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        基于降低碳排放的道路交通運行策略研究

        2023-02-21 16:17:14高佳寧趙家發(fā)孟維偉郭麗蘋
        城市道橋與防洪 2023年1期
        關(guān)鍵詞:小汽車道路交通公共交通

        高佳寧,趙家發(fā),孟維偉,郭麗蘋

        (1.中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司,天津市 300074;2.天津市政工程設(shè)計研究總院有限公司,天津市 300051)

        0 引言

        由于我國汽車保有量的快速增長,城市交通污染問題已經(jīng)成為環(huán)境保護和經(jīng)濟發(fā)展之間矛盾沖突的焦點。在城市區(qū)域,道路機動車排放的污染物占總的大氣污染物比例非常大。因此,加強機動車排放污染問題的研究,對保障大氣環(huán)境質(zhì)量的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

        天津市是京津冀地區(qū)重要的工業(yè)城市,汽車直接排放的顆粒物,以及排放的氮氧化物與碳氫化合物反應(yīng)形成的二次顆粒物,均是環(huán)境污染的主要原因[1-2]。對天津市機動車污染物排放進行研究分析,探究其中的規(guī)律,對機動車節(jié)能減排具有重大意義[3]。同時也能夠科學指導未來城市道路的規(guī)劃和建設(shè),為城市交通的健康運行提供良好的基礎(chǔ),構(gòu)建環(huán)境友好型的道路交通體系,最終實現(xiàn)城市與交通的可持續(xù)發(fā)展,實現(xiàn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的建設(shè)目標。

        1 天津市機動車出行現(xiàn)狀

        1.1 天津市道路交通現(xiàn)狀分析

        (1)道路交通現(xiàn)狀

        2020 年底,天津市機動車保有量338.5 萬輛,較2019 年增加了7%;小客車為283.5 萬輛,增幅6.9%。小客車是天津市機動車的主體,天津市歷年機動車(小客車)發(fā)展情況見圖1。在新能源車輛方面,截至2020 年底,天津市新能源車保有量約為21萬輛。

        圖1 2010—2020 年天津市機動車發(fā)展情況

        近些年天津市公共交通(含軌道交通、常規(guī)公交)客流持續(xù)下降,主要體現(xiàn)為軌道交通持續(xù)增長,常規(guī)公交持續(xù)下降。天津市核心區(qū)范圍內(nèi),居民各種交通方式出行結(jié)構(gòu)中,以步行+自行車為主,出行比例為61.9%。具體出行結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

        圖2 天津市核心區(qū)交通出行結(jié)構(gòu)

        (2)機動車節(jié)能減排現(xiàn)狀

        對天津市汽車耗油量統(tǒng)計分析可知,天津市載貨汽車每百噸公里汽油消耗為11.4 L,載客汽車每百噸公里汽油消耗為15.5 L,載貨汽車每百噸公里柴油消耗為17.6 L,載客汽車每百噸公里柴油消耗為21.9 L(見圖3)。

        圖3 天津市汽車耗油量統(tǒng)計圖

        通過制定和實施國家機動車污染物排放標準,從設(shè)計、定型、批量生產(chǎn)等環(huán)節(jié)進行監(jiān)管,保證機動車達到排放標準。

        1.2 天津市機動車污染排放影響因素分析

        (1)機動車保有量及構(gòu)成影響

        現(xiàn)階段,隨著我國機動車污染治理的開展,機動車量已經(jīng)不是污染物排放的首要因素。不同車型對污染物排放影響方面,通過對天津市機動車排放因子的測算,得出結(jié)論:客車對CO 及HC 的排放總量影響最大,貨車對PM 及NOX的影響最大。表1 為天津市不同車型污染物分擔比。

        表1 天津市不同車型污染物分擔比

        (2)城市交通結(jié)構(gòu)影響

        不同的交通方式,由于車輛特性、承載率等指標的不同,導致單位運輸量的能耗存在差異。

        在“小汽車導向”的城市交通結(jié)構(gòu)下,考慮慢行交通出行群體轉(zhuǎn)移到小汽車出行。如圖4 所示,隨著小汽車分擔率的不斷提升,污染總量也隨著增加。小汽車分擔率每提高1%,能耗總量將增加4%~5%。

        圖4 小汽車分擔率與污染物排放關(guān)系

        (3)道路交通運行狀況影響

        通過MOVES 仿真軟件[4-5],針對不同運行速度水平的小汽車的CO、HC、NOX以及PM2.5等排放因子進行仿真測算。選取的仿真尺度為路段(project),時段為8:00—9:00 高峰時段,車型為小汽車(passenger car),車輛數(shù)為100 標準車,路段長度為10 km,速度分別為5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、80、90、100 km/h。計算結(jié)果見表2。

        表2 道路交通運行速度與車輛污染物排放情況

        基于天津市城市交通運行速度特征、車輛特性以及排放特性,通過仿真試驗發(fā)現(xiàn),天津市城市交通運行的合理速度保持在50 km/h 以上,污染物排放相對較小。

        2 道路交通系統(tǒng)節(jié)能減排建議措施

        2.1 控制機動車總量

        決定機動車交通出行量的重要參數(shù)是機動車擁有量以及機動車使用量,實施機動車總量控制是有效降低機動車污染的重要措施.具體可以為:減少污染源,即機動車的擁有量及其在道路上的行駛時間。

        (1)控制機動車保有量

        根據(jù)國外先進經(jīng)驗可知,增加汽車購置、保有以及使用成本是限制小汽車數(shù)量的有效措施。結(jié)合天津市實際情況,對天津市機動車總量控制提出以下建議:

        首先,在符合國家汽車產(chǎn)業(yè)政策的前提下,加強小客車調(diào)控政策,保證小客車總量的合理增長;其次,對公務(wù)小汽車的發(fā)展進行適當?shù)南拗啤?/p>

