东南大学基于碳足迹测度模型的ransCAD二次开发项目

基于碳足迹测度模型的TransCAD二次开发陶涛，黄家骏，蒋聪之，陈智指导教师：过秀成，李铁柱，朱彦东（东南大学交通学院江苏南京）作品内容简介随着世界各国对环境问题的日益重视，其中全球变暖和大气污染问题更为收到人们的关注，相关研究也变得十分重要。本文通过对交通运输过程中产生的二氧化碳及空气污染物排放过程进行研究，整合了国内外已有的排放理论，构建出合理的排放量计算模型，同时结合TransCAD的GISDK二次开发平台，设计二氧化碳排放与空气污染物排放量计算与评估功能，对交通规划方案或者现有的城市道路方案进行二氧化碳排放及空气污染物的计算，对所得数据进行分析，评估方案的二氧化碳排放及空气污染物对环境影响的大小，使规划方案更好地反映城市“低碳”和“环保”发展的诉求。最后，将所开发的软件用于南京市江心洲城市交通规划方案，对三个备选规划方案进行评价，筛选出更为符合低碳生态要求的规划方案，实现环保理念。关键词：碳足迹；空气污染物；TransCAD软件；二次开发研究背景据奥斯陆气候和环境国际研究中心的研究报告称，汽车、轮船、飞机和火车等交通工具所使用燃料释放的温室气体是目前造成全球变暖的主要原因之一。报告指出，过去10年全球二氧化碳排放总量增加了13%，而源自交通工具的碳排放增长率却达25%。欧盟大部分工业领域都做到了成功减排，但交通工具碳排放却在过去10年增长了21%。碳排放在实质上和污染物存在着关系，碳排放的增加很大程度上将导致污染物的增加。目前交通产生的污染在很多国家尤其是发达国家已经成为一个重大环境问题。即使在环境优美的欧洲，交通污染也是相当严重的。全欧洲由道路交通产生的CO、NOx分别占CO、NOx总排放量的80%及60%左右，其中，在伦敦市，路面机动车产生的NOx占总排放量的74%，烟尘(主要是CO)占94%。可以说现行的交通工具对区域性的大气污染的“贡献”已经占到第一位，总体而言已经超过了工业污染。现有的路网规划方案内容仅仅涉及道路的走向、布局、设计车速、交通量等方面，并没有考虑到碳排放要求。如果考虑碳排放量，将会带来以下好处：（1）发现很多道路设计不合理之处，使规划方案更具有合理性。通过比较不同的设计方案的碳排放量，可以评价道路网的可达性。往往因为道路间没有很好的衔接，而产生了多余的二氧化碳。（2）从环保角度合理配置各种交通方式，使规划方案更具有效率性。对各交通方式进行统一的管理，保证道路的畅通，也是降低碳排放量的途径之一。同时，确保各交通方式的衔接，引导人们使用低碳、清洁的交通工具。（3）鼓励规划工作者考虑新型环保节能交通方式，使规划方案更具前瞻性。例如可以通过加大轨道交通的建设力度，保障公交优先政策的实施，以减少小汽车的使用率。因此，本文通过对交通运输过程中产生的二氧化碳及空气污染物排放过程进行研究，构建出合理的排放量计算模型，同时结合TransCAD的GISDK二次开发平台，设计二氧化碳排放与空气污染物排放量计算与评估功能，对交通规划方案进行二氧化碳排放及空气污染物的计算，对所得数据进行分析，评估方案的二氧化碳排放及空气污染物对环境影响的大小。研究流程3.理论基础淹碳足聚迹测假度模掉型就跌是对保碳排桑放量备进行乏计算废的模抹型，雄对于陶二氧她化碳武排放拐模型毯，我撇们主遭要基吩于车帐辆燃源料消宋耗进垮行建组模，戒对于协一氧冤化碳惰、碳麦氢化咱合物穴和氮智氧化痕物等方空气讽污染犁物排扩放模挑型，良我们乒主要嘱基于荐车辆尺排放螺因子早进行呼建模醒。说3银.1刚基于遍车辆羞燃料念消耗吹的二博氧化识碳排帖放模帐型喜城市培交通俩领域狸的二博氧化占碳排帝放来典自于谅车辆精燃料绒消耗此，我倦们基鼠于碳三守恒乔原理迫，对做于二渗氧化泳碳的留排放覆进行挣计算延，假只定车硬辆消叉耗燃以料产摄生的蛾碳全变部通环过二洗氧化侨碳的嫌形式野排放昼到外搭界。码3农.腹1内.1拨乖基本佛计算执公式粪车辆艘在行断驶过违程中浩的二滴氧化仙碳排掠放量胜为M=vSDR×M(CO2)M(C)勉坊婶案茶习谱恒秋戒柏祸备窑（马3悬彼其中吓，糖M闪——吴车辆演行驶奶过程朝中因屿燃料子消耗躁所产战生的标二氧召化碳客排放锋量，佛单位事是k昏g；交v妹——极车辆缸每公郑里消涂耗燃剂料的蛮平均雹体积秩，单睡位是m3刮/k惧畏S煤——过车辆公行驶城的距桃离，致单位聋是k组m，绘D违——目车辆普所消蛋耗的奔燃料农的密威度，沙单位熄是kg/m3先R碰——蚀燃料疫的含搭碳质角量比至，单削位是葡1。岛M(由CO颠2迅)保—前CO关2荐的相桃对分集子质化量，护数值徒为4尘4。碑M(专C)泻—捎C的数相对六原子浆质量沿，数坡值为旗12够。洗3需.储1抵.2垒稻变量闹讨论梨由上已述讨茎论得淹到的住公式M=vSDR×M(CO2)M(C)每筒嗓民封枪泼阵梅逗尸晋忌捐（新3钳竭我们浪需要瑞知道垄四个昆数据对才能爽计算利出车国辆在蜂行驶尚过程寸中的顾二氧圈化碳寸排放激量，花然而古对于将这四喂个变维量，贴在不挥同情浮况下智需要径作出藏相应同的变绸化以眼计算亩出更亿加精童确的含二氧拥化碳伍排放犬量，替因此田我们坑对于铲公式赛中的丧各个唱变量宵进行挨了深略入的蒸讨论腹研究舰，详宜情请争见项阴目研址究报盐告。低3上.提2拨照基于渐评价蒸因子崇的空慈气污宅染物肺排放忌模型摆机动焰车排芹放污完染物嚷的方浮式有捷三种柱：害排气参（强尾气植）、劲曲轴唇箱窜油气搅、数燃油赚蒸发元。排窜气尾往气成竿分有袋CO改、H览C、羽NO妖x、陆SO上2诉、微尚粒（罗铅化修物、活碳烟绘）、颂臭气势；曲皇轴箱销窜气锋主要雨成分泥HC硬（约旧占2俊5%借）；顷燃油求蒸发返HC溉（约何占2扣0%饼）。杂表列幸出了宗机动树车排眉放污悲染物赌三种厘方式扎排放雾量对按比盆，从轮中可放以看流出，猾机动陪车排牺放污竹染物父主要恒以排亡气管悬排放嘉的废亦气为填主。表表2-7汽油车污染物排放排放污染物的部件相对排放量（占该污染物总排放量的百分数）/%COHCNOx排气管98~9955~6598~99曲轴箱1~2251~2油箱、化油器010~200对 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