中国机动车保有量的持续增长,据国家统计局发布的2011年国民经济和社会发展统计公报显示,2011年年末我国民用汽车保有量达到10578万辆(包括三轮汽车和低俗火车1228辆),同比增长16.4%,其中私人汽车保有量7872万辆,增长24.4%,其中私人轿车保有量4322万辆,增长25.5%。随着汽车保有量迅速增加的同时,环境污染问题也日益严重。据估计与20世纪80年代相比,我国排放总量则增加了12倍,预计到2020年,我国汽车保有量将超过20000万辆,由此将带来更加严重的交通安全、拥堵、污染等问题,城市交通拥堵排放的尾气成为了交通污染的主要来源。因此,解决交通安全、拥堵和停车难问题成为了近期城市智能交通系统发展的主要目标。
1.日本智能交通节能与环保
自20世纪90年代后期,日本年人均出行距离稳定在10000公里左右。其中道路运输市场份额超过65%,其余基本为铁路运输,约占30%,航空运输的市场份额非常小。
车辆在拥挤状态中排放的二氧化碳要远高于高速行驶中二氧化碳的排放量。一般汽车平均时速20公里时,二氧化碳排放量比时速40公里高30%,比60公里时高60%以上。日本运输规模基本稳定,交通路网已经十分完善,通过大规模改善交通基础设施来提高运输速度的空间已经很小。目前日本主要通过广泛应用智能交通系统(ITS)提高道路使用效率。通过采用VICS、ETC等智能交通技术,提高了车辆行驶速度,减少了交通拥挤状况,进而提高燃油效率,实现交通减排。一是推广使用VICS(道路交通情报通信系统)。日本汽车的GPS使用十分普遍,但其信息并不局限于地图和道路。VICS能够提供丰富的信息,使车载GPS显示即时路况信息,引导交通流量。VICS通过及时提供道路交通信息,以提高车辆速度,进而提高实际的车辆燃油效率,降低排放。到2010年VICS的使用降低了240万吨的二氧化碳排放量。二是ETC(电子不停车收费系统)的广泛使用减少了高速公路收费站车辆排队等候。日本高速公路收费站大量采取ETC方式,2008年ETC利用率达到了80%,ETC系统减少了因高速公路收费站因缴费引起的车辆排队等候和拥挤情况,一方面提高了道路通行能力,同时也通过缓解收费站的拥挤而实现交通减排。此外,日本政府的交通流量管理措施还包括提高自行车使用和减少道路车辆的工作率。
2.欧盟智能交通系统节能与环保
围绕2011年3月推出的欧盟2020智能交通系统(ITS)确定的三大目标:交通可持续、竞争力和节能减排,欧委会于2011年积极制定配套措施和出台行动计划,在欧盟范围内全面部署和督促落实智能交通系统技术的研发及应用。目前,欧盟智能交通系统技术的研发及应用主要是根据欧盟交通的现状特点和发展目标,充分利用已有的信息通讯技术(ICT)、计算机及互联网技术、卫星导航技术、电子及传感器技术,以及节能减排和新型推进器技术。对各项技术进行交叉整合、优化配置,从而实现旅客和货物运输的各种交通方式(公路、铁路、航空、航运和城市交通)的更有效、更安全、更清洁和更准时。
3.我国智能交通系统节能与环保
机动车尾气污染方针与控制是我国智能交通节能与环保的重要方向之一,研究包括:机动车尾气污染检测、模拟、评估及控制。机动车尾气污染检测室指单车排放因子的测试没测试结果能反映单辆车在不同行驶状态的排放特征,可用于验证排放因子模型和评价某辆车或者某类车的排放水平。机动车尾气污染模拟包括排放过程的模拟和污染物进入大气时各种无力和化学过程的模拟。机动车尾气污染的模拟和评估离不开机动车尾气排放测算技术,基于行驶里程的静态测算方法已满足不了动态数值模拟和分时段、分区域及分类型的模拟和评估需求,基于智能化的交通信息采集技术的排放测算方法才能更好地满足这一需求。过去机动车尾气污染模拟受制于难以获取动态的机动车排放量,模拟结果多为假设单位时间内稳定排放情况下的污染物浓度值,与实际情况有交大差别。将智能化的交通信息采集技术引入到机动车尾气污染模拟中可有效改善这一状况:即基于动态交通流的机动车尾气污染模拟技术采用了动态交通流仿真技术、GPS浮动车技术,考虑车辆在不同运动状态的排放特性,搭建基于实时路况的机动车实时排放仿真平台,建立以秒为单位的机动车尾气实时排放计算模型。在未来相当长的时期内,机动车尾气污染除受机动车自身性能和政策法规的这一具有静态特征的因素影响外,具有时态和空间特征的交通运行环境、实际交通状况和气象条件将起到越来越重要的作用,因此,总体而言,机动车尾气污染仿真与控制技术的研究将朝着综合化、智能化和一体化发展。
智能交通节能与环保领域的另一个重要方面是交通噪声污染的防治与管理,包括交通噪声的检测、模拟、评估与治理。在噪声检测方面,噪声监测方法已由传统的手工监测逐渐过渡到自动监测,自动监测技术能够全时段、多方位反应噪声环境状况,解决手工监测获取数据实时性差、代表性差等缺点。在城市道路交通噪声评价方面,国内已由采用“监测为主、面向声源”的评价方法逐步过渡到采用“预测为主、实测为辅及面向受体”的评价方法,并形成了结合人口密度、人的主观烦恼度等因素的综合交通噪声影响评价技术。另一方面,由于地理信息系统(GIS)强大的空间数据采集、存储、分析处理及输出显示等功能,结合交通噪声预测模型与GIS技术建立的集成交通噪声预测评价系统已成为提高城市道路交通噪声评价的效率、客观性和准确性的重要技术手段。基于GIS的交通噪声预测与评价技术奖交通噪声预测模型与GIS结合起来,建立整体集成的交通噪声预测评价系统,最大限度地发挥了GIS对空间数据采集、存储、分析处理及显示输出的功能。特别是在大尺度的城市区域交通噪声预测与评价方面,基于GIS的交通噪声预测与评价技术有其他技术无法比拟的有事,不仅可以从GIS系统自动获取噪声计算所需的道路及各种障碍物的信息以预测城市交通噪声的分布和边和趋势,还能以噪声地图的形式直观展示预测结果,并对多种交通噪声降噪措施的小郭进行评估。未来交通噪声监测将朝着自动化、智能化、网络化的方向发展,同时实现交通噪声、交通流要素、气象要素、污染物要素监测的一体化。
结语
低碳环保已经成为人们日常生活的一部分,建设以低碳排放为特征的产业体系和消费模式,发展低碳经济,实现绿色增长,成为各界共识。在当前环境压力越来越严重的情况下,要持续发展,走低碳经济、节能环保之路将是唯一的选择,利用智能交通相关技术,控制尾气排放以及进行监测与评估,将是未来节能与环保领域的一个重要发展趋势。