（载运工具运用工程专业论文）基于重庆山地城市的道路交通节能减排预测与评价方法研究.pdf

| i i i i it li ii1 11111 i i i iiil y 19 0 2 3 7 6 重庆交通大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：i 氮彭 日期：扣，o年f 乒月矽1 3 重庆交通大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科 学技术信息研究所将本人学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并进行 信息服务( 包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等) ，同时本人保留 在其他媒体发表论文的权利。 学位论文作者签名：l 氮谚 日期：为l o 年i 乒月f 于e l 指导教师签名：旖z 彰 日期：扣f o 年fd 月胆日 本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社c n k i 系列 数据库中全文发布，并按中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程规定 享受相关权益。 学位论文作者签名：i 氮涛 日期：州。年f 捐缈日 摘要 摘要 自上世纪7 0 年代以来，随着我国经济建设的快速发展，我国能源消耗迅猛增 加，生态环境受到严重影响，节能减排受到政府重视。重庆市道路交通运输行业 在为重庆市经济社会发展提供强有劲支撑的同时，也加剧了能源消耗和废气排放。 道路交通节能减排是重庆市实现节能减排目标、建设“五个重庆”的重要制约因 素，其在节能减排工作中具有重要作用。 本文首先，在充分调研和收集资料的基础上，较系统、全面地分析了重庆山 地城市道路交通节能减排的现状，针对重庆山地城市道路交通节能减排存在的问 题，确定重庆山地城市道路交通节能减排的影响因素。 其次，运输工具汽车是道路交通能耗和排放的主体，因此汽车是节能减排的 首要研究对象 汽车的增长来 模型模糊神经 然后，结 能减排评价指 到评价指标排 排评价的量化 最后，提 重庆市有关管 络 关键词： a b s t r a c t a bs t r a c t s i n c e19 7 0 s ，w i t hs p e e d yd e v e l o p m e n to fe c o n o m y ，t h ee n e r g yc o n s u m p t i o no fo u r c o u n t r yh a s i n c r e a s e ds w i f t l ya n dv i o l e n t l y ，w h i c hb a d l yi n f l u e n c e st h ee c o l o g i c a l e n v i r o n m e n t ，s os a v i n ga n de m i s s i o nr e d u c t i o ni sb e i n gt a k e ns e r i o u s l yb yg o v e r n m e n t r o a dt r a n s p o r t a t i o ni n d u s t r i e sp r o v i d ep o w e r f u lg u a r a n t e ef o re c o n o m i cd e v e l o p m e n ti n c h o n g q i n g ，w h i c hh a v ea g g r a v a t e dt h ec o n s u m p t i o na n de m i s s i o n so fc h o n g q i n g e n e r g ys a v i n ga n de m i s s i o nr e d u c t i o no fc h o n g q i n gr o a dt r a n s p o r t a t i o ni n d u s t r i e sw a s a ni m p o r t a n tf a c t o r so fa c h i e v i n ge n e r g ys a v i n ga n de m i s s i o nr e d u c t i o nc o n s t r u c t i n g ， m e a n w h i l e ，i th a db e e nar e s t r i c t i n gf a c t o r so ff i v e - c h o n g q i n gp r o g r a m ac o m p r e h e n s i v ea n dd y n a m i ca n a l y s i so fp r e s e n ts i t u a t i o no ft h ee n e r g ys a v i n g