        (2)控制機動車使用量

        限號、調(diào)控油價、提高停車收費和擁堵收費等是限制小汽車使用量的重要措施。結(jié)合天津市實際情況,對天津市機動車使用量控制提出以下建議:

        首先,繼續(xù)采用小客車限號政策,減少居民機動車出行規(guī)模;其次,提高公共交通出行的便捷性、經(jīng)濟性及舒適性等指標,吸引更多居民選擇大運量公共交通出行;再次,提高重點區(qū)域的停車收費標準,進一步降低該區(qū)域機動車出行意愿。

        (3)鼓勵新能源車輛發(fā)展

        新能源車輛具有節(jié)能環(huán)保的特點,在保障居民出行需求的同時又能滿足節(jié)能減排的需求,因此通過發(fā)展新能源車輛,可以有效提高機動車總量結(jié)構(gòu)的節(jié)能環(huán)保性能,是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。建議天津市結(jié)合國家政府,繼續(xù)扶持新能源車輛發(fā)展。

        2.2 優(yōu)化交通結(jié)構(gòu)

        對于交通結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,要結(jié)合實際需求的特點,協(xié)調(diào)道路容量、環(huán)境容量、交通發(fā)展以及居民需求的關(guān)系。結(jié)合天津市實際情況,對于天津市交通結(jié)構(gòu)優(yōu)化提出以下建議:

        (1)發(fā)展公共交通

        發(fā)展公共交通是節(jié)省道路資源、緩解交通擁堵以及減少交通污染的重要方式。然而,由于公共交通在舒適度、便捷性等方面劣于小汽車,因此應(yīng)通過提高公共交通競爭力的方式來吸引居民出行選擇。例如:可以通過公交專用道建設(shè),提高公共交通的快捷性、舒適性;可以通過票價優(yōu)惠政策,提高公共交通的經(jīng)濟性;可以通過軌道交通建設(shè)、公交站點及線網(wǎng)布局優(yōu)化,提高公共交通的可達性;通過電子支付等智能交通手段的應(yīng)用,提高公共交通的便捷性等。

        (2)保護慢行交通

        提倡步行、自行車等慢行交通方式,對于解決機動車尾氣污染具有十分顯著的作用。但是,結(jié)合本文第一節(jié)對天津市慢行交通現(xiàn)狀分析,可知慢行交通以2/3 的出行比重僅占用了1/3 的通行空間。根據(jù)調(diào)查,中心城區(qū)內(nèi)約1 500 km 的城市現(xiàn)狀道路上具有機非分隔帶的道路不到10%。由于人行道、自行車道等慢行設(shè)施的建設(shè)不完善,嚴重制約了居民非機動車出行。因此,需要通過完善慢行交通設(shè)施和管理等措施,加強對慢行交通的保護和管理,慢行交通才能夠科學合理地運行。

        2.3 提高交通運行效率

        交通運行效率低下的根本原因是供需矛盾。道路空間不足、車量規(guī)模較大以及交通管理引導不到位是造成效率低下的直接原因。結(jié)合天津市城市道路現(xiàn)狀、機動車出行需求以及管理現(xiàn)狀,提出以下改善措施。

        (1)盤活存量道路

        目前,天津市路網(wǎng)總體呈“環(huán)放式”結(jié)構(gòu),中心城區(qū)自核心區(qū)向外路網(wǎng)密度逐漸降低,街區(qū)尺度呈逐級增加趨勢。由于中心城區(qū)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定成型,近期內(nèi)調(diào)整拓展空間不大,所以在相當長的時間里,增強并優(yōu)化交通供給是必要的,這對于存量道路的優(yōu)化非常關(guān)鍵。

        (2)調(diào)節(jié)交通需求

        通過設(shè)置機動車單行道以及管制路段、路口,根據(jù)道路及交通特征,合理設(shè)置單向交通,以及公交、自行車、步行專用系統(tǒng);通過優(yōu)化交叉口交通組織,分流過境交通;實施中心城市部分車輛空間、時間運行限制等多種有效手段,科學合理地調(diào)節(jié)交通需求。

        (3)優(yōu)化交通引導

        完善各類交通標志設(shè)施,渠化道路交叉口,規(guī)范慢行交通,保障各類交通的規(guī)范合理運行。同時,伴隨智能交通技術(shù)的引入,可以為治理交通擁堵提供新的方法和思路。例如智能交通信號控制系統(tǒng)、可變信息誘導系統(tǒng)等,在計算機對大量交通數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上,可以大幅增加對道路交通管控的科學性和時效性。對于有限的道路空間資源,引導系統(tǒng)的升級有助于實現(xiàn)效用最大化。

        2.4 加強車輛排放監(jiān)管

        目前我國已建立機動車環(huán)保定期檢驗、監(jiān)督抽測、黃標車和老舊車加速淘汰等管理制度。天津市應(yīng)結(jié)合政策要求和實際情況,加強對車輛排放的管理,加強機動車生產(chǎn)環(huán)節(jié)檢驗、在用機動車定期檢測及監(jiān)督抽測工作。

        3 結(jié)論

        本文通過對天津市交通出行現(xiàn)狀的梳理,提出了機動車保有量及車型結(jié)構(gòu)、城市交通結(jié)構(gòu)、交通運行狀態(tài)等機動車污染物排放影響因素,并針對各個影響因素,從控制機動車總量、優(yōu)化交通結(jié)構(gòu)、提高道路交通運行效率以及加強車輛排放管理等角度,制定相應(yīng)的政策及技術(shù)手段,給出了天津市道路交通系統(tǒng)節(jié)能減排建議措施,能夠有效地緩解天津市道路交通污染物排放。

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