道路交通排放模型與污染控制

1.從機動車排放控制進程、主要污染物、排放影響因素、排放測試方法以及機動車排放模型內涵、分類和發展趨勢等方面分析和梳理行業進展； 2.對照機動車環保分類體系，根據機動車排放和管控需求，完成排放因子的計算和驗證工作； 3.綜合運用實地監測手段、遙感檢測技術、浮動車技術、交通分配模型等，對典型區域、典型道路的車流量、車速、車隊構成等機動車實際活動水平特征進行調查和統計分析，并建立機動車活動水平數據庫； 4.實現機動車排放清單模型的開發，實現機動車污染物時空排放特征的精準表征模擬。同時，利用此模型，建立機動車排放清單，為機動車排放管控對策研究提供依據； 5.深入挖掘現存問題，提出科學合理的管控對策和建議。

城市空氣質量管理，尤其是道路機動車大氣污染物排放控制，是一個較為復雜的決策過程，需要一系列的技術方法作為支撐，機動車源排放表征是其中最核心的基礎內容之一。但機動車保有量大，技術構成相對復雜，不同行駛狀態下排放差異較大，而且機動車具有流動性，對其排放進行精準描述難度較大，往往需要綜合多種模型技術和方法來實現。
本書選取具有較大機動車減排壓力的天津市作為典型研究對象，針對當前機動車污染物排放現狀和管控需求，基于機動車排放模型研究的發展趨勢，采用以車載測試方法為主的排放檢測手段，獲取大量機動車實際道路排放信息和行駛特征參數，并據此生成和更新排放因子模型；同時耦合基于多種調查和分析手段搭建的機動車實際路網活動水平數據庫，采取“自下而上”的方法，開發建立城市道路級別并反映道路實際行駛特征的高時空分辨率機動車排放清單模型，并利用GIS手段，實現機動車污染物時空排放特征的精準表征和模擬，為相關政策評估、應急管控、交通優化、在用車管理等提供重要技術支撐，為開展精確化的靶向治理提供科學決策依據。
本書主要包括以下內容。
① 從機動車排放主要污染物、機動車排放影響因素、機動車排放測試方法、機動車排放控制進程，以及機動車排放模型內涵、分類和發展趨勢等方面，梳理和歸納國內外研究進展。
② 對天津市的總體概況、大氣環境質量狀況、城市路網發展狀況、機動車保有量現狀進行介紹和分析。
③ 對照機動車環保分類體系，根據機動車排放研究和管控需求，有針對性地選擇典型機動車在天津本地典型道路上開展車載排放測試，在此基礎上以機動車比功率作為“代用參數”開發基于實際道路行駛工況的機動車排放因子模型，并完成排放因子的計算和驗證工作，從而對已有的機動車排放因子數據庫進行本地化和更新。
④ 基于機動車排放清單模型中交通數據的輸入要求，針對天津市本地路網規劃和建設的實際情況，綜合運用實地監測手段、遙感檢測技術、浮動車技術、交通分配模型等，采用多源異構數據融合方法，對天津市典型區域、典型道路的車流量、車速、車隊構成等機動車實際活動水平特征進行調查和統計分析，并建立能反映機動車實際行駛特征且具有較高時空解析度的機動車活動水平數據庫。
⑤ 基于“自下而上”的方法實現機動車排放清單模型的開發。該方法利用GIS手段，將精細化機動車路網活動水平數據映射到城市路網圖層，同時耦合本地化機動車排放因子模型，進而生成城市道路級別并反映路段實際行駛特征的多尺度、高時空分辨率的機動車排放清單模型，實現機動車污染物時空排放特征的精準表征和模擬。同時，利用此模型，建立天津市機動車排放清單，為機動車排放管控對策研究提供依據。
⑥ 針對天津市集疏港公路排放影響較大的問題及當前國內外廣泛采取的機動車低排放區政策，開展機動車排放模型的應用研究。
⑦ 基于天津市機動車污染物排放管控現狀和需求，結合機動車排放清單結果和機動車污染控制國際先進經驗，深入挖掘現存問題，提出科學合理的管控對策和建議。
本書參考了一些文獻資料，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，懇請讀者批評指正。

