基于降低碳排放的道路交通運(yùn)行策略研究

高佳寧，趙家發(fā)，孟維偉，郭麗蘋

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

0 引言

由于我國(guó)汽車保有量的快速增長(zhǎng)，城市交通污染問(wèn)題已經(jīng)成為環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間矛盾沖突的焦點(diǎn)。在城市區(qū)域，道路機(jī)動(dòng)車排放的污染物占總的大氣污染物比例非常大。因此，加強(qiáng)機(jī)動(dòng)車排放污染問(wèn)題的研究，對(duì)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?xì)浠衔锓磻?yīng)形成的二次顆粒物，均是環(huán)境污染的主要原因[1-2]。對(duì)天津市機(jī)動(dòng)車污染物排放進(jìn)行研究分析，探究其中的規(guī)律，對(duì)機(jī)動(dòng)車節(jié)能減排具有重大意義[3]。同時(shí)也能夠科學(xué)指導(dǎo)未來(lái)城市道路的規(guī)劃和建設(shè)，為城市交通的健康運(yùn)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(shí)現(xiàn)城市與交通的可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)目標(biāo)。

1 天津市機(jī)動(dòng)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(jī)動(dòng)車保有量338.5 萬(wàn)輛，較2019 年增加了7%；小客車為283.5 萬(wàn)輛，增幅6.9%。小客車是天津市機(jī)動(dòng)車的主體，天津市歷年機(jī)動(dòng)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(wàn)輛。

圖1 2010—2020 年天津市機(jī)動(dòng)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(zhǎng)，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(jī)動(dòng)車節(jié)能減排現(xiàn)狀

對(duì)天津市汽車耗油量統(tǒng)計(jì)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(jì)圖

通過(guò)制定和實(shí)施國(guó)家機(jī)動(dòng)車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，從設(shè)計(jì)、定型、批量生產(chǎn)等環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)管，保證機(jī)動(dòng)車達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 天津市機(jī)動(dòng)車污染排放影響因素分析

（1）機(jī)動(dòng)車保有量及構(gòu)成影響

現(xiàn)階段，隨著我國(guó)機(jī)動(dòng)車污染治理的開展，機(jī)動(dòng)車量已經(jīng)不是污染物排放的首要因素。不同車型對(duì)污染物排放影響方面，通過(guò)對(duì)天津市機(jī)動(dòng)車排放因子的測(cè)算，得出結(jié)論：客車對(duì)CO 及HC 的排放總量影響最大，貨車對(duì)PM 及NOX的影響最大。表1 為天津市不同車型污染物分擔(dān)比。

表1 天津市不同車型污染物分擔(dān)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(biāo)的不同，導(dǎo)致單位運(yùn)輸量的能耗存在差異。

在“小汽車導(dǎo)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(dān)率的不斷提升，污染總量也隨著增加。小汽車分擔(dān)率每提高1%，能耗總量將增加4%～5%。

圖4 小汽車分擔(dān)率與污染物排放關(guān)系

（3）道路交通運(yùn)行狀況影響

通過(guò)MOVES 仿真軟件[4-5]，針對(duì)不同運(yùn)行速度水平的小汽車的CO、HC、NOX以及PM2.5等排放因子進(jìn)行仿真測(cè)算。選取的仿真尺度為路段（project），時(shí)段為8:00—9:00 高峰時(shí)段，車型為小汽車（passenger car），車輛數(shù)為100 標(biāo)準(zhǔn)車，路段長(zhǎng)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(jì)算結(jié)果見表2。

表2 道路交通運(yùn)行速度與車輛污染物排放情況

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

2 道路交通系統(tǒng)節(jié)能減排建議措施

2.1 控制機(jī)動(dòng)車總量

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

（1）控制機(jī)動(dòng)車保有量

根據(jù)國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)可知，增加汽車購(gòu)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(shí)際情況，對(duì)天津市機(jī)動(dòng)車總量控制提出以下建議：

