CN110827184A - 一种道路交通碳排放计算模块及计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种道路交通碳排放计算模块及计算方法，本发明通过对国内、国际的针对单一道路的碳排放计算方法进行综合并予以优化，提出综合测算的方法，该方法融合了车辆油耗、排放、交通拥堵、道路等级、道路方案及运行车速等因素。本发明通过基于网络化的交通模型的分配结果，及本发明的碳排放计算模块，即可获得全网络的道路交通碳排放结果。
Description
技术领域
本次发明一种道路交通碳排放计算模块及计算方法，是交通工程及环境工程 的交叉学科，属道路交通规划领域。
背景技术
随着全球各国对于气候问题、对环境污染问题关注的不断加强，降低碳排放 总量，控制与治理环境污染成为各国关注的重点。当今社会随着经济的快速发展 与科技的不断进步，城市交通运输需求日益增强，同时并且伴随着城市规模的不 断扩大，居民机动化出行的比重越来越高，交通运输活动对环境问题的负面贡献 逐渐增大，城市碳排放的总量中，交通运输活动所占的比重越来越高。在此背景 下，建设生态绿色的交通体系，实现低碳交通出行成为国内外各城市交通发展的 必然趋势。
低碳交通是一种以高能效、低能耗、低污染、低排放为特征的交通运输发展 方式，其核心在于优化交通运输的发展方式，提高交通运输的能源效率，改善交 通运输的用能结构，根本目的在于使交通运输活动减少以传统化石能源为代表的 高碳能源的高强度消耗。在国际社会高度关注环境问题、我国空气环境质量问题 日益严峻的背景下，建设绿色低碳综合交通系统是未来城市交通运输发展的根本 途径。
国际上传统的发达国家和地区对于低碳交通出行的实践越来越重视，一方面 居民的出行理念正逐步由小汽车机动化出行向公共交通、自行车交通方面转变， 另一方面政府正大力推进公共交通设施建设、慢行通道与环境构建，来保障绿色 交通出行。同时对于私人机动车交通出行通过多种手段加以限制，如拥堵收费、 停车泊位有限供给等等。我国正大力推进建设生态绿色的宜居城市，低碳交通体 系构建在多地也正不断实践和摸索中，结合资源节约环境友好的两型社会建设要 求，国内部分城市在交通规划过程中已经突破常规手段，倡导窄路幅高密度的道 路设施，合理构建节约用地的路网系统，大力发展轨道交通等新交通方式，构建 绿色高效的公共交通系统。
在此基础上，本发明综合国际、国内的主流计算方法后，提出一种基于道路 交通运行服务水平、车辆油耗及车辆排放分布情况的碳排放计算方法，并通过软 件程序汇编，实现针对整体道路网络的交通碳排放的测算。
发明内容
本发明的目的在于提出一种基于道路交通运行服务水平、车辆油耗及车辆排 放分布情况的道路交通碳排放计算模块，实现针对整体道路网络的交通碳排放的 测算。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种道路交通碳排放计算模块， 其特征在于：按道路等级分类，计算每种等级道路的单位公里碳排放量，进而计 算路网总碳排放量；其中
快速路计算公式：
其中：
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)，
L0——快速路匝道间距(m)，
V——路段平均车速(km/h)；
主干路计算公式：
其中：
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)，
L1——主干道交叉口间距(m)，
V——路段平均车速(km/h)；
次干路计算公式：
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)，
L2——次干道交叉口间距(m)，
V——路段平均车速(km/h)；
支路计算公式：
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)，
L3——支路交叉口间距(m)，；
V——路段平均车速(km/h)
进而计算某路网总碳排放量，记作GHG，单位为g，公式如下：
GHG＝∑VKT*GHGs
其中：
GHG——路网总碳排放量(g/h)，
VKT——路段车公里数(veh*km/h)，
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)。
进一步地，一种道路交通碳排放计算方法，其特征在于所述方法包括以下步 骤：
A、根据车辆油耗、排放分布、交通拥堵情况、道路等级、道路方案和运行 车速，设计碳排放计算模块，得到各种等级路段的单位公里碳排放量计算公式；
B、通过VISUM交通仿真软件建立交通基本模型；
C、根据各路段服务情况进行交通分配，得到交通运行的分配结果；
D、根据交通运行的分配结果和步骤A中的碳排放计算模块，计算获得道路 交通碳排放数据。
其中步骤A的碳排放计算模块，按道路等级分类，计算每种等级道路的单 位公里碳排放量，进而计算路网总碳排放量；其中
快速路计算公式：
其中：
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)，
L0——快速路匝道间距(m)，
V——路段平均车速(km/h)；
主干路计算公式：
其中：
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)，
L1——主干道交叉口间距(m)，
V——路段平均车速(km/h)；
次干路计算公式：
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)，
L2——次干道交叉口间距(m)，
V——路段平均车速(km/h)；
支路计算公式：
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)，
L3——支路交叉口间距(m)，；
V——路段平均车速(km/h)
进而计算某路网总碳排放量，记作GHG，单位为g，公式如下：
GHG＝∑VKT*GHGs
其中：
GHG——路网总碳排放量(g/h)，
VKT——路段车公里数(veh*km/h)，
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)。
本发明通过对国内、国际的针对单一道路的碳排放计算方法进行综合并予以 优化，提出综合测算的方法，该方法融合了车辆油耗、排放、交通拥堵、道路等 级、道路方案及运行车速等因素。本发明通过基于网络化的交通模型的分配结果 (如VISUM分配结果)，及本发明的碳排放计算模块型，即可获得全网络的道 路交通碳排放结果。
附图说明
图1为本发明的设计流程图。
具体实施方式
(1)计算理论
本计算方法综合考虑国外适用较多的HBEFA及国内的国家自然科学基金重 点项目《可持续发展的城市交通运输系统研究》中提出的相关公式，进行一定优 化后，提出基于路段的综合计算方法。
(2)计算方法
(a)HBEFA计算方法
每公里碳排放量与道路等级、道路服务水平之间的对应关系如下表所示：
表1-1各等级道路服务水平与每公里碳排放的关系(单位：g/km)