a n de m i s s i o nr e d u c t i o no f r o a dt r a n s p o r t a t i o ni nm o u n t a i nc i t yo fc h o n g q i n gw a sm a d e i nt h i sa r t i c l ef i r s t l y ，i nt h ef o u n d a t i o no ff u l li n v e s t i g a t i n ga n dc o l l e c t i n gd a t a , t h e n a f f e c t i n gf a c t o r so fe n e r g ys a v i n ga n de m i s s i o nr e d u c t i o no f r o a dt r a n s p o r t a t i o nw o u l d b ed e t e r m i n e d s u b j e c t o f p o w e rw a s t a g e & p o l l u t i o n e m i s s i o nw a st h em e a n so f c o n v e y i n g - v e h i c l e s ，t h u st h i ss y n t h e s i st o o k v e h i c l e sa st h ea l l - i m p o r t a n ts t u d y i n g o b j e c to fe n e r g ys a v i n ga n de m i s s i o nr e d u c t i o no fr o a dt r a n s p o r t a t i o ni nc h o n g q i n g t h ed e v e l o p m e n to fe n e r g ys a v i n ga n dn e we n e r g yv e h i c l e sh a db e c o m eak e yf a c t o rf o r t h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fc h i n aa u t oi n d u s t r y c o n s e q u e n t l y ，t h ee n e r g ys a v i n g a n de m i s s i o nr e d u c t i o no f r o a dt r a n s p o r t a t i o ni nc h o n g q i n gw o u l db ep r e d i c t e dt h r o u g h n e we n e r g yv e h i c l e sp o s s e s s i n gc a p a c i t yp r e d i c t i o n ，c o n s i d e r i n go fr a p i dg r o w t ho fn e w e n e r g yv e h i c l e s t h ep r e d e t e r m i n a t i o nm o d e lf o re n e r g ys a v i n ga n de m i s s i o nr e d u c t i o n o fr o a dt r a n s p o r t a t i o no ff _ 吆z yg e n e r a l i z e dn e u r a ln e t w o r kw a sb u i l ti nt h i sp a p e r ，w h i c h w a st h ec o m b i n a t i o no fn e u r a ln e t w o r kw i t hf u z z ya l g o r i t h m l a t e ro n ，ac o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm o d e lb a s e do nt h ee n t r o p yt h e o r ya n dt h e a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s sw a se s t a b l i s h e d t h e ne n e r g ys a v i n ga n de m i s s i o nr e d u c t i o n o fr o a dt r a n s p o r t a t i o ni nc h o n g q i n gw a se v a l u a t e du s e dt h em u l t i l e v e li n t e g r a t i v e e v a l u a t i o n t h es e t t i n gp r o c e s so