[發(fā)明專利]一種城市道路交通多余碳排放指數(shù)獲取方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810573455.0
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN108921383B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈童;劉加平
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 李鄭建

本發(fā)明公開了一種城市道路交通多余碳排放指數(shù)的獲取方法和系統(tǒng)，首先獲取城市待研究區(qū)域內(nèi)的所有路徑，計(jì)算道路實(shí)時(shí)通行速度，再根據(jù)通行速度轉(zhuǎn)譯為碳排放率，最后根據(jù)碳排放率計(jì)算得到每條路段的對于碳排放指數(shù)。本發(fā)明的方法基于開源大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，利用地圖Web數(shù)據(jù)服務(wù)API實(shí)時(shí)獲取城市道路交通數(shù)據(jù)，本發(fā)明利用開源數(shù)據(jù)獲取實(shí)時(shí)道路車行速度并轉(zhuǎn)譯為碳排放量的方法，降低了城市道路交通碳排放量數(shù)據(jù)采集的難度并提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度；彌補(bǔ)了現(xiàn)階段通過儀器獲取城市交通碳排放量參數(shù)難度大，干擾因素多的缺陷，提升了分析城市土地利用相關(guān)要素與交通狀況時(shí)序規(guī)律的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于低碳城市規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種城市道路交通多余碳排放指數(shù)的獲取方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

城市規(guī)劃策略與交通碳排放的相關(guān)性探索是低碳城市領(lǐng)域研究的重要方向。尤其對于正在經(jīng)歷快速城市化的中國而言，空間重構(gòu)引發(fā)的土地利用結(jié)構(gòu)失衡、基礎(chǔ)設(shè)施失配加劇了居民出行對于小汽車的依賴，導(dǎo)致?lián)矶聲r(shí)高密集的溫室及有害氣體排放成為低碳城市建設(shè)的新挑戰(zhàn)。據(jù)國際能源署測算(International Energy Agency，IEA)，至2030年發(fā)展中國家城市交通碳排放將以3.4％的年增長率遞增，中國作為全球最大的發(fā)展中國家，2014年道路交通碳排放量超過5億噸，占交通總排碳量的78.1％。同時(shí)，自2008年起7年內(nèi)全球交通擁堵率上升了13％，中國蔓延式的城市空間擴(kuò)張方式更加劇了通勤高峰的擁堵狀況。大量研究表明，擁堵不僅是交通系統(tǒng)的問題，更與城市形態(tài)、交通設(shè)施可達(dá)性、土地利用結(jié)構(gòu)密不可分，交通碳減排需要尋求城市空間的適當(dāng)規(guī)劃，合理減少居民對道路交通的使用需求，因此如何建立空間特征與道路交通碳排放量的聯(lián)系，優(yōu)化城市空間結(jié)構(gòu)減少擁堵是中國低碳城市建設(shè)亟待解決的問題。

目前學(xué)界對于城市空間規(guī)劃在減少交通碳排放量中的研究還處于萌芽階段，當(dāng)前文獻(xiàn)研究少有直接將交通碳排放特征與城市結(jié)構(gòu)及空間組織隨時(shí)間變化的復(fù)雜特點(diǎn)相聯(lián)系，Banister等通過NHTS的調(diào)查估算出住宅密度每降低一千戶/平方英里，每年增加的汽油消耗量將產(chǎn)生527kg二氧化碳，認(rèn)為交通碳排放對城市規(guī)劃和空間組織的變化非常敏感；Fabio從供需關(guān)系角度提出城市空間規(guī)劃要素中停車場位置、建筑性質(zhì)變化、居住密度等將長期影響交通碳排放量，由于缺少精確的交通、土地利用數(shù)據(jù)及實(shí)證分析支持，僅對現(xiàn)有空間組織備選方案在減少交通二氧化碳排放的效用做出定性評價(jià)。雖然學(xué)界研究側(cè)重點(diǎn)不同，但城市規(guī)劃要素中土地利用性質(zhì)、公共服務(wù)設(shè)施供需關(guān)系、建筑密度等作為影響交通碳排放的重要指標(biāo)已被廣泛用于科研實(shí)踐。

而從優(yōu)化城市空間格局角度，計(jì)算由于空間規(guī)劃組織不合理影響道路交通系統(tǒng)通暢度時(shí)產(chǎn)生的多余碳排放量，更有助于分析已有城市規(guī)劃中存在的問題。尤其就低碳城市而言，需要降低的不是道路基本交通流的排碳量，更應(yīng)關(guān)注由于土地利用對交通的過度吸引、基礎(chǔ)設(shè)施失配等引發(fā)擁堵問題的本質(zhì)。因此需要提出一種指標(biāo)和計(jì)算方法針對性的衡量這種碳排放增量，反應(yīng)城市規(guī)劃的不合理程度并有效分析其原因。傳統(tǒng)交通碳排放數(shù)據(jù)獲取主要依賴調(diào)查，使不同城市空間尺度碳排放量的特異性分析受到局限。首先，根據(jù)居民通勤時(shí)間及方式估算出行全過程總排碳量的方法數(shù)據(jù)獲取周期長、精度差、時(shí)效性弱；其次，無法準(zhǔn)確衡量由于擁堵造成的碳排放增量；更重要的是，無法分析過境交通流對單一路段碳排放的影響機(jī)理。因此，實(shí)時(shí)獲取交通“多余”碳排放時(shí)空數(shù)據(jù)，建立評價(jià)指標(biāo)并選擇恰當(dāng)?shù)姆治龇椒ǎ瑢Τ鞘幸?guī)劃實(shí)現(xiàn)交通碳減排尤為重要。

在城市規(guī)劃與交通研究領(lǐng)域，Zheng等人以百度地圖提供的擁堵延時(shí)指數(shù)為評價(jià)指標(biāo)，得出城市空間重構(gòu)引發(fā)的職住失衡與公共服務(wù)設(shè)施過度集中是造成交通擁堵的主要原因[ref]。然而擁堵延時(shí)指數(shù)并非原始數(shù)據(jù)，作為處理后的分級指標(biāo)在回歸分析時(shí)精度不夠，使尋找城市空間失衡要素及其致堵機(jī)理帶來困難；其次，由于擁堵評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不一，無法直接通過擁堵延時(shí)指數(shù)計(jì)算交通碳排放量。目前，國內(nèi)外主要采用延誤時(shí)間或滯留車列長度評判交通擁擠度，美國將車速小于22km/h的不穩(wěn)定車流稱為擁擠車流，但擁堵時(shí)車輛緩行、等候等產(chǎn)生的二氧化碳是一種行駛時(shí)間在空間上累積的結(jié)果，單以排隊(duì)長度或車輛行駛速度計(jì)算并不能完全反映城市空間要素影響下的交通碳排放量。