編者
2023年7月

本書選取具有較大機動車減排壓力的天津市作為研究區域，在概述天津市路網發展狀況和機動車保有量現狀的基礎上，系統介紹機動車排放因子模型構建、機動車路網活動水平數據獲取與特征分析、機動車排放清單模型構建以及集疏港公路機動車排放影響評估、機動車低排放區政策減排效果評估等機動車排放模型應用，并基于機動車排放管控現存問題，給出合理的機動車排放管控對策。以期為相關政策評估、應急管控、交通優化、在用車管理等提供技術支撐，為開展精確化的靶向治理提供科學決策依據。
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、環境等相關專業師生參考。
 
　

第一章 緒論	001
第一節 機動車污染概述	001
一、機動車排放主要污染物	001
二、機動車排放影響因素	004
三、機動車排放測試方法	006
四、機動車排放控制	009
第二節 機動車排放模型	010
一、機動車排放模型內涵	010
二、機動車排放模型分類	012
三、機動車排放模型發展趨勢	017

第二章 天津市道路交通發展狀況	019
第一節 總體概況	019
第二節 路網發展狀況	020
一、城市道路分類	020
二、城市路網發展狀況	021
第三節 機動車保有量現狀	022
一、機動車環保分類體系	022
二、機動車保有量現狀及分類構成	024

第三章 機動車排放因子模型	026
第一節 排放因子模型構建方法	026
一、模型代用參數選擇	026
二、工況模型建模方法	029
第二節 機動車實際道路排放測試	031
一、便攜式車載測試系統	031
二、車載測試實驗設計	035
三、車載測試數據處理	038
第三節 機動車排放測試結果分析	041
一、行駛工況與排放速率的關系	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 機動車排放因子模型建立	048
一、排放速率數據庫構建	048
二、排放因子計算	050
三、排放因子驗證和模型評價	052
四、排放因子數據庫更新	054

第四章 機動車路網活動水平	057
第一節 交通流基本理論	057
一、交通流參數	057
二、交通流特征采集方法	059
三、交通地理信息系統	062
第二節 機動車路網活動水平數據獲取	062
一、基于實地監測手段的活動水平獲取	063
二、基于遙感檢測技術的活動水平獲取	069
三、基于浮動車技術的活動水平獲取	073
四、基于交通分配模型的活動水平生成	078
第三節 機動車路網活動水平特征分析	079
一、機動車行駛里程現狀	080
二、路網車流量特征	081
三、路網車速特征	083
四、路網車隊構成特征	085
第四節 用于排放模型開發的機動車活動水平數據	086
一、機動車活動水平數據庫構建	086
二、城市路網電子地圖及其與實際交通流匹配	088

第五章 機動車排放清單模型	090
第一節 排放清單模型構建方法	090
第二節 排放清單模型框架和結構	091
第三節 排放清單模型模塊和功能	092
一、基礎信息管理模塊	093
二、清單計算和結果顯示模塊	097
三、智能決策支持模塊	098
四、GIS可視化展示模塊	098
第四節 天津市機動車排放清單	101
一、機動車排放清單結果	101
二、不同類型機動車的排放分擔率	102
三、排放清單時間分布	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 機動車排放模型應用	111
第一節 集疏港公路機動車排放影響評估	111
一、機動車活動水平實地監測和分析	111
二、機動車污染物排放數值模擬	115
三、機動車排放影響評估	119
第二節 機動車低排放區政策減排效果評估	119
一、低排放區政策及減排效果評估方法	120
二、機動車實際活動水平特征分析	122
三、當前機動車污染物排放量核算	123
四、低排放區政策減排效果評估	125

第七章 機動車排放管控對策	129
第一節 機動車排放管控國際經驗	129
第二節 機動車排放管控現存問題	130
第三節 機動車排放管控對策和建議	131
一、加強新車和在用車環保管理	131
二、加快提升燃油品質和推廣使用新能源	131
三、完善城市交通管理和規劃	132
四、加強監管隊伍和能力建設	132
五、加大宣傳力度和鼓勵公眾參與	133

附錄	134
附錄A 2019年天津市各類型機動車保有量	134
附錄B 機動車排放因子擬合結果	135
附錄C 機動車路網活動水平數據調查表	136
附錄D 基于實地監測手段的各典型道路機動車活動水平結果	140
附錄E 基于遙感檢測技術的各典型道路機動車活動水平結果	146
附錄F 用于排放模型開發的道路機動車車隊構成數據表	150

參考文獻	162