fw e i g h tv a l u eo fe v a l u a t i o ni n d e xs y s t e mo fe n e r g y s a v i n ga n de m i s s i o nr e d u c t i o n - i n t e g r a t i n gi n f o r m a t i o ne n t r o p y 、 ，i m t h e a n a l y t i c h i e r a r c h yp r o c e s sw a sp r o p o s e di nt h i sp a p e r t h ew e i g h to fe a c he v a l u a t i o ni n d e xw a s d e c i d e d ，a n de v a l u a t i o ni n d e xs o r t i n gt a b l ew a sg o t t e n , w o u l db et e c h n i c a lm e a n so f 【一 r e l a t e da d m i n i s t r a t i v ed e p a r t m e n t si nq u a n t i f i c a t i o nc h e c ko fe n e r g ys a v i n ga n d e m i s s i o nr e d u c t i o no fr o a dt r a n s p o r t a t i o n i nt h es y n t h e s i s ，ar o wo fp o l i c i e sa n dm e a s u r e st os o l v et h ep r o b l e m so fe n e r g y s a v i n ga n de m i s s i o nr e d u c t i o no fr o a dt r a n s p o r t a t i o ni nc h o n g q i n gw a sp u tf o r w a r d ，i n o r d e rt oe a r l yo u te n e r g ys a v i n ga n de m i s s i o nr e d u c t i o no f r o a dt r a n s p o r t a t i o nl a s t t 扯s p a p e r h a d i m p o r t a n ts i g n i f i c a n c e f o r s u p e r v i s i n gr e g i o n a l r o a d t r a n s p o r t a t i o n m a n a g e m e n td e p a r t m e n t st op r o m o t ee n e r g ys a v i n ga n de m i s s i o nr e d u c t i o n , m o t i v a t i n g ， s t a n d a r d i z i n ga n dg u i d i n ge n e r g ys a v i n ga n de m i s s i o nr e d u c t i o no fc h o n g q i n gr o a d t r a n s p o r t k e yw o r d s ：r o a dt r a n s p o r t a t i o n , e n e r g ys a v i n ga n de m i s s i o nr e d u c t i o n , p r e d e t e r m i n a t i o nm o d e l ，e v a l u a t i n gi n d i c a t o r ，e n t r o p ym e t h o d ， f u z z yg e n e r a l i z e d n e u r a ln e t w o r k 目录 目录 第一章绪论1 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 第二章 2 1 2 2 2 3 2 4 第三章 3 1 3 2 3 3 3 4 目录 3 5 3 6 第四章 4 1 4 f2 4 3 4 4 4 5 4 6 第五章 5 1 5 2 5 3 5 4 5 5 第六章 6 1 3 4 2 居民出行2 4 3 3 3 3 4 4 4 5 5 5 5 5 5 6 6 6 第 第 致 参 在 第一章绪论l 1 1 选题背景 第一章绪论 国际能耗和排放现状 能源是人类生存、经济社会发展的基本条件和物质基础。自1 8 世纪第一次工 业革命以来，短短2 0 0 多年间，人类已经消耗了绝大部分化石能源。目前，世界 煤炭、石油、天然气已经探明的可采储量分别为1 0 0 0 0 亿吨、1 5 6 7 亿吨、1 7 5 8 万 亿m 3 ，分别可供开采约2 0 0 年、5 0 年、7 0 年。