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随着我国城市机动车保有量的快速增长,城市机动车排放污染问题的日渐突显。客观合理的掌握城市机动车的排放总量和时空分布特征是科学制定机动车排放控制策略和进行交通精细化管理的前提,因而实现对城市路网机动车排放的动态监测对缓解机动车排放问题具有重要意义。 采用排放模型进行机动车排放估计是目前实现机动车排放测算的主要手段,但由于城市路网错综复杂,道路数量庞大,现有的交通流检测设备仅能获取部分道路的交通流参数,使得仅能对部分道路进行车辆排放量的计算,难以掌握全路网机动车污染排放的时空分布特征。在此背景下,本文通过构建基于OD估计的交通流参数动态估计模型实现了对路网中大量无交通流检测器路段的交通流参数估计,进一步结合本文构建的排放模型实现了以监测为目的的全路网机动车污染排放动态估计。鉴于小汽车在城市路网中所占比例较高,同时考虑到目前可获取的部分交通动态监测数据更加适用于表征小汽车的出行特征,因而本文以小汽车的为对象展开研究。 实现全路网的动态OD估计是本文进行全路网交通流参数估计的关键。本文首先分析了目前动态OD估计中面临的主要问题,针对目前动态OD估计缺乏动态先验OD的问题,本文研提出了基于手机信令数据的动态先验OD获取方法;针对动态OD估计过程中观测交通流量覆盖范围有限、约束不足的问题,本文提出了基于浮动车数据的小汽车出行分布特征概念,为实现在OD过程中同时考虑路段流量约束和出行分布特征约束,本文建立了考虑二者双重约束的极大熵OD估计模型,并提供了基于遗传算法的求解方法。 在实现全路网交通流参数的获取后,需进一步结合排放模型进行小汽车排放估计。为了充分利用现有的动态交通观测数据,在动态数据条件较好的情况下提高排放模型的估计精度,本文使用车载排放检测数据针对不同的动态数据条件分别构建了基于VSP分布的中观排放模型和基于路段动静态特征的多元回归中观排放模型。 本文以北京市五环内全部区域和五环外局部区域为例,利用本文所构建的交通流参数估计模型进行了工作日小时级的全路网交通流参数估计实例应用,此后进一步结合本文所构建的中观排放模型实现了以动态排放监测为目的的全路网排放估计,依据估计结果进行了北京市小汽车污染排放时空特征分析。考虑到实现全路网小汽车排放估计的根本目的是为交通管理和排放控制策略提供定量化的参考依据,本文最后利用所构建的模型以拥堵收费策略为例进行的策略实施影响预测,并依据预测结果提出了策略制定建议。 本文所研究的内容一方面为城市全路网的动态交通流参数获取和排放估计提供新的思路和实现途经,使得对全路网小汽车排放总量和排放分布情况的动态监测成为了可能。另一方面,本文所构建的模型可用于预测各类交通和机动车排放控制策略的影响效果,从而为策略制定提供参考,提升策略制定的科学性和精细化水平。