GIS支持下城市道路交通機(jī)動(dòng)車尾氣減排技術(shù)的研究與開發(fā).pdf

1、近年來，城市大氣污染現(xiàn)象司空見慣，而機(jī)動(dòng)車已然成為諸多大城市大氣污染物的主要污染源。隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，城市機(jī)動(dòng)車數(shù)量呈現(xiàn)飛速上漲趨勢，機(jī)動(dòng)車所排放的污染物質(zhì)對大氣污染的影響愈發(fā)增強(qiáng)。在這種情況下，研究機(jī)動(dòng)車尾氣排放特征，挖掘其時(shí)空分布特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)城市機(jī)動(dòng)車排放污染物控制的基本前提，同時(shí)也可為城市交通規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)及環(huán)境政策的制定提供理論基礎(chǔ)。分析不同的減排情景效果，為解決城市機(jī)動(dòng)車污染問題提供有效的科學(xué)依據(jù)。<

2、br>　　首先，構(gòu)建用于定量計(jì)算的交通排放模型是后續(xù)研究展開的的前提，而如何反應(yīng)由交通特征的微觀變化引起的排放變化是目前交通排放模型建立的核心。基于IVE模型，利用車輛比功率(VSP)變量搭建了交通特征數(shù)據(jù)與機(jī)動(dòng)車排放間的關(guān)系，在建立基礎(chǔ)排放因子、VSP-Bin污染物排放率和實(shí)時(shí)交通流數(shù)據(jù)三個(gè)數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，建立了從交通特征微觀變化出發(fā)的交通排放量化模型。同時(shí)基于高斯擴(kuò)散理論，構(gòu)建在高斯線源擴(kuò)散模型，建立了符合城市道路機(jī)動(dòng)車尾氣污染擴(kuò)散

3、實(shí)情的模型計(jì)算方法。
　　其次，在分析路段環(huán)境交通容量主要影響因素的基礎(chǔ)上，探討了路段的污染控制約束條件，以及通行能力約束條件，建立了通行能力和污染控制約束的環(huán)境交通容量優(yōu)化模型，構(gòu)建了基于增廣拉格朗日松弛和輔助問題原則法的模型求解算法。實(shí)例結(jié)果表明，構(gòu)建的算法能夠快速有效地求解這類環(huán)境交通容量優(yōu)化模型
　　再次，為了充分利用區(qū)域路網(wǎng)內(nèi)其他相關(guān)路段的交通流信息，構(gòu)建了基于時(shí)空依賴性的區(qū)域路網(wǎng)短時(shí)交通流預(yù)測模型(STARIMA

4、)，結(jié)合杭州城市道路交通流歷史數(shù)據(jù)對路網(wǎng)中的短時(shí)交通流進(jìn)行預(yù)測，結(jié)合第二章所建立的杭州交通流特性與排放的關(guān)系模型，對未來短時(shí)期內(nèi)路網(wǎng)中的交通污染狀況進(jìn)行預(yù)測。結(jié)果表明，STARIMA模型對短時(shí)交通流具有很好的預(yù)測效果，保證機(jī)動(dòng)車尾氣濃度模擬結(jié)果的精確化和動(dòng)態(tài)化，對于實(shí)時(shí)掌握未來短時(shí)重點(diǎn)交通污染路段和時(shí)段，及時(shí)預(yù)警并響應(yīng)交通污染控制措施具有非常重要的科學(xué)意義。
　　然后，基于機(jī)動(dòng)車尾氣排放及擴(kuò)散的研究方法，以重大活動(dòng)時(shí)期與非重大活動(dòng)

5、時(shí)期不同場景下污染物濃度分布之間規(guī)律與關(guān)聯(lián)，分析城市道路交通流特性及機(jī)動(dòng)車尾氣濃度的時(shí)空分布規(guī)律，探討機(jī)動(dòng)車尾氣濃度變化的主要影響因素。針對杭州市重大活動(dòng)時(shí)期機(jī)動(dòng)車排放特征的分析，探討城市道路車輛管控制措施對空氣質(zhì)量改善的效果，對今后政府部門重大活動(dòng)時(shí)期制定相應(yīng)的聯(lián)合保障措施具有重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。
　　最后，以杭州市路網(wǎng)為基礎(chǔ)，基于構(gòu)建的交通排放模型、尾氣擴(kuò)散模型和城市道路時(shí)空依賴性的區(qū)域路網(wǎng)短時(shí)交通流預(yù)測模型，設(shè)計(jì)開發(fā)了

6、客戶端/服務(wù)器架構(gòu)的杭州市機(jī)動(dòng)車排放分析系統(tǒng)，并且詳細(xì)展示了系統(tǒng)的應(yīng)用過程及使用效果。結(jié)合杭州市實(shí)際情況提出了一些能夠適用于杭州市的機(jī)動(dòng)車污染防治的建議措施。
　　綜上所述，研究突破了多層次交通與環(huán)境數(shù)據(jù)共享技術(shù)、基于城市道路交通排放監(jiān)測及預(yù)測技術(shù);揭示了動(dòng)態(tài)交通運(yùn)行與機(jī)動(dòng)車排放快速耦合的規(guī)律;構(gòu)建了城市中不同交通環(huán)境及條件下的交通排放動(dòng)態(tài)測算模型體系;開發(fā)了分車型源強(qiáng)估算到城市道路污染物擴(kuò)散模擬全流程高度集成的、輔助決策功能的城