美国是世界上第一大能源消耗大国， 2 0 0 8 年能源消耗总量占世界能源消耗量的2 0 以上。中国自改革开放以来，经济 高速发展，能源消耗量也急剧攀升，是继美国之后的第二大能源消耗大国，2 0 0 8 年能源消耗总量占世界能源消耗量的1 7 以上。2 0 0 8 年前5 名能源消耗国家见表 1 1 。 化石能源是不可再生的资源，面对资源枯竭的危机，世界各国都积极致力于 可再生能源的研发。虽然取得了一些进展，然而距离可再生能源产业化还需要很 长一段时间。因此，节约能源，延缓化石能源枯竭，为新能源的开发利用留有充 足的时间已成为了世界各国的共识。 表1 12 0 0 8 年前5 名能源消耗国家 t a b l e1 1t o p5c o u n t r i e so f t h et 0 t a lp r i m a r ye n e r g yc o n s u m p t i o n 序号国家能源消耗总量( 千万亿b 1 1 j )占世界能源消耗量的比例 1 美国 9 9 4 0 3 3 62 0 2 1 2 中国内地 8 5 0 5 9 7 41 7 2 9 3 俄罗斯3 0 4 2 5 9 36 1 9 4 日本 2 1 8 6 6 5 84 4 5 5 印度19 9 5 4 2 34 0 6 注：数据来源于美国能源信息管理局( h t t p ：t o n t o e i a d o e g o v ) 美国能源部能源信息管理局发布的国际能源展望2 0 0 9 ) ) 报告显示，在法律 和政策保持不变的情况下，非经济合作与发展组织( o e c d ) 国家占世界一次能源 需求增加9 3 ，其中的需求量增长来自于中国和印度；而经济合作与发展组织 ( o e c d ) 国家增加2 4 【1 1 。2 0 0 7 年到2 0 3 0 年世界一次能源需要的增长中，化石 燃料占7 7 ，其中，石油需求从2 0 0 8 年的8 5 0 0 万桶天增长到2 0 1 5 年的8 8 0 0 万 2第一章绪论 桶天，2 0 3 0 年增长到1 0 5 亿桶天。图1 1 为1 9 8 0 2 0 3 0 年全球各国对一次能源的 需求图。 煤是全球消费量增长最快的能源。中国的能源结构决定了煤炭在中国未来相 当长的时期内仍将是主要能源。全球煤消费量将从2 0 0 4 年的1 1 4 5 千万亿b t u 增 至2 0 3 0 年的1 9 9 1 千万亿b t u ，年均增长率为2 2 。从2 0 0 3 年至2 0 0 4 年，全球 煤消费量急剧增长，主要是因为亚洲非经合组织国家( 尤其是中国和印度) 增长 了1 7 。煤占全球能源总用量的份额将从2 0 0 4 年的2 6 增加至2 0 3 0 年的2 8 1 1 j 。 图1 11 9 8 0 - 2 0 3 0 年全球各国对一次能源的需求图 f i g1 1p r i m a r ye n e r g yd e m a n do f c o u n t r i e sf r o m1 9 8 0t o2 0 3 0 世界上各发达国家除在工业化初期人均碳排放有较高的增长外，其后人均碳 排放始终维持在稳定的水平。根据发达国家的发展经验表明，目前中国的人均碳 排放虽然较低，然而伴随着社会经济的高速发展，必然会出现高增长。 交通运输是能源消费的主要部门，也是能源依赖性最强的部门之一。发达国 家交通运输能耗平均约占其能源消费总量的3 0 和石油消费总量的9 5 ，我国分 别约占8 和2 5 。交通运输能耗又以公路运输能耗为主，发达国家公路运输能耗 平均约占交通运输石油消费总量的9 0 ，我国约占7 5 。预计到2 0 2 5 年交通运输 能耗占全球总能耗的比重将会超过6 0 。根据亚洲开发银行和英国国际开发署的 有关预测，中国的交通运输能耗每年将增长6 9 【2 】。 非o e c d 国家运输部门的能源用量从2 0 0 4 2 0 3 0 年将以2 9 的年均增速增长， 这就要求在运输基础设施( 公路、加油站、机场设施、铁路系统等) 建设方面进 行广泛的投资，以支撑需求的快速发展。o e c d 国家的基础设施已很完善，g d p 的增长较缓慢，运输部门对燃料的需求的年增长率为0 9 i l 】。 近年来，大气c 0 2 浓度正以每年0 5 的速率增加。因为人为的c 0 2 气体排放 第一章绪论3 主要来自化石燃料燃烧，所以，能源利用已成为气候变化争论的焦点问题。从2 0 0 3 年至2 0 0 4 年，非o e c d 国家的c 0 2 排放量增长了约1 0 ，主要是因为在亚洲非 经合组织国家煤的用量增长了1 7 ，而o e c d 国家增加的c 0 2 排放量不超过2 。 预计从2 0 0 4 年至2 0 3 0 年非o e c d 国家的c 0 2 排放量年均增长率( 2 6 ) 将比o e c d 国家( 0 8 ) 高出2 倍多，到2 0 3 0 年非o e c d 国家的c 0 2 排放量将达到2 6 2 亿 吨，占全球排放量的5 7 。 