中學校門前道路小汽車通學出行停車怠速排放特征分析

摘" 要：小汽車通學出行占道停車怠速是學校門前道路交通阻塞、交通秩序混亂和尾氣排放量增加的致因之一。如何有效解析小汽車通學出行占道停車怠速特征及改善其危害已成為社會高度關切的痛點及難點問題。文章以典型的北京市八一學校（中學部）東校門口蘇州街小汽車通學出行車輛為研究對象，解析7：00—8：00時段小汽車通學出行停車怠速行為機理，建立怠速排放及怠速成本的計算模型，并基于調查數據定性和定量分析小汽車通學出行停車怠速排放特征。結果表明學校門前道路小汽車通學出行（即停即走）的停車怠速位置選擇遵循就近原則等8種規律，平均停車怠速時長小于26s，累計停車怠速時長決定怠速排放量及怠速成本；7：00—7：30時段，學校門前一側道路小汽車通學出行占道停車怠速導致交通阻塞。假設有效改善通學出行環境，以蘇州街為例，小汽車通學出行平均停車怠速時長減少為15s，可減少41%以上的怠速排放量及怠速成本，從而有效地減少怠速排放量對學生們身體健康所造成的直接或間接的影響及危害。

關鍵詞：城市交通；通學出行；排放模型；停車延誤；交通阻塞

" 中圖分類號：U491" " 文獻標志碼：A" " DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2024.15.017

Abstract： The car school commute travel road-occupied stopped idling is one of the causes of traffic congestion， disorderly traffic order， and increased exhaust emissions of the road in front of the school. How to effectively analyze the characteristics and improve the hazards of car school commute travel road-occupied stopped idling has become a painful and difficult problem of great social concern. The research object of this paper is the typical car school commute travel vehicles in Suzhou Street in front of the east entrance of Beijing Bayi School（secondary section）; the car school commute travel stopped idling behavioral mechanisms were analyzed in 7：00—8：00 periods， the calculation models of idling emissions and idling costs were built， and the car school commute travel stopped idling emissions characteristics were qualitatively and quantitatively analyzed based on survey data. The results show that the stopped idling location selection of car school commute travel（stop-immediately-and-go-immediately）on roads in front of the school follows eight rules， including the principle of proximity; the average stopped idling time is less than 26s， and the cumulative stopped idling time determines the idling emissions and idling costs. During 7：00—7：30， the car school commute travel road-occupied stopped idling leads to traffic congestion on the road in front of the school side. It is assumed that effectively improve the school commute travel environment， Suzhou Street is taken as an example; the average stopped idling time of car school commute travel is reduced to 15s， which can reduce the idling emissions and idling costs by more than 41%， thus effectively reducing the direct or indirect impacts and hazards of idling emissions on the student's health.

Key words： urban traffic; school commute; emission model; stopped delay; traffic congestion

0" 引" 言

破解及改善“通學路”交通擁堵和秩序混亂等問題已經成為國家及社會高度重視的熱點、痛點及難點問題，通學出行的能耗[1]、排放及污染[2]等問題也逐漸受到關注。新加坡、西班牙、紐約、北京和珠海等國家及城市陸續出臺“停車熄火”法規來規定、要求或提倡機動車在學校周邊道路停車熄火[3]，以減少機動車停車怠速尾氣對兒童健康的損害，其中紐約規定在公立學校附近“不熄火停車”不能超過60s[4]。王璐婷[4]、Li Jiaxian et al[5]和姚旭等[6]通過數據分析機動車停車怠速排放特征，其中王璐婷通過調查數據分析北京市小學社區周邊道路的機動車怠速排放及燃油消耗特征[4]。

早高峰通學出行需求時空高度集聚且與通勤出行需求時空重疊，學校周邊道路交通供給無法滿足小汽車通學出行需求，出現學校門前道路小汽車通學出行的停車難、道路主輔路占道停車怠速和學生下車步行入校存在安全隱患等問題[7]；研究表明工作日早高峰小汽車通學出行的變換車道和占道停車會誘導道路交通擁堵發生[8]。相關研究提出可通過優化出行結構（鼓勵綠色出行[8]及發展校車出行[9]，減少小汽車通學出行）、改善交通供給（優化學校周邊道路交通組織及停車空間[7]，發展學校地下停車空間[10]，增加交通供給）[8-9]、調整出行時段（錯峰上下學，緩解通學出行壓力）、加強多方管理（加強“警家校”合作和采取多種交通管控措施[11]，提高學校門前道路通學出行效率[9]）等策略、措施及方案，以改善學校周邊道路交通擁堵和交通秩序混亂的通學出行現狀，其中2022年北京市通過交警護送等措施控制早高峰小汽車通學出行停車怠速時長不超15s[11]。

本文以“問題為導向，需求為牽引”，通過現場調查獲取7：00—8：00（上學時段）北京市八一學校（中學部）小汽車通學出行停車怠速行為數據，解析中學校門前道路的小汽車通學出行停車怠速行為機理并量化分析其停車怠速排放特征。

