GIS支持下城市道路交通機動車尾氣減排技術的研究與開發(fā).pdf

1、近年來，城市大氣污染現(xiàn)象司空見慣，而機動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)模的不斷擴大，經(jīng)濟水平的不斷提高，城市機動車數(shù)量呈現(xiàn)飛速上漲趨勢，機動車所排放的污染物質對大氣污染的影響愈發(fā)增強。在這種情況下，研究機動車尾氣排放特征，挖掘其時空分布特點，是實現(xiàn)城市機動車排放污染物控制的基本前提，同時也可為城市交通規(guī)劃、環(huán)境保護及環(huán)境政策的制定提供理論基礎。分析不同的減排情景效果，為解決城市機動車污染問題提供有效的科學依據(jù)。<

2、br>　　首先，構建用于定量計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)與機動車排放間的關系，在建立基礎排放因子、VSP-Bin污染物排放率和實時交通流數(shù)據(jù)三個數(shù)據(jù)庫的基礎上，建立了從交通特征微觀變化出發(fā)的交通排放量化模型。同時基于高斯擴散理論，構建在高斯線源擴散模型，建立了符合城市道路機動車尾氣污染擴散

3、實情的模型計算方法。
　　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。實例結果表明，構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)內其他相關路段的交通流信息，構建了基于時空依賴性的區(qū)域路網(wǎng)短時交通流預測模型(STARIMA

4、)，結合杭州城市道路交通流歷史數(shù)據(jù)對路網(wǎng)中的短時交通流進行預測，結合第二章所建立的杭州交通流特性與排放的關系模型，對未來短時期內路網(wǎng)中的交通污染狀況進行預測。結果表明，STARIMA模型對短時交通流具有很好的預測效果，保證機動車尾氣濃度模擬結果的精確化和動態(tài)化，對于實時掌握未來短時重點交通污染路段和時段，及時預警并響應交通污染控制措施具有非常重要的科學意義。
　　然后，基于機動車尾氣排放及擴散的研究方法，以重大活動時期與非重大活動

5、時期不同場景下污染物濃度分布之間規(guī)律與關聯(lián)，分析城市道路交通流特性及機動車尾氣濃度的時空分布規(guī)律，探討機動車尾氣濃度變化的主要影響因素。針對杭州市重大活動時期機動車排放特征的分析，探討城市道路車輛管控制措施對空氣質量改善的效果，對今后政府部門重大活動時期制定相應的聯(lián)合保障措施具有重要的科學意義和實用價值。
　　最后，以杭州市路網(wǎng)為基礎，基于構建的交通排放模型、尾氣擴散模型和城市道路時空依賴性的區(qū)域路網(wǎng)短時交通流預測模型，設計開發(fā)了

6、客戶端/服務器架構的杭州市機動車排放分析系統(tǒng)，并且詳細展示了系統(tǒng)的應用過程及使用效果。結合杭州市實際情況提出了一些能夠適用于杭州市的機動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、基于城市道路交通排放監(jiān)測及預測技術;揭示了動態(tài)交通運行與機動車排放快速耦合的規(guī)律;構建了城市中不同交通環(huán)境及條件下的交通排放動態(tài)測算模型體系;開發(fā)了分車型源強估算到城市道路污染物擴散模擬全流程高度集成的、輔助決策功能的城