欧洲和日本2 0 2 0 年汽车c 0 2 排放目标分别为9 5 9 k m 和1 1 5 5 9 k m ；我国2 0 2 0 年单位国内生产总值c 0 2 排放比2 0 0 5 年下降4 0 一4 5 ，汽车平均油耗将降低为 5 l 1 0 0 k m 以内，对应的c 0 2 排放将降至1 2 0 9 k m 以内。从技术经济综合评价看， 汽车动力混合化电气化势在必行。 据联合国发布的数据，2 0 0 9 年中国人均排放5 5 吨c 0 2 ，美国人均排放2 3 5 吨c 0 2 ，英国人均排放1 0 6 吨c 0 2 。表1 2 为2 0 0 9 年全球主要国家c 0 2 排放量。 2 0 0 9 年，中国人均碳排放仅约为美国的五分之一，约为英国的二分之一【3 1 。 表1 22 0 0 9 年世界主要国家碳排放量 t a b l e1 2c a r b o nd i o x i d ee m i s s i o n so fs o m em a i nc o u n t r i e si n2 0 0 9 国家排放量( a )占全球百分比人均量( b ) 中国 7 ，2 1 9 2 1 9 1 2 5 5 公吨( 7 2 ) 美国 6 ，9 6 3 8 1 8 4 4 2 3 5 ( 7 ) 欧盟 5 , 0 4 7 7 1 3 3 7 1 0 3 ( 3 9 ) ； 俄罗斯 1 , 9 6 0 0 5 1 9 1 3 7 ( 1 8 ) 印度 1 ，8 5 2 9 4 9 1 1 7 ( 1 2 0 ) 日本 1 , 3 4 2 7 3 5 6 1 0 5 ( 3 7 ) 巴西 1 , 0 1 4 1 2 6 9 5 4 ( 7 4 ) 德国9 7 7 42 5 9 1 1 9 ( 2 5 ) 加拿大7 3 1 61 9 4 2 2 6 ( 8 ) 英国6 3 9 81 6 9 1 0 6 ( 3 6 ) 注：数据来源于世界资源研究所( 职i ) ( a ) 计量单位为百万公吨，包含6 种温室气体的排放量，用= 氧化碳当量表示 ( b ) 括弧内为人均量全球排名 国际能源署( 1 e a ) 在世界能源展望2 0 0 9 ) ) 中说，如果人类依然延续今天的 4 第一章绪论 能源道路，不对现行政策作出修改，那么，人类对化石能源的需求将快速增加。 到2 0 3 0 年，全世界的c 0 2 排放量将达到4 0 2 亿吨，几乎是1 9 9 0 年( 2 0 9 亿吨) 的 2 倍。而2 0 3 0 年较2 0 0 7 年( 2 8 8 亿吨) 增加的大约1 1 0 亿吨c 0 2 排放量中，超过 八成将来自于中国( 排放量增加6 0 亿吨) 、印度( 2 0 亿吨) 和中东( 1 0 亿吨) 。 这将意味着温室气体在大气中的长期浓度将超过1 0 0 0 p p m ( p p m = 百万分之一) c 0 2 当量，全球气温将上升6 。 国内能耗和排放现状 随着经济的快速增长，中国已由一个原油输出国变为一个石油进口大国。从 总体上讲，目前我国能源消费总量约为美国的怕，占世界能源消费总量的1 l o ， 居世界第二位。近年来，我国石油的对外依存度逐年提高，2 0 0 9 年石油进口依存 度已达5 2 。中国2 0 0 9 年发布的能源蓝皮书预测，十年后中国的原油对外依 存度将达到6 4 5 。专家警告称，中国石油对外依存度将超过美国，甚至达到7 0 都有可制舢。1 9 9 4 - 2 0 0 9 年中国石油对外依存度变化趋势如图1 2 所示。能源供给 和能源安全问题已经显现，日益严峻的石油能源形势要求我们高度重视节能降耗， 以保障国家安全。图1 3 和图1 4 分别为1 9 7 8 2 0 0 9 年中国能源消费总量和 2 0 0 0 2 0 2 0 年中国石油消费变化趋势图。 图1 2 中国石油对外依存度 f i g1 2c h i n ap e t r o l e u me x t e r n a ld e p e n d e n c e 注：数据来源于中国石油杂志( h t t p ：w w w h i p e t r o c o m ) 交通运输业是国民经济的支柱产业，是我国经济腾飞的基础。2 0 0 9 年，全国 6 0 以上的燃油用于交通领域。2 0 2 0 年，车辆燃油消耗将达到2 3 亿吨。在我国交 通运输能源消耗中，石油占7 0 ，电能占2 0 ，其余部分为天然气、乙醇等。交 通运输业的主要能源是石油，石油是交通运输业持续发展的原动力，是重要的战 略资源。以石油为燃料的传统汽车工业，在为人们提供快捷、舒适的交通工具的 同时，增加了国民经济对化石能源的依赖，加深了能源生产与消费之间的矛盾。 随着资源与环境双重压力的持续增大，道路交通的节能减排亟不口j 待。 ) 3 0 2 s 2 0 l s l o j 一一。一r s 讨 ， q oo odn 竹寸n 口卜e o 西ohnmq 口 o o 口、 象拳拳客譬宗霉昌乐拳昌昌衣g88 88g8g8g hhhh_hhh_d h_hn n h nnn nnn 图1 31 9 7 8 2 0 0 9 年中国能源消费总量单位：亿吨标准煤 f i g1 3t o t a le n e r g yc o n s u m p t i o ni nc h i n af r o m1 9 7 8t o2 0 0 9 劳。 