[发明专利]一种城市道路交通多余碳排放指数获取方法和系统

说明书

本发明公开了一种城市道路交通多余碳排放指数的获取方法和系统，首先获取城市待研究区域内的所有路径，计算道路实时通行速度，再根据通行速度转译为碳排放率，最后根据碳排放率计算得到每条路段的对于碳排放指数。本发明的方法基于开源大数据时代背景下，利用地图Web数据服务API实时获取城市道路交通数据，本发明利用开源数据获取实时道路车行速度并转译为碳排放量的方法，降低了城市道路交通碳排放量数据采集的难度并提高了数据的准确度；弥补了现阶段通过仪器获取城市交通碳排放量参数难度大，干扰因素多的缺陷，提升了分析城市土地利用相关要素与交通状况时序规律的准确性。

技术领域

本发明属于低碳城市规划技术领域，具体涉及一种城市道路交通多余碳排放指数的获取方法和系统。

背景技术

城市规划策略与交通碳排放的相关性探索是低碳城市领域研究的重要方向。尤其对于正在经历快速城市化的中国而言，空间重构引发的土地利用结构失衡、基础设施失配加剧了居民出行对于小汽车的依赖，导致拥堵时高密集的温室及有害气体排放成为低碳城市建设的新挑战。据国际能源署测算(International Energy Agency，IEA)，至2030年发展中国家城市交通碳排放将以3.4％的年增长率递增，中国作为全球最大的发展中国家，2014年道路交通碳排放量超过5亿吨，占交通总排碳量的78.1％。同时，自2008年起7年内全球交通拥堵率上升了13％，中国蔓延式的城市空间扩张方式更加剧了通勤高峰的拥堵状况。大量研究表明，拥堵不仅是交通系统的问题，更与城市形态、交通设施可达性、土地利用结构密不可分，交通碳减排需要寻求城市空间的适当规划，合理减少居民对道路交通的使用需求，因此如何建立空间特征与道路交通碳排放量的联系，优化城市空间结构减少拥堵是中国低碳城市建设亟待解决的问题。

目前学界对于城市空间规划在减少交通碳排放量中的研究还处于萌芽阶段，当前文献研究少有直接将交通碳排放特征与城市结构及空间组织随时间变化的复杂特点相联系，Banister等通过NHTS的调查估算出住宅密度每降低一千户/平方英里，每年增加的汽油消耗量将产生527kg二氧化碳，认为交通碳排放对城市规划和空间组织的变化非常敏感；Fabio从供需关系角度提出城市空间规划要素中停车场位置、建筑性质变化、居住密度等将长期影响交通碳排放量，由于缺少精确的交通、土地利用数据及实证分析支持，仅对现有空间组织备选方案在减少交通二氧化碳排放的效用做出定性评价。虽然学界研究侧重点不同，但城市规划要素中土地利用性质、公共服务设施供需关系、建筑密度等作为影响交通碳排放的重要指标已被广泛用于科研实践。

而从优化城市空间格局角度，计算由于空间规划组织不合理影响道路交通系统通畅度时产生的多余碳排放量，更有助于分析已有城市规划中存在的问题。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，更应关注由于土地利用对交通的过度吸引、基础设施失配等引发拥堵问题的本质。因此需要提出一种指标和计算方法针对性的衡量这种碳排放增量，反应城市规划的不合理程度并有效分析其原因。传统交通碳排放数据获取主要依赖调查，使不同城市空间尺度碳排放量的特异性分析受到局限。首先，根据居民通勤时间及方式估算出行全过程总排碳量的方法数据获取周期长、精度差、时效性弱；其次，无法准确衡量由于拥堵造成的碳排放增量；更重要的是，无法分析过境交通流对单一路段碳排放的影响机理。因此，实时获取交通“多余”碳排放时空数据，建立评价指标并选择恰当的分析方法，对城市规划实现交通碳减排尤为重要。

在城市规划与交通研究领域，Zheng等人以百度地图提供的拥堵延时指数为评价指标，得出城市空间重构引发的职住失衡与公共服务设施过度集中是造成交通拥堵的主要原因[ref]。然而拥堵延时指数并非原始数据，作为处理后的分级指标在回归分析时精度不够，使寻找城市空间失衡要素及其致堵机理带来困难；其次，由于拥堵评价标准不一，无法直接通过拥堵延时指数计算交通碳排放量。目前，国内外主要采用延误时间或滞留车列长度评判交通拥挤度，美国将车速小于22km/h的不稳定车流称为拥挤车流，但拥堵时车辆缓行、等候等产生的二氧化碳是一种行驶时间在空间上累积的结果，单以排队长度或车辆行驶速度计算并不能完全反映城市空间要素影响下的交通碳排放量。