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

（2）控制機(jī)動(dòng)車使用量

限號(hào)、調(diào)控油價(jià)、提高停車收費(fèi)和擁堵收費(fèi)等是限制小汽車使用量的重要措施。結(jié)合天津市實(shí)際情況，對(duì)天津市機(jī)動(dòng)車使用量控制提出以下建議：

首先，繼續(xù)采用小客車限號(hào)政策，減少居民機(jī)動(dòng)車出行規(guī)模；其次，提高公共交通出行的便捷性、經(jīng)濟(jì)性及舒適性等指標(biāo)，吸引更多居民選擇大運(yùn)量公共交通出行；再次，提高重點(diǎn)區(qū)域的停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步降低該區(qū)域機(jī)動(dòng)車出行意愿。

（3）鼓勵(lì)新能源車輛發(fā)展

新能源車輛具有節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，在保障居民出行需求的同時(shí)又能滿足節(jié)能減排的需求，因此通過(guò)發(fā)展新能源車輛，可以有效提高機(jī)動(dòng)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(guó)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(duì)于交通結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，要結(jié)合實(shí)際需求的特點(diǎn)，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(shí)際情況，對(duì)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(guò)提高公共交通競(jìng)爭(zhēng)力的方式來(lái)吸引居民出行選擇。例如：可以通過(guò)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(guò)票價(jià)優(yōu)惠政策，提高公共交通的經(jīng)濟(jì)性；可以通過(guò)軌道交通建設(shè)、公交站點(diǎn)及線網(wǎng)布局優(yōu)化，提高公共交通的可達(dá)性；通過(guò)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(hù)慢行交通

提倡步行、自行車等慢行交通方式，對(duì)于解決機(jī)動(dòng)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(duì)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(jī)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(yán)重制約了居民非機(jī)動(dòng)車出行。因此，需要通過(guò)完善慢行交通設(shè)施和管理等措施，加強(qiáng)對(duì)慢行交通的保護(hù)和管理，慢行交通才能夠科學(xué)合理地運(yùn)行。

2.3 提高交通運(yùn)行效率

交通運(yùn)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(dǎo)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(jī)動(dòng)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(jí)增加趨勢(shì)。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(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里，增強(qiáng)并優(yōu)化交通供給是必要的，這對(duì)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(guò)設(shè)置機(jī)動(dòng)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(guò)優(yōu)化交叉口交通組織，分流過(guò)境交通；實(shí)施中心城市部分車輛空間、時(shí)間運(yùn)行限制等多種有效手段，科學(xué)合理地調(diào)節(jié)交通需求。

（3）優(yōu)化交通引導(dǎo)

完善各類交通標(biāo)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(yùn)行。同時(shí)，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(hào)控制系統(tǒng)、可變信息誘導(dǎo)系統(tǒng)等，在計(jì)算機(jī)對(duì)大量交通數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，可以大幅增加對(duì)道路交通管控的科學(xué)性和時(shí)效性。對(duì)于有限的道路空間資源，引導(dǎo)系統(tǒng)的升級(jí)有助于實(shí)現(xiàn)效用最大化。

2.4 加強(qiáng)車輛排放監(jiān)管

目前我國(guó)已建立機(jī)動(dòng)車環(huán)保定期檢驗(yàn)、監(jiān)督抽測(cè)、黃標(biāo)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(shí)際情況，加強(qiáng)對(duì)車輛排放的管理，加強(qiáng)機(jī)動(dòng)車生產(chǎn)環(huán)節(jié)檢驗(yàn)、在用機(jī)動(dòng)車定期檢測(cè)及監(jiān)督抽測(cè)工作。

3 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)天津市交通出行現(xiàn)狀的梳理，提出了機(jī)動(dòng)車保有量及車型結(jié)構(gòu)、城市交通結(jié)構(gòu)、交通運(yùn)行狀態(tài)等機(jī)動(dòng)車污染物排放影響因素，并針對(duì)各個(gè)影響因素，從控制機(jī)動(dòng)車總量、優(yōu)化交通結(jié)構(gòu)、提高道路交通運(yùn)行效率以及加強(qiáng)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。