基于車(chē)輛尾氣社會(huì)成本的區(qū)域交通流量控制研究背景國(guó)家立足于中國(guó)目前的基本國(guó)情制定的十三五規(guī)劃中包括要在”十三五”經(jīng)濟(jì)時(shí)期使生態(tài)環(huán)境質(zhì)量總體改善。生產(chǎn)方式和生活方式綠色、低碳水平上升。能源資源開(kāi)發(fā)利用效率大幅提高，能源和水資源消耗、建設(shè)用地、碳排放總量得到有效控制，主要污染物排放總量大幅減少。主體功能區(qū)布局和生態(tài)安全屏障基本形成。城市交通系統(tǒng)作為城市生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，其排放的尾氣也日益成為城市生態(tài)環(huán)境中的主要空氣污染源，所以推進(jìn)交通運(yùn)輸?shù)吞及l(fā)展，實(shí)行公共交通優(yōu)先，加強(qiáng)軌道交通建設(shè)，鼓勵(lì)自行車(chē)等綠色出行，已經(jīng)勢(shì)在必行。研究背景國(guó)內(nèi)外對(duì)于城市路網(wǎng)中對(duì)汽車(chē)尾氣污染物與交通量的研究已經(jīng)很多，如YoungkookKim,Jean-MichelGuldmann[1]等在對(duì)韓國(guó)首爾地區(qū)的氣體污染研究中建立了NO2的土地利用回歸面板模型。從交通流，土地利用，氣候因素的角度建立用于評(píng)估NO2空氣質(zhì)量的土地利用面板模型。YiwenDeng,ChaoChen等[2]對(duì)上海的延安東路，和長(zhǎng)沙的營(yíng)盤(pán)路上的交通工具的NOX和CO進(jìn)行測(cè)量。通過(guò)對(duì)污染氣體平均水平的測(cè)定來(lái)確定城市路網(wǎng)中合理的交通流量。程繼夏[3]以NOX機(jī)動(dòng)車(chē)影響城市環(huán)境的主要因素，認(rèn)為NOX與路網(wǎng)交通流量相關(guān)性強(qiáng)，而與車(chē)速?zèng)]有明顯的關(guān)系。楊忠振,苗國(guó)強(qiáng),馮濤[4]以道路交通環(huán)境承載力為約束條件，以區(qū)域內(nèi)的出行量為控制變量，來(lái)研究區(qū)域的最大乘用車(chē)保有量。

研究背景劉志碩,申金升等[5]從城市交通環(huán)境承載力和城市道路面積承載力角度來(lái)考慮城市交通容量，并且在考慮城市交通環(huán)境承載力的時(shí)候考慮了環(huán)境對(duì)污染物的自?xún)裟芰?。以上研究主要針?duì)路網(wǎng)的土地利用以及路網(wǎng)的容量，沒(méi)有對(duì)路網(wǎng)的通行能力進(jìn)行研究。杜怡曼，賈宇涵等[6]同時(shí)考慮了交通容量與環(huán)境容量，以區(qū)域空氣質(zhì)量與交通流量為綜合目標(biāo)，考慮了道路的通勤能力，并通過(guò)反饋門(mén)機(jī)制，動(dòng)態(tài)調(diào)控路網(wǎng)交通流量。但是在引入氣體擴(kuò)散模型時(shí)使用適用于單一城市道路的汽車(chē)尾氣擴(kuò)散，在整個(gè)路網(wǎng)中的尾氣擴(kuò)散并不能簡(jiǎn)單用單一道路的擴(kuò)散簡(jiǎn)單相加。本論文中主要對(duì)路網(wǎng)中氣體污染物的排放總量進(jìn)行研究。TongbinQu等[7]分析了在高速公路上采用不同的速度限制對(duì)尾氣排放的影響。JanFabianEhmke[8]等在研究路網(wǎng)中的最小排放時(shí)，認(rèn)為路網(wǎng)中的車(chē)速變化太快，而無(wú)法控制。事實(shí)上在對(duì)路網(wǎng)中的所有車(chē)輛的速度進(jìn)行分布檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，相鄰時(shí)間段內(nèi)的車(chē)輛速度屬于同一分布，即路網(wǎng)中宏觀車(chē)速的變化速度并不快，所以可以對(duì)城市路網(wǎng)中的車(chē)速進(jìn)行限制而減少尾氣的排放。

