道路交通排放模型與污染控制

本書選取具有較大機(jī)動(dòng)車減排壓力的天津市作為研究區(qū)域，在概述天津市路網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r和機(jī)動(dòng)車保有量現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)介紹機(jī)動(dòng)車排放因子模型構(gòu)建、機(jī)動(dòng)車路網(wǎng)活動(dòng)水平數(shù)據(jù)獲取與特征分析、機(jī)動(dòng)車排放清單模型構(gòu)建以及集疏港公路機(jī)動(dòng)車排放影響評(píng)估、機(jī)動(dòng)車低排放區(qū)政策減排效果評(píng)估等機(jī)動(dòng)車排放模型應(yīng)用，并基于機(jī)動(dòng)車排放管控現(xiàn)存問題，給出合理的機(jī)動(dòng)車排放管控對(duì)策。以期為相關(guān)政策評(píng)估、應(yīng)急管控、交通優(yōu)化、在用車管理等提供技術(shù)支撐，為開展精確化的靶向治理提供科學(xué)決策依據(jù)。
本書可供道路交通污染控制的管理人員和科研人員閱讀，也可供大專院校交通、環(huán)境等相關(guān)專業(yè)師生參考。
 
　

1.從機(jī)動(dòng)車排放控制進(jìn)程、主要污染物、排放影響因素、排放測(cè)試方法以及機(jī)動(dòng)車排放模型內(nèi)涵、分類和發(fā)展趨勢(shì)等方面分析和梳理行業(yè)進(jìn)展； 2.對(duì)照機(jī)動(dòng)車環(huán)保分類體系，根據(jù)機(jī)動(dòng)車排放和管控需求，完成排放因子的計(jì)算和驗(yàn)證工作； 3.綜合運(yùn)用實(shí)地監(jiān)測(cè)手段、遙感檢測(cè)技術(shù)、浮動(dòng)車技術(shù)、交通分配模型等，對(duì)典型區(qū)域、典型道路的車流量、車速、車隊(duì)構(gòu)成等機(jī)動(dòng)車實(shí)際活動(dòng)水平特征進(jìn)行調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析，并建立機(jī)動(dòng)車活動(dòng)水平數(shù)據(jù)庫； 4.實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車排放清單模型的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車污染物時(shí)空排放特征的精準(zhǔn)表征模擬。同時(shí)，利用此模型，建立機(jī)動(dòng)車排放清單，為機(jī)動(dòng)車排放管控對(duì)策研究提供依據(jù)； 5.深入挖掘現(xiàn)存問題，提出科學(xué)合理的管控對(duì)策和建議。