注：数据来源于中国统计年鉴) f m i l ht 、 j薹 l 3 0 0 ：围：_ 三 剥弱1 2 5 0 c 22 0 0 面弘 l 毒8l o o 丽潮隈嘲l 5 0 v 恼 争守守荸零夸 图1 4 中国石油消费变化趋势图 f i g1 4o i lc o n s u m p t i o ni nc h i n a 我国目前已经成为世界汽车最大市场和最大生产国之，2 0 0 9 年中国汽车产， 销分别完成1 3 7 9 1 0 万辆和1 3 6 4 4 8 万辆，分析家认为，中国的汽车销量还将继续 增长，由此也带来了巨大的石油消耗量。根据我国目前汽车业的发展趋势，2 0 2 0 年汽车保有量有可能超过美国，车用燃油消费量将超过3 亿吨，车用燃油将成为 我国新增石油消耗的主体住2 1 。作为全球最大温室气体排放国之一的中国，有统计 6第一章绪论 数据表明，汽车的温室气体排放量已经占到了总排放量的2 2 左右。能源使用带 来的环境问题正不断地为人们所认识。烟雾、酸雨，以及全球气候变化都给人类 的生存和发展带成了严峻挑战。发展低碳经济、节能减排日益成为人们的共识。 随着全球经济的复苏，油价还将继续上涨的形势之下，汽车业的节能减排压 力也与日俱增。发展新能源汽车汽车业节能减排的重要措施，是我国降低石油依 赖、保障国家能源安全的战略措施。表1 3 对中国汽车石油油耗作出预测。 表1 3 中国汽车石油油耗预测表 t a b l e1 3f o r e c a s t i n go fc h i n aa u t o m o b i l eo i lc o n s u m p t i o n 年份 汽车消耗石油( 亿吨)占全国石油总消耗量的( ) 2 0 1 0 1 3 84 3 2 0 2 02 5 66 7 高能 ，在 业化 与环 力支 ，建 全国 的专 年底 普遍 路。 、改 业发 第一章绪论 7 1 2 国内外研究现状 国外对汽车油耗的研究最早始于上世纪2 0 年代，尽管对油耗的研究很多，但 多数是针对发动机而言的。从7 0 年代开始，受全球石油危机的影响，运输系统的 燃油消耗问题受到了高度的重视，发达国家投入了大量的资金进行这方面的研究， 许多发展中国家在国际开发机构的资助下进行大规模的公路建设。这些研究多数 集中在提高运输系统工作效率，改进道路和交通设施等方面1 8 1 。 源、 挑战 性的 所在 适合 标研 车油 气的 低发 接向 和n 的水 道喷 征进 来的 现状 制约 8第一章绪论 2 0 0 8 年安徽财经大学统计与应用数学学院的宋马林在广东轻工职业技术学院 学报上发表国内各地区节能减排评价研究，研究了从经济外部性分析出发，寻 找可持续发展与节能减排的结合方式，从宏观角度确定将国内各地级市作为开展 节能减排成效评价的基本单位。进而从不同的角度对节能减排各项指标进行了分 类，结合国内外节能减排的实践拟订了评价指标体系，并在此基础上深入探讨有 效率社会协同的地区节能减排评价模式【1 引。 2 0 0 8 年长安大学习江鹏在硕士学位论文【2 0 1 中，提出了公路交通运输资源环境 评价模型，以对实施节能减排效果评价起到参考和借鉴作用，评价内容的介绍则 具体展示出了效果评价的核心。最后，构建出了道路运输节能减排的效果评价指 标体系，并解释了每一项指标的涵义。但是该论文只对评价指标进行解释和说明， 并对简单的涵义阐述清楚，没有构建评价模型，对实施效果进行具体的评价。 现有的研究文献，较少对节能减排评价考核方法进行研究。 1 3 研究目的及意义 交通能源消耗是全球温室气体排放的主要来源，数据表明，地球6 0 的氮氧 化物来自于汽车排放，2 5 的温室气体来自于汽车排放。据统计，我国大城市机动 车尾气占城市污染总量的6 5 以上，汽车尾气排放已成为大中城市空气污染的主 要来源。如北京市汽车排放的碳氧化物、碳氢化合物、氮氧化物已占总排放量的 4 0 7 5 。我国已经成为世界第二大温室气体排放国。 重庆市直辖以来，社会经济发展已经进入快车道，同时，节能减排任务十分 艰巨。交通运输业是重庆市的基础产业，在重庆市经济发展提供强劲支撑的同时 也迅猛发展，道路交通已成为能源消耗和污染物排放的大户，对重庆市节能减排 工作的成效至关重要。 本研究目的在于，通过对重庆山地城市的道路交通节能减排的分析研究，建 立组合模型模糊神经网络( g f n n ) ，为道路交通节能减排预测工作提供了一种新 的方法，具有很强的实际意义；建立重庆山地城市的节能减排评价指标体系并通 过信息熵和德尔菲法确定组合权重，可以作为相关部门的技术手段，对道路交通 节能减排水平的实际考核提供参考依据，规范和加强重庆市道路交通节能减排工 作的管理，实现全社会节能减排的目标。 本研究意义主要表现在：全球正处于石油日趋用尽和地球生存环境亟需保护 的特殊年代，交通节能减排显得尤为重要。交通运输行业是能源消耗和尾气排放 的主要行业，由表1 3 知，2 0 1 0 年汽车油耗占全国石油消耗的4 3 ，废气排放已 第一章绪论9 成为很多城市空气污染的主要来源。