研究背景[1]YoungkookKim,Jean-Michel.GuldmannLand-useregressionpanelmodelsofNO2concentrationsinSeoul,Korea[J].AtmosphericEnvironment,2015,107:364-373[2]YiwenDeng,ChaoChen等.Measurementsofreal-worldvehicleCOandNOxfleetaverageemissionsinurbantunnelsoftwocitiesinChina[J].AtmosphericEnvironment[3]程繼夏.城市環(huán)境交通容量模型[J].長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004,24(5):94-98[4]楊忠振等.環(huán)境承載力約束條件下城市最大乘用車(chē)保有量預(yù)測(cè)[J].中國(guó)公路學(xué)報(bào),2006,19(6):92-96

研究背景[5]劉志碩,申金升.基于交通環(huán)境承載力的城市交通容量的確定方法及應(yīng)用[J].中國(guó)公路學(xué)報(bào),2004,17(1):70-78[6]杜怡曼，賈宇涵等.基于交通環(huán)境容量的區(qū)域交通動(dòng)態(tài)調(diào)控模型[J],交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息,2015,15(2):36-41[7]ThongbinQu，RilcttLR，GictsmanJ.Estimatingtheimpactoffreewayspeedlimitsonautomobileemis-sons[R].WashingtonDC:TransportationResearchBoard，2003.[8]JanFabianEhmke等.Data-drivenapproachesforemissions-minimizedpathsinurbanareas[J].Computers&OperationsResearch,67(2016):34–47研究背景過(guò)去模型存在的不足：1.在考慮汽車(chē)尾氣對(duì)于區(qū)域路網(wǎng)的影響時(shí)沒(méi)有從宏觀角度入手，即把一個(gè)路網(wǎng)看成一條條孤立道路的簡(jiǎn)單集合。[]杜怡曼等.基于交通環(huán)境容量的區(qū)域交通動(dòng)態(tài)調(diào)控模型[J]2.在考慮車(chē)速與排放率的時(shí)候，只注意到了單車(chē)車(chē)速的非線性變化，但是實(shí)際上整個(gè)路網(wǎng)中所有車(chē)的車(chē)速在一個(gè)不大的時(shí)間段內(nèi)變化并不大。[]DatadrivenapproachesforemissionsminimizedpathsinurbanareasJanFabianEhmkea,n,AnnMelissaCampbellb,BarrettW.Thomasb研究方法雙目標(biāo)規(guī)劃模型：第一步建立目標(biāo)（1）基本模型（汽車(chē)尾氣造成的社會(huì)成本C）研究方法第二步建立目標(biāo)（2）基本模型（路網(wǎng)中的交通流量）計(jì)算方法建立綜合目標(biāo)模型計(jì)算方法將雙目標(biāo)模型化成單目標(biāo)模型：HickmanAJ,HasselD,JoumardR,SamarasZ,SorensonS.MEETmethodologyforcalculatingtransportemissionsandenergyconsumption.TechnicalReport3011746.TransportResearchLaboratory;1999.

e(co2)=(740345849549179*v^2)/288230376151711744-(400058496703773*v)/4503599627370496+7548831012779077/2251799813685248相關(guān)系數(shù)p=0.3261即速度與時(shí)間為中度相關(guān)案例研究區(qū)域研究地點(diǎn)為長(zhǎng)沙臨近某中心商業(yè)區(qū)的2km2的區(qū)域。限速60km/h

國(guó)內(nèi)汽車(chē)尾氣中的CO2作為污染性氣體研究的文章很少。主要是因?yàn)槲覈?guó)《大氣污染防治法》既沒(méi)有規(guī)定什么是大氣污染，也沒(méi)有像美國(guó)《清潔空氣法》那樣列舉大氣污染物的種類(lèi)。但是根據(jù)唐雙娥[1]2009年美國(guó)環(huán)境總署宣布正式將二氧化碳和其他5種溫室氣體一同列為“對(duì)公眾產(chǎn)生威脅的污染物”。污染氣體以CO2

為例。因?yàn)楦鶕?jù)碳平衡方程[],CO2

的排放量在