城市空氣質(zhì)量管理，尤其是道路機(jī)動(dòng)車大氣污染物排放控制，是一個(gè)較為復(fù)雜的決策過程，需要一系列的技術(shù)方法作為支撐，機(jī)動(dòng)車源排放表征是其中最核心的基礎(chǔ)內(nèi)容之一。但機(jī)動(dòng)車保有量大，技術(shù)構(gòu)成相對(duì)復(fù)雜，不同行駛狀態(tài)下排放差異較大，而且機(jī)動(dòng)車具有流動(dòng)性，對(duì)其排放進(jìn)行精準(zhǔn)描述難度較大，往往需要綜合多種模型技術(shù)和方法來實(shí)現(xiàn)。
本書選取具有較大機(jī)動(dòng)車減排壓力的天津市作為典型研究對(duì)象，針對(duì)當(dāng)前機(jī)動(dòng)車污染物排放現(xiàn)狀和管控需求，基于機(jī)動(dòng)車排放模型研究的發(fā)展趨勢(shì)，采用以車載測(cè)試方法為主的排放檢測(cè)手段，獲取大量機(jī)動(dòng)車實(shí)際道路排放信息和行駛特征參數(shù)，并據(jù)此生成和更新排放因子模型；同時(shí)耦合基于多種調(diào)查和分析手段搭建的機(jī)動(dòng)車實(shí)際路網(wǎng)活動(dòng)水平數(shù)據(jù)庫，采取“自下而上”的方法，開發(fā)建立城市道路級(jí)別并反映道路實(shí)際行駛特征的高時(shí)空分辨率機(jī)動(dòng)車排放清單模型，并利用GIS手段，實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車污染物時(shí)空排放特征的精準(zhǔn)表征和模擬，為相關(guān)政策評(píng)估、應(yīng)急管控、交通優(yōu)化、在用車管理等提供重要技術(shù)支撐，為開展精確化的靶向治理提供科學(xué)決策依據(jù)。
本書主要包括以下內(nèi)容。
① 從機(jī)動(dòng)車排放主要污染物、機(jī)動(dòng)車排放影響因素、機(jī)動(dòng)車排放測(cè)試方法、機(jī)動(dòng)車排放控制進(jìn)程，以及機(jī)動(dòng)車排放模型內(nèi)涵、分類和發(fā)展趨勢(shì)等方面，梳理和歸納國內(nèi)外研究進(jìn)展。
② 對(duì)天津市的總體概況、大氣環(huán)境質(zhì)量狀況、城市路網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r、機(jī)動(dòng)車保有量現(xiàn)狀進(jìn)行介紹和分析。
③ 對(duì)照機(jī)動(dòng)車環(huán)保分類體系，根據(jù)機(jī)動(dòng)車排放研究和管控需求，有針對(duì)性地選擇典型機(jī)動(dòng)車在天津本地典型道路上開展車載排放測(cè)試，在此基礎(chǔ)上以機(jī)動(dòng)車比功率作為“代用參數(shù)”開發(fā)基于實(shí)際道路行駛工況的機(jī)動(dòng)車排放因子模型，并完成排放因子的計(jì)算和驗(yàn)證工作，從而對(duì)已有的機(jī)動(dòng)車排放因子數(shù)據(jù)庫進(jìn)行本地化和更新。
④ 基于機(jī)動(dòng)車排放清單模型中交通數(shù)據(jù)的輸入要求，針對(duì)天津市本地路網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)的實(shí)際情況，綜合運(yùn)用實(shí)地監(jiān)測(cè)手段、遙感檢測(cè)技術(shù)、浮動(dòng)車技術(shù)、交通分配模型等，采用多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合方法，對(duì)天津市典型區(qū)域、典型道路的車流量、車速、車隊(duì)構(gòu)成等機(jī)動(dòng)車實(shí)際活動(dòng)水平特征進(jìn)行調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析，并建立能反映機(jī)動(dòng)車實(shí)際行駛特征且具有較高時(shí)空解析度的機(jī)動(dòng)車活動(dòng)水平數(shù)據(jù)庫。
⑤ 基于“自下而上”的方法實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車排放清單模型的開發(fā)。該方法利用GIS手段，將精細(xì)化機(jī)動(dòng)車路網(wǎng)活動(dòng)水平數(shù)據(jù)映射到城市路網(wǎng)圖層，同時(shí)耦合本地化機(jī)動(dòng)車排放因子模型，進(jìn)而生成城市道路級(jí)別并反映路段實(shí)際行駛特征的多尺度、高時(shí)空分辨率的機(jī)動(dòng)車排放清單模型，實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車污染物時(shí)空排放特征的精準(zhǔn)表征和模擬。同時(shí)，利用此模型，建立天津市機(jī)動(dòng)車排放清單，為機(jī)動(dòng)車排放管控對(duì)策研究提供依據(jù)。
⑥ 針對(duì)天津市集疏港公路排放影響較大的問題及當(dāng)前國內(nèi)外廣泛采取的機(jī)動(dòng)車低排放區(qū)政策，開展機(jī)動(dòng)車排放模型的應(yīng)用研究。
⑦ 基于天津市機(jī)動(dòng)車污染物排放管控現(xiàn)狀和需求，結(jié)合機(jī)動(dòng)車排放清單結(jié)果和機(jī)動(dòng)車污染控制國際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，深入挖掘現(xiàn)存問題，提出科學(xué)合理的管控對(duì)策和建議。
本書參考了一些文獻(xiàn)資料，在此向所有被引用作者和支持本書編寫及出版的同志表示衷心感謝。
由于編者水平有限，書中難免存在不足之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

編者
2023年7月

第一章 緒論	001
第一節(jié) 機(jī)動(dòng)車污染概述	001
一、機(jī)動(dòng)車排放主要污染物	001
二、機(jī)動(dòng)車排放影響因素	004
三、機(jī)動(dòng)車排放測(cè)試方法	006
四、機(jī)動(dòng)車排放控制	009
第二節(jié) 機(jī)動(dòng)車排放模型	010
一、機(jī)動(dòng)車排放模型內(nèi)涵	010
二、機(jī)動(dòng)車排放模型分類	012
三、機(jī)動(dòng)車排放模型發(fā)展趨勢(shì)	017

第二章 天津市道路交通發(fā)展?fàn)顩r	019
第一節(jié) 總體概況	019
第二節(jié) 路網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r	020
一、城市道路分類	020
二、城市路網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r	021
第三節(jié) 機(jī)動(dòng)車保有量現(xiàn)狀	022
一、機(jī)動(dòng)車環(huán)保分類體系	022
二、機(jī)動(dòng)車保有量現(xiàn)狀及分類構(gòu)成	024

第三章 機(jī)動(dòng)車排放因子模型	026
第一節(jié) 排放因子模型構(gòu)建方法	026
一、模型代用參數(shù)選擇	026
二、工況模型建模方法	029
第二節(jié) 機(jī)動(dòng)車實(shí)際道路排放測(cè)試	031
一、便攜式車載測(cè)試系統(tǒng)	031
二、車載測(cè)試實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)	035
三、車載測(cè)試數(shù)據(jù)處理	038
第三節(jié) 機(jī)動(dòng)車排放測(cè)試結(jié)果分析	041
一、行駛工況與排放速率的關(guān)系	041
二、本地行駛工況生成	042
三、行駛工況VSP-bin頻率分布	045
第四節(jié) 機(jī)動(dòng)車排放因子模型建立	048
一、排放速率數(shù)據(jù)庫構(gòu)建	048
二、排放因子計(jì)算	050
三、排放因子驗(yàn)證和模型評(píng)價(jià)	052
四、排放因子數(shù)據(jù)庫更新	054