加强道路交通的节能减排工作对提高全社会 的能源利用率，保护和改善环境，建立和谐社会，促进社会的可持续发展意义重 大。 ( d 减少对海外石油的依赖 抑制全球变暖的呼声不绝于耳，联合国政府间气候变化专门委员会( d c c ) ， 于2 0 0 9 年1 2 月7 日至1 8 日举行了哥本哈根联合国气候变化大会。 汽油、柴油属于不可再生资源，探明储量有限。其大量耗用将限制其他部门 的能源供应和加剧未来社会的能源紧张。 在石油消费中，汽车用油一直高居不下。研究表明，其比重将从2 0 0 0 年的3 3 上升到2 0 2 0 年的6 0 以上1 2 1 1 。国家统计局的统计数字表明，我国汽车产量正以每 年1 0 左右的速度增长，专家预计，2 0 1 0 年全国汽油消费量将达到一亿吨，其供 求缺口越来越大。在这样严峻的背景下，道路交通的节能减排显得尤为重要。 推进低碳经济的建设 低碳经济的特征是以减少温室气体排放为目标，构筑低能耗、低污染为基础的 经济发展体系，包括低碳能源系统、低碳技术和低碳产业体系。c 0 2 有三个重要的 来源。其中，最主要的碳源是火电排放，占c 0 2 排放总量的4 1 ；增长最快的则 是占比2 5 的汽车尾气排放，特别是在我国汽车销量开始超越美国的情况下，这 个问题越来越严重。本论文的研究有助于重庆市道路交通的节能减排，进而能够 对重庆市低碳经济的建设起到一定的推动作用。 有利于宜居城市的建设 ， 2 0 0 9 年全国机动车保有量1 8 7 亿辆，如果按2 0 的速度增加到2 0 2 0 年，按 目前我国每辆汽车平均每年耗油2 吨计算，到时需要1 2 8 亿吨汽车用油，交通将 成用能大户。交通消耗的石化能源都是不可再生能源，而根据目前已探明的石油 总量仅可开采几十年。 上海、广州、天津、深圳等大中城市的灰霾天数已占全年总天数的三到五成。 细小颗粒在气流的作用下在空气里弥漫、碰撞、聚集，形成了灰霾。据介绍，灰 霾将取代吸烟，成为肺癌的头号杀手，而汽车排放污染则是元凶之一。 因此，在交通领域大力推广各种节能减排技术，提高可再生能源在交通用油 中的比例，未雨绸缪为未来的发展提供保障，也是全人类为了未来的生存必须关 注的问题。 1 0 第一章绪论 1 4 主要研究内容和研究方法 1 4 1 研究内容 重庆城市道路交通节能减排评价研究的背景，阐述了本文研究目的和意义； 对国内外道路交通节能减排的现状进行了探讨，分析了重庆道路交通节能 减排的现状和存在的问题； 节能减排影响因素分析，具体从道路条件、车辆特性、交通环境和其他因 素等四个方面加以研究分析； 道路交通节能减排预测。主要考虑新能源汽车增长对道路交通节能减排的 促进作用。结合模糊和广义学习向量量化算法构建模糊神经网络组合模型，对重 庆市新能源汽车保有量和尾气排放进行测算； 重庆市道路交通节能减排评价指标体系构建。包括节能减排评价指标体系 的构建、评价指标体系的具体内容以及评价指标组合权重的确定。 加强节能减排工作的对策建议。对本论文的研究成果进行了总结，并对今 后的研究提出了方向。 1 4 2 研究方法 ( d 利用模糊数学和广义神经网络建立模糊神经网络组合模型预测道路交通 节能减排 模糊神经网络的网络学习算法采用模糊广义学习向量量化算法f g l v q ( f u z z yg l v q ) 。利用广义模糊神经网络预测重庆市新能源汽车保有量，进而对重 庆市道路交通节能减排进行测算。 ( d 利用信息熵和层次分析法评价道路交通节能减排 信息熵确定重庆市道路交通节能减排各指标的权重是客观权重，考虑了各指 标的固有属性信息。层次分析法确定重庆市道路交通节能减排各指标的权重是主 观权重，侧重于评分专家的主观感受。论文将两种方法结合起来，确定组合权重， 有效屏蔽了信息熵和层次分析法自身的缺点。 本文研究的技术路线如图1 5 所示。 第一章绪论1 1 图1 5 重庆山地城市的道路交通节能减排预测与评价研究技术路线 f i g1 5r e s e a r c ht e c h n i c a lr o u t eo fp r e d i c t i o na n de v a l u a t i o no f e n e r g ys a v i n ga n de m i s s i o nr e d u c t i o no f r o a dt r a n s p o r t a t i o ni nc h o n g q i n g 1 5 本章小结 通过对当前重庆山城道路交通节能减排问题的剖析，确定论文研究的目标和 主要内容，并分析国内外与本论文研究内容相关的研究现状、最新进展及发展趋 势。论述本研究的意义，并介绍研究方法和技术路线，为本研究奠定了理论基础 和技术条件。 1 2第二章重庆市道路交通节能减排现状分析 第二章道路交通节能减排现状分析 2 1 国内外节能减排现状 2 1 1 国外道路交通节能减排现状 国外对道路交通节能减排的政策实施较早，并针对这一问题进行了深入的研 究。有关法律法规也已出台，以实现限制道路运输活动对资源和环境产生不利影 响的目标。2 0 世纪7 0 年代中期以前，世界各国均没有强制执行的汽车油耗法规或 标准。