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    深圳交通排放模型与监测平台的构思、联姻及诞生 之“碎碎念
    2014-07-30 09:09:27   来源:tranbbs.com      作者:丘建栋    评论:0 点击:

    一、缘起提倡绿色低碳出行,概念已深入人心,不少城市把低碳交通作为一项考核指标,甚至写入政府的年度工作报告。低碳交通是为重要,关乎市民身心健康,关乎城市竞争力。目前以政府为导向的交通政策出台,除了鸿运国际娱乐优先,就是低碳节能等理念。在国家层面,鸿运国际娱乐优先已通过交通运输部鸿运国际娱乐都市体系,建立了一系列的考核评估指标,而低碳环保领域,近10年来一直停在定性分析阶段,无法形成一个完整有效的指标体系,其核心技术难点就是交通排放如何评估与测算。二、困境我们做交通模型的同仁,可能都知道宏观模型软件一般会附加一个排放模块,例如TransCAD用的是美国MOVE因子库,PTV用的是欧洲HBEFA因子库,这些软件为了简化模型的复杂程度,均对因子库做了简化处理且无法通过标定修正,通过这些附带计算了出来的结果,比较奇怪,模型师们都没敢拿出来,放到报告当中,这是很现实的问题。2009年我在构建沙特综合交通模型,甲方要求加入排放评估模块。当时我们引用了德黑兰大学教授研究的适合中东地区的排放因子成果,勉强完成了排放模块工作。由于交通与环境两个专业相差毕竟较远,测算排放总量之时,对于结果是否合理,无法进行判断。交通和环境毕竟属于两个学科,所谓隔行如隔山。但二者在现实当中,又必须紧密结合在一起,如道路交通运行,必须产生交通排放,交通专业的人知道交通流量,速度和运行工况,但无法得知不同条件下的排放因子;环境专业的人知道排放因子,但无法得知宏观交通运行情况。在宏观交通模型中扩展排放模块,一直是模型师们孜孜不倦的追求,但我国目前尚无公开、统一的机动车排放因子模型,所以让模型师们自己去研发因子模型,根本摸不着门路,所以这个光荣之梦想一拖再拖。三、联姻2012年,我的上司宋所长在一次研讨会上,结识了德国国际合作机构GIZ的专家,得知他们建立并持续维护欧洲的排放因子库20余载,运用若干原型车辆,对不同工况和条件做了大量的实测实验,形成了一套成熟的理论方法体系和手册(HBEFA),目前欧洲绝大多数国家均直接引用HBEFA因子。考虑到中国的机动车排放标准基本沿用欧洲的排放标准,GIZ专家正寻求与中国城市一起建立与标定适合中国路况条件的排放因子库。宋所长基于对模型的理论及前景的应用,与GIZ专家一拍即合,于是有了深圳交通排放模型的一次联姻。四、耕耘做模型的都清楚,交通排放=交通流量X排放因子,这是一个非常简单的公式,听起来也是非常简单的故事。犹如牛顿的力学第二原理:F=ma,但实现过程中方知道其中的难点。例如相同的车型在不同的路况、不同的驾驶行为条件下,排放可能大为不同。这个简单的举例,就涉及到了三个参数,一是车型,二是路况,三是驾驶行为。关于车型:中国已实施国家排放标准已超过10年,车型和排放标准相对稳定,一般通过城市注册登记和城市道路断面车牌识别系统可以得知不同排量、排放标准的车辆在城市不同道路空间的运行分布。关于路况:道路交通运行评估(监测)系统是必须的,不然无法实时得到路况信息,交通排放实时监测也无从淡起。关于驾驶行为:每个地区的驾驶行为,差异较大,跟本地区的文件,地形均有较大关系,且涉及到人的行为,复杂程度可想而知。另外,车辆在出厂后,不同的养护习惯,对于车辆的排放物亦有影响。为了得到深圳本地化的排放因子,除了在欧洲HBEFA及PHEM模型的基础上,必须对深圳的车型、路况和驾驶行为做详细的分析,修正既有的排放因子。为此,在中德双方能力合作下,对深圳本地化的车辆使用习惯、工况进行了细致地调查与分析,通过数千小时各类车辆GPS数据在秒一级别的分析处理,得到60种典型工况、1600个排放因子,构成了深圳基础的排放因子库,其中工作量之大,参与过了方知其中的汗水与历史。关于交通流量:排放因子建立后,可以认为其相对稳定,一般会根据城市车型构成的变化而再次修正。但是交通流量则是另一个难点。模型师们都知道,宏观交通模型分配后,可以得到高峰小时流量。但是这个流量是全年工作日平均流量,完全不考虑短期的异常情况。且宏观交通模型关注大范围的交通分布,对于支路考虑不足,对小区型心连接线考虑不周,直接用宏观交通模型测算交通排放,必然不准确。因此一是必须对宏观模型进行细化,包括路网的细化及交通小区的细化。二是必须建立模型流量与动态实测流量的相互补充,建立模型流量与动态运行车速的校核,例如某段路出现偶发交通事故,实际道路运行指数平台可以反映这个事故,导致车速下降,通行能力下降,但原有宏观模型往往考虑不足。因此必须建立模型流量与道路指数的实时挂钩算法。这又是排放模型建立的一大难点。五、诞生有了动态修正的交通排放,有了完整的排放因子库,有了实时道路运行状态,计算交通排放量已成为现实。但是我们项目组还想进一步,把我们大批量的数据及过程,通过一系列的图和表能展现出来,能成为与政府、市民沟通的工具,经过多轮的内部讨论,监测平台的锥形正式出炉,通过Oracle、WebGIS、JavaScript、CSS、Python、动态图表等等一系列技术进行整合,“把复杂留给自己,把简单呈给世人”的极简主义理念贯穿始终。平台上线试运行后,德国GIZ专家都惊叹于深圳本地技术力量之雄厚,对于复杂数据的展示技术已超越欧洲,他们欣慰地可以回国向上级汇报与中方两年来的合作成果。六、心存执着两年前开始这个项目,我们根本无法预计今天的结果。我们就凭着内心的执着,坚持地完成这样一个使命。感谢我们有这个团队,有着一样的光荣与梦想的执着团队。一起奋战,一起熬夜,一起过快乐的单身汉。我们有坚持梦想、心存执着的骅;有编程不看屏幕、坐着能睡着的段;有思路开阔、反应敏感的蔚;有Java神刀、模型神枪罗;有图表大师、通宵达人翔;有GPS分析、掌舵能手的益;有美工大师、移动开发神人坚,还有因子核算斧手澍,程序万金油本人及其它几位技术高深、观点新颖的同事,这样几杆枪,加上几把斧,确实撑起了深圳交通排放模型及监测平台建立开发的中坚力量。这是执着的信念、这是执着的力量。谨以此文纪念我们老去的时光及平台的诞生。
    责任编辑:佚名
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    [专栏文章:9 篇]人物简介
      丘建栋,男,广东揭西人,研究生,就职于深圳市城市交通规划设计研究中心,交通模型组负责人,曾在沙特、迪拜、澳大利亚等地从事交通模型、鸿运国际娱乐技术及GIS开发,主持多项省部级鸿运国际娱乐相关科技项目,获得多项软件著作权和发明专利。
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