响对于缓解交通部门的整体环境影响大有帮助。
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2022-6-11 12:44:11
连接和自动车辆(CAV)技术就是一个在减少道路交通排放方面具有巨大潜力的例子。车辆连接和自动化是独立的技术,可以相互独立存在,但具有很强的互补性。连通性是指Avehille与其他车辆和基础设施交换信息的能力。这种能力可以通过车辆到车辆(V2V)、车辆到基础设施(V2I)和其他协作通信网络来实现。车辆连接性是实现车辆自动化的关键因素。车辆自动化(Vehicleautomation)是指将通常由人类驾驶员监督的车辆通行能力控制权交给计算机的任何情况。当今市场上常见的汽车自动化示例包括巡航控制、自适应巡航控制、主动车道保持辅助和自动紧急制动。全自动车辆可以通过感知驾驶环境并与之交互来导航,无需人工干预即可到达目的地。4.-6值得注意的是,“自主”和“自动化”这两个术语在文献中经常互换使用,但值得区分。前者(后者的一个子集)指的是无需驾驶员直接输入即可导航的车辆,并且在与其他车辆或基础设施进行有限或无通信的情况下,可以实现自动驾驶,而后者则表示更广泛的车辆自动化。在本文中,“CAV技术”一词是指具有高自动化水平和连接能力的车辆技术。
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2022-6-11 12:44:14
CAV技术的这两个方面有望协调发展。国际汽车工程师学会(SAE)的S3016分类法根据驾驶员的观察和/或操作所需的专注程度对车辆自动化进行分类。为了避免冗余和混乱,美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)同意采用SAE的分类,而不是依赖车辆能力。2016年,美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)提议在所有新车和轻型卡车上强制规定V2V连接能力,这将带来显著的潜在安全效益。2017年9月12日,美国交通运输部发布了关于部署高度自动化车辆技术的最新联邦指南。这些指南侧重于道路安全性能和移动服务,而没有解决环境影响。CAV技术的主要目的是提高运输安全性并提供更好的移动服务。然而,车辆连接和自动化也将不可避免地显著改变交通部门的环境效益。11-15越来越多的文献研究了CAV可能对环境的影响,并发现很大的不确定性,部分原因是CAV运行的真实数据不足。CAV技术可以促进运输的大幅脱碳,也可以促进运输部门排放量的大幅增加。CAVtechnology的净环境影响取决于国际、联邦、州和地方各级的立法和决策。随着向自动化道路运输的过渡仍处于初级阶段,有机会积极努力,确保CAVtechnology可持续发展。
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