1 9 7 3 年中东石油危机后，全球石油价格飞涨。另外，燃油资源的逐渐枯竭， 也威胁到人类长远的正常生活。于是1 9 7 5 年以后，各工业发达国家逐渐制定并实 施适合各自国情的汽车燃油经济性标准和法规。日本7 0 年代就规定了轿车能源利 用效率考核标准，相对于美国而言，日本采用的燃油经济性政策更加完善了对车 型燃油经济性的限制，其采用的按重量分类的平均燃油经济性对日本的能源贡献 很大，燃料经济性标准可以说是世界上最严格的。同时，自美国6 0 年代洁净空 气法案颁布以来，全世界开始了控制汽车排放的历程，经过几十年的努力，目 前已经基本形成以美国、欧洲和日本为代表的三大汽车排放法规体系。 2 1 2 国内道路交通节能减排现状 随着科技的进步，运输能耗进一步增加，公路交通运输业可持续发展的能力 日趋脆弱，石油越来越成为公路交通运输业的重要约束。据专家预测，到2 0 2 0 年 中国石油需求量将达4 亿多吨，而中国的石油产量只有1 6 1 7 亿吨左右，届时中 国将有2 4 亿吨的石油缺口。降低运输能耗将始终是我国关注的重点阎。 随着节约能源法和可再生能源法的修订和推出以及“十一五”期末的临 近，我国节能减排工作进入到一个新的阶段。在提出“十一五”期末节能2 0 、 减排1 0 的目标之外，国家在节约能源法中就如何开展节能减排工作也提出 了明确的指导性意见。节能减排指的是降低能源消耗和减少污染物排放，道路交 通的节能减排主要是指通过道路运输企业的管理和控制来提高营运车辆的燃油使 用效率、降低燃油消耗和减少尾气排放。道路运输业是能源消耗和尾气排放的重 点行业，汽油和柴油的消耗占到总消费量的5 0 以上，废气排放也已成为很多城 市空气污染的主要来源。加强道路交通的节能减排工作对提高全社会的能源利用 效率，保护和改善环境，促进社会的可持续发展意义重大。道路运输业在长期的 节能工作中组织制订了一系列道路运输节能标准，根据标准的使用可分为运输管 第二章重庆市道路交通节能减排现状分析 1 3 理标准、车辆技术性能标准及汽车使用性能改进方面的标准2 3 】【2 4 1 ，详见表2 1 。 表2 1 现行道路运输节能标准删硼 序号标准名称适用范围备注 g b t 1 8 5 6 6 2 0 0 7 运输车辆能源利用检测评价在用汽车燃料经济性 l 方法评定 2g b 厂r 4 3 5 2 2 0 0 7 载货汽车运行燃料消耗量 对车辆运输过程的燃油 2 0 0 7 年 3 g b t 4 3 5 3 2 0 0 7 载客汽车运行燃料消耗量消耗量考核修订 4 g b 厂r 7 6 0 7 2 0 0 2 柴油机换油指标 在用车辆按质换油 5g b t s 0 2 8 1 9 9 4 汽油机换油指标 6 g b t 1 4 9 5 1 2 0 0 7 汽车节油技术评定方法 g b t 1 7 7 5 2 2 0 0 7 汽车燃油节能添加剂试验评定 7 方法2 0 0 7 年 在用汽车节油产品评定 g b 厂r 1 7 7 5 3 2 0 0 7 汽车发动机润滑油节能添加剂修订 龟： 8 试验评定方法 9j t t 3 0 6 2 0 0 7 汽车节能产品使用技术条件 与此同时，各方面的专家学者对此也做了一定的研究工作，蔡凤田、刘莉提 出了通过建立道路运输节能标准体系来促进道路运输节能降耗的措施【2 4 1 ；钱伯章静， 在节能减排可持续发展的必由之路中提出了众多节能减排先进技术【2 5 l ； 于志刚、邵毅明基于系统角度对道路运输节能途径进行了研究，提出只有从系统 角度研究道路运输系统才是降低道路运输能源消耗的良策1 2 6 1 。由上可知，目前国 内关于道路交通节能减排的研究才刚刚开始，基本上停留在战略研究阶段，研究 成果也是针对某一环节的单一技术，对道路交通节能减排预测与评价领域还没有 进行专门、细致、系统的研究工作，缺乏成熟的理论体系，对如何具体考核道路 交通节能减排的绩效还没有系统的理论方法。 。 本论文以我院承担的重庆市科技攻关计划项目重大科技专项“新能源汽车技 术发展及支撑环境研究为支撑开展研究，为了实现重庆市道路交通节能减排预 测与评价的现实意义选取了此课题研究，希望能达到理想目的。 2 2 重庆市道路交通节能减排的现状 我国城市模式以大城市群为主要特点，汽车燃料基础设施容易集中建设，有 1 4第二章重庆市道路交通节能减排现状分析 利于实现交通能源系统的转型。目前国际上新能源汽车尚未形成新兴工业体系， 而我国汽车普及率低，在汽车动力系统选择和新能源汽车研发与产业化方面，具 有更大的自由度，是实现能源和技术转型及跨越发展的重大战略机遇。 道路交通节能减排主要是为建设环境友好型社会和“低碳生活 服务的。城 市公共交通系统增加了轨道交通、快速公交系统，要实现道路交通节能减排在交 通方式上倡导公交优先、步行，提倡出行者使用绿色交通。在汽车关键技术上， 有压缩天然气公交车、压缩天然气混合动力公交、电动摩托车、燃料电池汽车、 液化天然气混合动力、纯电动汽车。 作为我国重要的汽车生产和消费基地，重庆保持在行业的技术领跑地位，积 极发展纯电动汽车和混合动力汽车，减少资源浪费和环境污染。 已采取的相应措施 大规模的交通基础设施建设和运输