基于降低碳排放的道路交通運行策略研究

高佳寧，趙家發，孟維偉，郭麗蘋

（1.中國市政工程華北設計研究總院有限公司，天津市 300074；2.天津市政工程設計研究總院有限公司，天津市 300051）

0 引言

由于我國汽車保有量的快速增長，城市交通污染問題已經成為環境保護和經濟發展之間矛盾沖突的焦點。在城市區域，道路機動車排放的污染物占總的大氣污染物比例非常大。因此，加強機動車排放污染問題的研究，對保障大氣環境質量的可持續發展具有重要意義。

天津市是京津冀地區重要的工業城市，汽車直接排放的顆粒物，以及排放的氮氧化物與碳氫化合物反應形成的二次顆粒物，均是環境污染的主要原因[1-2]。對天津市機動車污染物排放進行研究分析，探究其中的規律，對機動車節能減排具有重大意義[3]。同時也能夠科學指導未來城市道路的規劃和建設，為城市交通的健康運行提供良好的基礎，構建環境友好型的道路交通體系，最終實現城市與交通的可持續發展，實現資源節約型、環境友好型社會的建設目標。

1 天津市機動車出行現狀

1.1 天津市道路交通現狀分析

（1）道路交通現狀

2020 年底，天津市機動車保有量338.5 萬輛，較2019 年增加了7%；小客車為283.5 萬輛，增幅6.9%。小客車是天津市機動車的主體，天津市歷年機動車（小客車）發展情況見圖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21萬輛。

圖1 2010—2020 年天津市機動車發展情況

近些年天津市公共交通（含軌道交通、常規公交）客流持續下降，主要體現為軌道交通持續增長，常規公交持續下降。天津市核心區范圍內，居民各種交通方式出行結構中，以步行+自行車為主，出行比例為61.9%。具體出行結構如圖2 所示。

圖2 天津市核心區交通出行結構

（2）機動車節能減排現狀

對天津市汽車耗油量統計分析可知，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計圖

通過制定和實施國家機動車污染物排放標準，從設計、定型、批量生產等環節進行監管，保證機動車達到排放標準。

1.2 天津市機動車污染排放影響因素分析

（1）機動車保有量及構成影響

現階段，隨著我國機動車污染治理的開展，機動車量已經不是污染物排放的首要因素。不同車型對污染物排放影響方面，通過對天津市機動車排放因子的測算，得出結論：客車對CO 及HC 的排放總量影響最大，貨車對PM 及NOX的影響最大。表1 為天津市不同車型污染物分擔比。

表1 天津市不同車型污染物分擔比

（2）城市交通結構影響

不同的交通方式，由于車輛特性、承載率等指標的不同，導致單位運輸量的能耗存在差異。

在“小汽車導向”的城市交通結構下，考慮慢行交通出行群體轉移到小汽車出行。如圖4 所示，隨著小汽車分擔率的不斷提升，污染總量也隨著增加。小汽車分擔率每提高1%，能耗總量將增加4%～5%。

圖4 小汽車分擔率與污染物排放關系

（3）道路交通運行狀況影響

通過MOVES 仿真軟件[4-5]，針對不同運行速度水平的小汽車的CO、HC、NOX以及PM2.5等排放因子進行仿真測算。選取的仿真尺度為路段（project），時段為8:00—9:00 高峰時段，車型為小汽車（passenger car），車輛數為100 標準車，路段長度為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。計算結果見表2。

表2 道路交通運行速度與車輛污染物排放情況

基于天津市城市交通運行速度特征、車輛特性以及排放特性，通過仿真試驗發現，天津市城市交通運行的合理速度保持在50 km/h 以上，污染物排放相對較小。

2 道路交通系統節能減排建議措施

2.1 控制機動車總量

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

（1）控制機動車保有量

根據國外先進經驗可知，增加汽車購置、保有以及使用成本是限制小汽車數量的有效措施。結合天津市實際情況，對天津市機動車總量控制提出以下建議：

首先，在符合國家汽車產業政策的前提下，加強小客車調控政策，保證小客車總量的合理增長；其次，對公務小汽車的發展進行適當的限制。

（2）控制機動車使用量

限號、調控油價、提高停車收費和擁堵收費等是限制小汽車使用量的重要措施。結合天津市實際情況，對天津市機動車使用量控制提出以下建議：

首先，繼續采用小客車限號政策，減少居民機動車出行規模；其次，提高公共交通出行的便捷性、經濟性及舒適性等指標，吸引更多居民選擇大運量公共交通出行；再次，提高重點區域的停車收費標準，進一步降低該區域機動車出行意愿。

