دانشگاه تهران محیط شناسی 1025-8620 مقالات آماده انتشار 2026 04 19 Extraction of Driving Cycles on Southern and Southwestern Tehran Province Freeways and Their Potential Impact on Air Pollution استخراج سیکل‌های رانندگی در آزادراه‌های جنوب و جنوب‌غربی استان تهران و تأثیر بالقوه آن‌ها بر آلودگی هوا 106590 10.22059/jes.2025.390121.1008584 FA خسرو اشرفی گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده محیط زییست، دانشگاه تهران، تهران، ایران سجاد حکیمی گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران امیرحسین مریخ گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران آرش کوهی گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران 0009-0009-4124-9965 میلاد صابری گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران Journal Article 2025 03 15 Objective: In this paper, the driving cycle on three major freeways, Tehran-Qom, Tehran-Saveh, and Tehran-Karaj, has been analyzed and extracted. These cycles have not yet been calculated comprehensively or even separately, and our goal is to provide new and precise data regarding driving cycles on these routes. The obtained information can be used to improve transportation policies, help create the basis for reducing pollutants, and optimize driving behavior in the future.<br />Method: To conduct this study, a light passenger car and a GPS application on the driver’s cellphone were used for this study. Vehicle speed data was collected at various time intervals along the selected routes. The data were then corrected using data-processing techniques and noise elimination. By employing MATLAB software and utilizing methods such as micro-trip analysis and k-means algorithm, optimal driving cycles were extracted both individually for each route and for the combination of freeways. This process was undertaken to provide an accurate depiction of driving behavior on these routes.<br />Results: The findings indicate that the extracted driving cycles exhibit significant fluctuations in speed and acceleration. These fluctuations may be influenced by factors such as traffic congestion, the occurrence of accidents, and road and weather conditions, and they reflect the dynamic nature of driving conditions in different environments. When compared to global standard driving cycles, the driving pattern on the studied routes shows lower positive and negative accelerations, which may indicate a more cautious or smoother driving style on these routes. Moreover, most drivers tend to maintain higher speeds, such that their average speeds are higher than those of the standard cycles. Another notable point is the high proportion of driving time on these routes, which indicates few stops along the way and contributes to increased travel efficiency. In addition, the analysis shows that drivers’ behavior is strongly influenced by road conditions, pavement quality, traffic flow, and changes in weather, highlighting the necessity of adapting driving strategies to varying environmental conditions in order to improve safety and efficiency. Conclusion: The results of this study indicate that accurate extraction of driving cycles on the main freeways of Tehran Province can be used as an effective tool for estimating pollutant emissions and designing air pollution reduction policies. The results of the research, together with the examination of similarities, confirm the high accuracy of the software in extracting driving cycles. The differences emphasize the importance of developing a driving cycle that is compatible with drivers’ behavior and the geographical conditions of each country, in comparison with other countries. هدف: در این مقاله، به بررسی و استخراج چرخه رانندگی در سه آزادراه اصلی تهران-قم، تهران-ساوه و تهران-کرج پرداخته‌شده است. این چرخه‌ها تاکنون به‌طور جامع یا حتی مجزا محاسبه نشده‌اند و هدف پژوهش ارائه داده‌های جدید و دقیق درباره سیکل رانندگی در این مسیرها است. اطلاعات به‌دست‌آمده می‌تواند برای بهبود سیاست‌های حمل‌ونقل، کمک به فراهم‌سازی بستر کاهش آلاینده‌ها، و بهینه‌سازی رفتار رانندگی در آینده مورداستفاده قرار گیرد.<br />روش پژوهش: برای انجام این پژوهش، از یک خودروی سواری سبک و یک نرم‌افزار سامانه موقعیت‌یابی جهانی نصب‌شده روی تلفن همراه استفاده شد. داده‌های سرعت خودرو در بازه‌های زمانی مختلف و در مسیرهای منتخب جمع‌آوری گردید. سپس داده‌ها با استفاده از تکنیک‌های پردازش داده و حذف نویز، اصلاح شدند. به کمک نرم‌افزار متلب و استفاده از روش میانگین کی و تحلیل ریز سفرها، هم به‌صورت مجزا برای هرکدام از مسیرها و هم برای ترکیبی از سه آزادراه‌ها، چرخه‌های رانندگی بهینه استخراج شدند. این فرآیند به‌منظور ارائه تصویری دقیق از رفتار رانندگی در این مسیرها انجام شد.<br />یافته‌ها: یافته‌ها نشان می‌دهد که چرخه‌های رانندگی استخراج‌شده دارای نوسانات قابل‌توجهی در سرعت و شتاب هستند. این نوسانات ممکن است تحت تأثیر عواملی ازجمله تراکم ترافیک، وقوع تصادفات، و شرایط جاده‌ای و آب‌وهوایی قرار گیرد و بازتاب‌دهنده پویایی شرایط رانندگی در محیط‌های مختلف است. در مقایسه با چرخه‌های استاندارد جهانی، الگوی رانندگی در مسیرهای موردبررسی شتاب‌های مثبت و منفی کمتری را نشان می‌دهد که می‌تواند بیانگر سبک رانندگی محتاطانه‌تر یا روان‌تر در این مسیرها باشد. همچنین، بیشتر رانندگان تمایل به رانندگی با سرعت‌های بالا دارند، به‌طوری‌که میانگین سرعت آن‌ها از چرخه‌های استاندارد بالاتر است. یکی دیگر از نکات قابل‌توجه، نسبت بالای زمان رانندگی در این مسیرهاست که نشان‌دهنده توقف کم در طول مسیر می‌باشد و به افزایش بهره‌وری سفر کمک می‌کند. علاوه بر این، تحلیل‌ها نشان می‌دهد که رفتار رانندگان تحت تأثیر شرایط جاده‌ای، کیفیت روسازی، جریان ترافیک و تغییرات آب‌وهوایی قرار می‌گیرد و این امر ضرورت تطبیق راهبردهای رانندگی با شرایط متغیر محیطی را برای ارتقای ایمنی و کارایی برجسته می‌سازد.<br />نتیجه‌گیری: نتیجه‌گیری این پژوهش نشان می‌دهد که استخراج دقیق چرخه‌های رانندگی در آزادراه‌های اصلی استان تهران می‌تواند به‌عنوان ابزاری مؤثر برای برآورد انتشار آلاینده‌ها و طراحی سیاست‌های کاهش آلودگی هوا به کار گرفته شود. نتایج این تحقیق، همراه با بررسی شباهت‌ها ، دقت بالای نرم‌افزار در استخراج سیکل‌های رانندگی را تأیید می‌کند. همچنین تفاوت‌ها، بر اهمیت تهیه سیکل رانندگی متناسب با رفتار رانندگان و شرایط جغرافیایی هر کشور، در مقایسه با سایر کشورها، تأکید دارد.