第四章 機(jī)動(dòng)車路網(wǎng)活動(dòng)水平	057
第一節(jié) 交通流基本理論	057
一、交通流參數(shù)	057
二、交通流特征采集方法	059
三、交通地理信息系統(tǒng)	062
第二節(jié) 機(jī)動(dòng)車路網(wǎng)活動(dòng)水平數(shù)據(jù)獲取	062
一、基于實(shí)地監(jiān)測(cè)手段的活動(dòng)水平獲取	063
二、基于遙感檢測(cè)技術(shù)的活動(dòng)水平獲取	069
三、基于浮動(dòng)車技術(shù)的活動(dòng)水平獲取	073
四、基于交通分配模型的活動(dòng)水平生成	078
第三節(jié) 機(jī)動(dòng)車路網(wǎng)活動(dòng)水平特征分析	079
一、機(jī)動(dòng)車行駛里程現(xiàn)狀	080
二、路網(wǎng)車流量特征	081
三、路網(wǎng)車速特征	083
四、路網(wǎng)車隊(duì)構(gòu)成特征	085
第四節(jié) 用于排放模型開發(fā)的機(jī)動(dòng)車活動(dòng)水平數(shù)據(jù)	086
一、機(jī)動(dòng)車活動(dòng)水平數(shù)據(jù)庫構(gòu)建	086
二、城市路網(wǎng)電子地圖及其與實(shí)際交通流匹配	088

第五章 機(jī)動(dòng)車排放清單模型	090
第一節(jié) 排放清單模型構(gòu)建方法	090
第二節(jié) 排放清單模型框架和結(jié)構(gòu)	091
第三節(jié) 排放清單模型模塊和功能	092
一、基礎(chǔ)信息管理模塊	093
二、清單計(jì)算和結(jié)果顯示模塊	097
三、智能決策支持模塊	098
四、GIS可視化展示模塊	098
第四節(jié) 天津市機(jī)動(dòng)車排放清單	101
一、機(jī)動(dòng)車排放清單結(jié)果	101
二、不同類型機(jī)動(dòng)車的排放分擔(dān)率	102
三、排放清單時(shí)間分布	104
四、排放清單空間分布	107
五、排放清單的不確定性分析	110

第六章 機(jī)動(dòng)車排放模型應(yīng)用	111
第一節(jié) 集疏港公路機(jī)動(dòng)車排放影響評(píng)估	111
一、機(jī)動(dòng)車活動(dòng)水平實(shí)地監(jiān)測(cè)和分析	111
二、機(jī)動(dòng)車污染物排放數(shù)值模擬	115
三、機(jī)動(dòng)車排放影響評(píng)估	119
第二節(jié) 機(jī)動(dòng)車低排放區(qū)政策減排效果評(píng)估	119
一、低排放區(qū)政策及減排效果評(píng)估方法	120
二、機(jī)動(dòng)車實(shí)際活動(dòng)水平特征分析	122
三、當(dāng)前機(jī)動(dòng)車污染物排放量核算	123
四、低排放區(qū)政策減排效果評(píng)估	125

第七章 機(jī)動(dòng)車排放管控對(duì)策	129
第一節(jié) 機(jī)動(dòng)車排放管控國際經(jīng)驗(yàn)	129
第二節(jié) 機(jī)動(dòng)車排放管控現(xiàn)存問題	130
第三節(jié) 機(jī)動(dòng)車排放管控對(duì)策和建議	131
一、加強(qiáng)新車和在用車環(huán)保管理	131
二、加快提升燃油品質(zhì)和推廣使用新能源	131
三、完善城市交通管理和規(guī)劃	132
四、加強(qiáng)監(jiān)管隊(duì)伍和能力建設(shè)	132
五、加大宣傳力度和鼓勵(lì)公眾參與	133

附錄	134
附錄A 2019年天津市各類型機(jī)動(dòng)車保有量	134
附錄B 機(jī)動(dòng)車排放因子擬合結(jié)果	135
附錄C 機(jī)動(dòng)車路網(wǎng)活動(dòng)水平數(shù)據(jù)調(diào)查表	136
附錄D 基于實(shí)地監(jiān)測(cè)手段的各典型道路機(jī)動(dòng)車活動(dòng)水平結(jié)果	140
附錄E 基于遙感檢測(cè)技術(shù)的各典型道路機(jī)動(dòng)車活動(dòng)水平結(jié)果	146
附錄F 用于排放模型開發(fā)的道路機(jī)動(dòng)車車隊(duì)構(gòu)成數(shù)據(jù)表	150

參考文獻(xiàn)	162