速度作为控制条件的交通环境控制

基于车辆尾气社会成本的区域交通流量控制研究背景国家立足于中国目前的基本国情制定的十三五规划中包括要在”十三五”经济时期使生态环境质量总体改善。生产方式和生活方式绿色、低碳水平上升。能源资源开发利用效率大幅提高，能源和水资源消耗、建设用地、碳排放总量得到有效控制，主要污染物排放总量大幅减少。主体功能区布局和生态安全屏障基本形成。城市交通系统作为城市生态环境的重要组成部分，其排放的尾气也日益成为城市生态环境中的主要空气污染源，所以推进交通运输低碳发展，实行公共交通优先，加强轨道交通建设，鼓励自行车等绿色出行，已经势在必行。研究背景国内外对于城市路网中对汽车尾气污染物与交通量的研究已经很多，如YoungkookKim,Jean-MichelGuldmann[1]等在对韩国首尔地区的气体污染研究中建立了NO2的土地利用回归面板模型。从交通流，土地利用，气候因素的角度建立用于评估NO2空气质量的土地利用面板模型。YiwenDeng,ChaoChen等[2]对上海的延安东路，和长沙的营盘路上的交通工具的NOX和CO进行测量。通过对污染气体平均水平的测定来确定城市路网中合理的交通流量。程继夏[3]以NOX机动车影响城市环境的主要因素，认为NOX与路网交通流量相关性强，而与车速没有明显的关系。杨忠振,苗国强,冯涛[4]以道路交通环境承载力为约束条件，以区域内的出行量为控制变量，来研究区域的最大乘用车保有量。

研究背景刘志硕,申金升等[5]从城市交通环境承载力和城市道路面积承载力角度来考虑城市交通容量，并且在考虑城市交通环境承载力的时候考虑了环境对污染物的自净能力。以上研究主要针对路网的土地利用以及路网的容量，没有对路网的通行能力进行研究。杜怡曼，贾宇涵等[6]同时考虑了交通容量与环境容量，以区域空气质量与交通流量为综合目标，考虑了道路的通勤能力，并通过反馈门机制，动态调控路网交通流量。但是在引入气体扩散模型时使用适用于单一城市道路的汽车尾气扩散，在整个路网中的尾气扩散并不能简单用单一道路的扩散简单相加。本论文中主要对路网中气体污染物的排放总量进行研究。TongbinQu等[7]分析了在高速公路上采用不同的速度限制对尾气排放的影响。JanFabianEhmke[8]等在研究路网中的最小排放时，认为路网中的车速变化太快，而无法控制。事实上在对路网中的所有车辆的速度进行分布检测时发现，相邻时间段内的车辆速度属于同一分布，即路网中宏观车速的变化速度并不快，所以可以对城市路网中的车速进行限制而减少尾气的排放。

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]程继夏.城市环境交通容量模型[J].长安大学学报(自然科学版),2004,24(5):94-98[4]杨忠振等.环境承载力约束条件下城市最大乘用车保有量预测[J].中国公路学报,2006,19(6):92-96

研究背景[5]刘志硕,申金升.基于交通环境承载力的城市交通容量的确定方法及应用[J].中国公路学报,2004,17(1):70-78[6]杜怡曼，贾宇涵等.基于交通环境容量的区域交通动态调控模型[J],交通运输系统工程与信息,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研究背景过去模型存在的不足：1.在考虑汽车尾气对于区域路网的影响时没有从宏观角度入手，即把一个路网看成一条条孤立道路的简单集合。[]杜怡曼等.基于交通环境容量的区域交通动态调控模型[J]2.在考虑车速与排放率的时候，只注意到了单车车速的非线性变化，但是实际上整个路网中所有车的车速在一个不大的时间段内变化并不大。[]DatadrivenapproachesforemissionsminimizedpathsinurbanareasJanFabianEhmkea,n,AnnMelissaCampbellb,BarrettW.Thomasb研究方法双目标规划模型：第一步建立目标（1）基本模型（汽车尾气造成的社会成本C）研究方法第二步建立目标（2）基本模型（路网中的交通流量）计算方法建立综合目标模型计算方法将双目标模型化成单目标模型：HickmanAJ,HasselD,JoumardR,SamarasZ,SorensonS.MEETmethodologyforcalculatingtransportemissionsandenergyconsumption.TechnicalReport3011746.TransportResearchLaboratory;1999.

e(co2)=(740345849549179*v^2)/288230376151711744-(400058496703773*v)/4503599627370496+7548831012779077/2251799813685248相关系数p=0.3261即速度与时间为中度相关案例研究区域研究地点为长沙临近某中心商业区的2km2的区域。限速60km/h

国内汽车尾气中的CO2作为污染性气体研究的文章很少。主要是因为我国《大气污染防治法》既没有规定什么是大气污染，也没有像美国《清洁空气法》那样列举大气污染物的种类。但是根据唐双娥[1]2009年美国环境总署宣布正式将二氧化碳和其他5种温室气体一同列为“对公众产生威胁的污染物”。污染气体以CO2

为例。因为根据碳平衡方程[],CO2

的排放量在