1" 停車怠速行為解析

1.1" 停車怠速調查分析

" 如圖1至圖2所示，北京市八一學校（中學部）東校門口位于蘇州街北向南方向道路（學校門前一側道路）。2018年12月25日（周二）通過人工調查的方法獲取上學時段調查區域的通學出行數據及道路交通量數據（如圖3至圖6所示），上學時段東校門口進校學生人數為1 582人，小汽車通學出行比例為25%以上；并且收集了調查區域226輛（抽樣率為55%以上）小汽車通學出行車輛的停車怠速位置選擇及停車怠速時長數據。由于準點上學及準點上班的剛性需求，在7：00—7：30時段蘇州街北向南方向道路的小汽車通學出行交通量、學生進校人數和斷面機動車交通量都出現了明顯高峰值。

1.2" 停車怠速位置選擇

調查結果表明，上學時段小汽車通學出行停車怠速的位置選擇遵循校門口就近原則，由于學校周邊道路現狀、道路交通流量、小汽車通學出行需求及路徑規劃等多重影響，小汽車通學出行停車怠速位置選擇行為具有一定的隨機性、偏好性、跟隨性、滯后性、沖突性、反向性和時變性等特征（如表1所示）。如圖7至圖9所示，由于大部分小汽車通學出行車輛需進入蘇州街主路行駛，蘇州街北向南方向道路的停車區域主要集中在北端；而在蘇州街南向北方向道路的停車區域主要集中在人行天橋附近，便于學生通過人行天橋過街進入學校。數據表明，小汽車通學出行車輛停車怠速位置在蘇州街北向南方向道路主要在主路（主路停放量是輔路的1.87倍），小汽車通學出行車輛停車怠速位置在蘇州街南向北方向道路主要在輔路（輔路停放量是主路的1.48倍），接近70%的小汽車通學出行車輛在學校門前一側道路停車怠速放學生下車。調查結果表明，在7：00—7：30時段小汽車通學出行車輛在學校門前一側道路的變換車道和占道停車造成的交通干擾、交通阻礙及交通沖突導致其它機動車輛產生停車延誤，學校門前一側道路北端區域發生了交通阻塞（如圖9所示）。

1.3" 停車怠速時長特征

" 調查結果表明，上學時段小汽車通學出行停車怠速時長具有短時性、疊加性（被動性）、擴散性和隨意性等特征（如表2所示）；小汽車通學出行停車怠速時長來源主要有通學出行車輛自身的停車怠速時長、其它通學出行車輛的停車怠速時長、其它車輛交通干擾及阻礙的停車怠速時長等3部分（如圖9所示），車輛停車怠速時長增加會導致燃油消耗和尾氣排放量增加，造成空氣污染物濃度提高，對學生身體健康造成直接或間接的影響及危害。

由于無法調查到小汽車通學出行車輛在放學生下車前的停車怠速時間，本文對車輛停車怠速放學生下車時刻與車輛離開停車怠速位置時刻之差（車輛停車怠速時長）開展研究。通過分析調查時段內的小汽車通勤出行車輛在學校門前道路的停車怠速時長的累計值、平均值、標準差、最大值、最小值及停車怠速時長小于等于某一閾值的概率等指標分析小汽車通學出行的停車怠速時長特征，計算如公式（1）至公式（7）所示。

" 數據表明，剔除異常值前92%的停車怠速時長小于等于60s；為避免異常值對研究的影響，以小于等于60s為閾值剔除異常值，獲得209輛小汽車通學出行車輛的停車怠速時長數據。刪除異常值后數據表明，小汽車通學出行停車怠速時長均值為25.57s。如圖10至圖12所示，大部分調查時段的停車怠速時長均值小于30s，停車怠速時長的最大值和最小值分別為60s和8s，大部分調查時段的停車怠速時長標準差大于10s，停車怠速時長小于等于15s的概率都小于或等于0.5；說明小汽車通學出行車輛受到其它通學出行車輛和其它正常行駛車輛的干擾和阻礙所產生的停車延誤值較大。

1.4" 停車怠速行為機理

調查結果表明，上學時段北京市八一學校（中學部）東校門口蘇州街道路的小汽車通學出行停車怠速行為機理如圖13所示。停車怠速位置選擇遵循就近原則，蘇州街不同道路方向的主輔路交通出入口區域、主路交通沖突區、校門口交通禁停區是小汽車通學出行停車怠速位置選擇最高頻區域，停車怠速位置選擇也具有隨機性、偏好性、跟隨性、滯后性、沖突性、反向性和時變性等特征。停車怠速時長具有短時性，但受到車輛停車怠速位置選擇及道路交通條件等多方因素的影響，導致小汽車通學出行停車怠速時長也具有疊加性（被動性）、擴散性和隨意性等特征。