（3）鼓勵新能源車輛發展

新能源車輛具有節能環保的特點，在保障居民出行需求的同時又能滿足節能減排的需求，因此通過發展新能源車輛，可以有效提高機動車總量結構的節能環保性能，是汽車產業發展方向。建議天津市結合國家政府，繼續扶持新能源車輛發展。

2.2 優化交通結構

對于交通結構的優化，要結合實際需求的特點，協調道路容量、環境容量、交通發展以及居民需求的關系。結合天津市實際情況，對于天津市交通結構優化提出以下建議：

（1）發展公共交通

發展公共交通是節省道路資源、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，因此應通過提高公共交通競爭力的方式來吸引居民出行選擇。例如：可以通過公交專用道建設，提高公共交通的快捷性、舒適性；可以通過票價優惠政策，提高公共交通的經濟性；可以通過軌道交通建設、公交站點及線網布局優化，提高公共交通的可達性；通過電子支付等智能交通手段的應用，提高公共交通的便捷性等。

（2）保護慢行交通

提倡步行、自行車等慢行交通方式，對于解決機動車尾氣污染具有十分顯著的作用。但是，結合本文第一節對天津市慢行交通現狀分析，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。根據調查，中心城區內約1 500 km 的城市現狀道路上具有機非分隔帶的道路不到10%。由于人行道、自行車道等慢行設施的建設不完善，嚴重制約了居民非機動車出行。因此，需要通過完善慢行交通設施和管理等措施，加強對慢行交通的保護和管理，慢行交通才能夠科學合理地運行。

2.3 提高交通運行效率

交通運行效率低下的根本原因是供需矛盾。道路空間不足、車量規模較大以及交通管理引導不到位是造成效率低下的直接原因。結合天津市城市道路現狀、機動車出行需求以及管理現狀，提出以下改善措施。

（1）盤活存量道路

目前，天津市路網總體呈“環放式”結構，中心城區自核心區向外路網密度逐漸降低，街區尺度呈逐級增加趨勢。由于中心城區路網結構基本穩定成型，近期內調整拓展空間不大，所以在相當長的時間里，增強并優化交通供給是必要的，這對于存量道路的優化非常關鍵。

（2）調節交通需求

通過設置機動車單行道以及管制路段、路口，根據道路及交通特征，合理設置單向交通，以及公交、自行車、步行專用系統；通過優化交叉口交通組織，分流過境交通；實施中心城市部分車輛空間、時間運行限制等多種有效手段，科學合理地調節交通需求。

（3）優化交通引導

完善各類交通標志設施，渠化道路交叉口，規范慢行交通，保障各類交通的規范合理運行。同時，伴隨智能交通技術的引入，可以為治理交通擁堵提供新的方法和思路。例如智能交通信號控制系統、可變信息誘導系統等，在計算機對大量交通數據分析的基礎上，可以大幅增加對道路交通管控的科學性和時效性。對于有限的道路空間資源，引導系統的升級有助于實現效用最大化。

2.4 加強車輛排放監管

目前我國已建立機動車環保定期檢驗、監督抽測、黃標車和老舊車加速淘汰等管理制度。天津市應結合政策要求和實際情況，加強對車輛排放的管理，加強機動車生產環節檢驗、在用機動車定期檢測及監督抽測工作。

3 結論

本文通過對天津市交通出行現狀的梳理，提出了機動車保有量及車型結構、城市交通結構、交通運行狀態等機動車污染物排放影響因素，并針對各個影響因素，從控制機動車總量、優化交通結構、提高道路交通運行效率以及加強車輛排放管理等角度，制定相應的政策及技術手段，給出了天津市道路交通系統節能減排建議措施，能夠有效地緩解天津市道路交通污染物排放。