其中HBEFA使用的道路服务水平如下表所示：
表1-2各等级道路服务水平与路段平均车速的关系(单位：km/h)
将HBEFA给出的单位公里碳排放量记为GHGs1，计算公式可以写成如下形 式：
GHGs1＝f(G,V)
其中：
GHGs1——每公里碳排放量(g/km)
G——道路等级
V——路段平均车速(km/h)
(b)城市交通系统能源消耗与环境影响分析方法
能源-环境分析法确定的小客车实际百公里油耗，公式如下：
Qp＝14.32exp(-0.0003L)*(1+4.75exp(-0.18V))
其中：
Qp——小客车实际百公里油耗(l/100km)
L——交叉口间距(m)
V——路段平均车速(km/h)
单位公里碳排放量记为GHGs2：
其中：
GHGs2——每公里碳排放量(g/km)
Qp——小客车实际百公里油耗(l/100km)
ρ——汽油密度(kg/l)
Q——低位发热量(GJ/吨)
C——单位热值含碳量(吨碳/GJ)
a——燃料碳氧化率
参考相关文献，各参数取值如表所示：
表1-3相关参数表
*：低位发热量参考《2005年中国温室气体清单研究》；
**：单位热值含碳量参考《2006年IPCC国家温室气体清单指南》；《省级 温室气体清单指南(试行)》；
***：碳氧化率：《省级温室气体清单指南(试行)》。
(c)本发明方法
综合考虑上述两种方法，融合道路等级、服务水平(运行车速)、车辆油耗、 车辆排放等之后，提出不同道路等级的算法如下。
快速路计算公式：
其中：
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)，
L0——快速路匝道间距(m)，
V——路段平均车速(km/h)；
主干路计算公式：
其中：
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)，
L1——主干道交叉口间距(m)，
V——路段平均车速(km/h)；
次干路计算公式：
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)，
L2——次干道交叉口间距(m)，
V——路段平均车速(km/h)；
支路计算公式：
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)，
L3——支路交叉口间距(m)，
V——路段平均车速(km/h)；
进而计算某路网总碳排放量，记作GHG，单位为g，公式如下：
GHG＝∑VKT*GHGs
其中：
GHG——路网总碳排放量(g/h)，
VKT——路段车公里数(veh*km/h)，
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)。
通过VISUM建立交通基本模型后，通过传统的交通四步骤：交通生产-交通 方式划分-交通分布-交通分配，获得交通运行的分配结果，根据交通运行的分配 结果，按照上面的公式，计算获得碳排放数据。
本发明的计算方法包括以下步骤：
A、根据车辆油耗、排放分布、交通拥堵情况、道路等级、道路方案和运行 车速，设计碳排放计算模型，得到各种等级路段的单位公里碳排放量计算公式；
B、通过VISUM交通仿真软件建立交通基本模型；
C、根据各路段服务情况进行交通分配，得到交通运行的分配结果，即可得 到各路段的车公里数；
D、根据交通运行的分配结果和步骤A中的碳排放计算模块，计算获得道路 交通碳排放数据。
Claims (3)
1.一种道路交通碳排放计算模块，其特征在于：按道路等级分类，计算每种等级道路的单位公里碳排放量，进而计算路网总碳排放量；其中
快速路计算公式：
其中：
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)，
L0——快速路匝道间距(m)，
V——路段平均车速(km/h)；
主干路计算公式：
其中：
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)，
L1——主干道交叉口间距(m)，
V——路段平均车速(km/h)；
次干路计算公式：
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)，
L2——次干道交叉口间距(m)，
V——路段平均车速(km/h)；
支路计算公式：
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)，
L3——支路交叉口间距(m)，；
V——路段平均车速(km/h)
进而计算某路网总碳排放量，记作GHG，单位为g，公式如下：
GHG＝∑VKT*GHGs
其中：
GHG——路网总碳排放量(g/h)，
VKT——路段车公里数(veh*km/h)，
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)。
2.一种道路交通碳排放计算方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
A、根据车辆油耗、排放分布、交通拥堵情况、道路等级、道路方案和运行车速，设计碳排放计算模块，得到各种等级路段的单位公里碳排放量计算公式；
B、通过VISUM交通仿真软件建立交通基本模型；
C、根据各路段服务情况进行交通分配，得到交通运行的分配结果；
D、根据交通运行的分配结果和步骤A中的碳排放计算模块，计算获得道路交通碳排放数据。
3.如权利要求2所述的道路交通碳排放计算方法，其特征在于其中步骤A的碳排放计算模块，按道路等级分类，计算每种等级道路的单位公里碳排放量，进而计算路网总碳排放量；其中
快速路计算公式：
其中：
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)，
L0——快速路匝道间距(m)，
V——路段平均车速(km/h)；
主干路计算公式：
其中：
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)，
L1——主干道交叉口间距(m)，
V——路段平均车速(km/h)；
次干路计算公式：
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)，
L2——次干道交叉口间距(m)，
V——路段平均车速(km/h)；
支路计算公式：
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)，
L3——支路交叉口间距(m)，；
V——路段平均车速(km/h)
进而计算某路网总碳排放量，记作GHG，单位为g，公式如下：
GHG＝∑VKT*GHGs
其中：
GHG——路网总碳排放量(g/h)，
VKT——路段车公里数(veh*km/h)，
GHGs——单位公里碳排放量(g/km)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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