2" 停車怠速排放模型

機動車在停車怠速工況下會產生燃油消耗、尾氣排放量、污染物排放量與CO2排放量的增加，同時會造成時間成本、燃油花費以及人力成本的浪費。機動車停車怠速排放可通過停車怠速時長來計算，一種是通過污染物排放因子估算來計算機動車停車怠速污染物排放量[5-6]；另外一種是通過燃油消耗量計算機動車停車怠速污染物排放量[4-5]，或直接通過燃油消耗量的污染物排放因子計算污染物排放量[12]。本文忽略車輛類型、風速、溫度、濕度等因素對機動車停車怠速排放的影響，基于機動車停車怠速排放[4-5]及怠速成本的計算公式（如公式（8）至公式（14）所示）進行小汽車通學出行停車怠速的燃油消耗量、尾氣排放量、污染物排放量、CO2排放量、燃油花費、CO2排放交易價格和人力成本等指標的計算。

" 基于機動車的燃油密度及價格[13]（如表3所示），計算燃油的平均密度和平均價格分別為0.758kg/L和6.947 5元/L；小汽車通學出行停車怠速工況下的燃油消耗量為3L/h或0.037 9kg/min[4-5]，消耗每升燃油產生的CO2排放量為2.361kg[14]，全國碳交易價格取57元/噸[15]，小汽車通學出行停車怠速工況下的空燃比取值為12[4-5]。不同尾氣污染物排放參數的取值[4-5]如表4所示。以北京市2018年平均工資94 258元[16]計算（每月22日工作日，每日工作8h），2018年北京市每小時人力成本為44.63元/h。

3" 停車怠速排放分析

" 通過減少停車怠速時長，可有效減少停車怠速排放量及怠速成本。假設每個調查時段的車輛停車怠速時長均值與抽樣調查車輛的停車怠速時長均值保持一致，計算每個時段的車輛累計停車怠速時長、怠速排放量及怠速成本。如圖14所示，隨著出發時段的推遲小汽車通學出行累計停車怠速時長及尾氣排放量在降低；如表5所示，為上學時段408輛小汽車通學出行車輛停車怠速排放量及停車怠速成本。停車怠速排放量及怠速成本由車輛累計停車怠速時長決定，相同時段靠近學校門前一側道路的停車怠速排放量及停車怠速成本相對較高。

在7：00—7：30時段由于小汽車通學出行停車怠速導致蘇州街北向南方向道路機動車產生停車怠速延誤，忽略機動車類型的影響，假設調查的道路機動車的油耗及尾氣排放量等計算參數都是一樣的，以7：00—7：10、7：10—7：20和7：20—7：30時段蘇州街北向南方向道路的機動車交通量（分別為210輛、250輛、250輛）及停車怠速延誤均值（分別為27.13s、18.39s、22.85s）計算蘇州街北向南方向道路機動車的怠速排放量及怠速成本等指標（如表 6所示）。

隨著小汽車通學出行車輛停車怠速尾氣排放量不斷增加，空氣中污染物濃度也隨之增加，上學時段累計1 582名學生直接或間接受到小汽車通學出行停車怠速尾氣排放對身體健康造成的影響及危害。假設有效改善蘇州街道路通學出行環境，小汽車通學出行平均停車怠速時長由25.57s減少為15s[11]；上學時段將減少41%以上的小汽車通學出行停車怠速排放量及怠速成本，7：00—7：30時段學校門前一側道路機動車將可減少33%以上的怠速排放量及怠速成本；可減少尾氣排放量對學生們身體健康的直接或間接的影響及危害，將可產生較好的社會經濟效益和節能減排效益。

4" 結束語

" 本文研究了7：00—8：00時段的北京市八一學校（中學部）的小汽車通學出行停車怠速行為機理和停車怠速排放特征，通過指標量化分析了小汽車通學出行停車怠速排放量和怠速成本。結果表明，小汽車通學出行（即停即走）停車怠速位置選擇行為具有就近原則、隨機性、偏好性、跟隨性、滯后性、沖突性、反向性、時變性等特征，停車怠速時長具有短時性、疊加性（被動性）、擴散性和隨意性等特征，平均停車怠速時長為25.57s，累計停車怠速時長決定怠速排放量及怠速成本；在7：00—7：30時段，小汽車通學出行占道停車怠速導致學校門前一側道路交通阻塞和機動車停車怠速尾氣排放量及怠速成本增加。假設有效改善學校周邊道路通學出行環境，以蘇州街為例，小汽車通學出行平均停車怠速時長減少為15s，可減少41%以上的怠速排放量及怠速成本，7：00—7：30時段學校門前一側道路機動車將可減少33%以上的怠速排放量及怠速成本，從而有效地減少怠速排放量對學生身體健康所造成的直接或間接的影響及危害，將可產生較好的社會經濟效益和節能減排效益。

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//baijiahao.baidu.com/s？id=1634942770578143177amp;wfr=spideramp;for=pc.

收稿日期：2023-07-25

基金項目：國家自然科學基金項目（52072264）

作者簡介：李佳賢（1993—），男，廣西賓陽人，同濟大學道路與交通工程教育部重點實驗室博士研究生，研究方向：城市交通；楊曉光（1959—），本文通信作者，男，江蘇宿遷人，同濟大學道路與交通工程教育部重點實驗室，教授，博士，博士生導師，研究方向：智能交通。

引文格式：李佳賢，陳艷艷，楊曉光，等. 中學校門前道路小汽車通學出行停車怠速排放特征分析[J]. 物流科技，2024，47（15）：63-69.