一种典型路内停车泊位的低碳配置优化方法

摘要

本发明公开了一种典型路内停车泊位的低碳配置优化方法，属于交通系统规划技术领域。方法包括先获取已设置和拟设置路内停车的路段的各项数据，对于具备数据收集条件的交通环境，利用碳排放量计算模型，采用碳排放比较法进行低碳路内停车优化配置，对于数据收集困难的交通环境，利用碳排放量计算模型，采用饱和度坐标法进行低碳路内停车优化配置，最后对优化前后的停车配置方案进行低碳减排效果的评价。本发明的低碳配置优化方法，不仅能够对路内停车的配置和优化环节提供参考，且配置优化的结果表明本发明能够有效降低城市的路内停车碳排放总量，对城市的交通减排和总体节能减排都有积极的意义。

说明书

技术领域

本发明属于交通系统规划技术领域，更具体地说，涉及一种典型路内停车泊位的低碳配置优化方法。

背景技术

随着我国国民经济的持续快速发展，机动车迅速进入家庭中，城市也出现了交通拥堵和空气污染的问题，当前我国面临巨大的减排压力，减少碳排放主要有两个途径，一是通过研发新材料、新技术控制或减少温室气体排放，称为技术性减排；二是通过调整产业结构、城市规划布局、交通设施配置等，对居民的生产和生活活动进行调节，从而减少能源消耗、提高能源利用效率，称为结构式减排。停车设施作为城市交通系统中的重要一环，其合理配置可以有效促进城市的节能减排。

停车交通作为交通系统的重要组成部分，也是交通规划工作中的重要环节，其对于碳排放也产生相应的影响。一方面，停车交通的供给结构、配建指标、管理政策等对于城市居民的出行方式的选择会产生重大的影响，如何将停车供应作为杠杆，使其成为调节居民出行方式结构的重要工具，具有十分重要的现实意义。另一方面，路内停车泊位的设置形式不同，使得车辆低速行驶进行停车操作产生的二氧化碳排放量存在差异，同时对于路段的交通流的干扰也不同，不合理的停车配置形式会产生交通能耗增加和交通运行效率下降的问题，因此对城市的路内停车碳排放特性及其设施配置方法进行研究，是作为减少城市交通碳排放或提高车辆能源利用率、改善环境的重要手段之一。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，根据本发明的一方面，提供了一种典型路内停车泊位的低碳配置优化方法，包括如下步骤，

S1：获取已设置和拟设置路内停车的路段的机动车饱和度、非机动车饱和度、畅行速度v

S2：

2a、若S1中的数据具备收集条件时：利用碳排放量计算模型，计算各路段分别设置不同的路内停车设置形式时产生的碳排放量，选择低碳的路内停车设置形式，进行路内停车优化配置；

2b、若S1中的数据收集困难时：

通过对碳排放量计算模型的大小关系比较，绘制不同的路内停车设置形式的碳排放与机动车饱和度、非机动车饱和度的关系图，得到路内停车总碳排放与机动车饱和度、非机动车饱和度的关系，从而选择低碳的路内停车设置形式；

根据获取的机动车饱和度、非机动车饱和度，结合城市道路路内停车泊位设置规范对V/C比值的要求，约束选取低碳的路内停车设置形式，其中V为交通量，C为通行能力；

S3：根据配置结果进行方案评价，从日均停车碳排放量、年均停车碳排放量以及减排比例等指标对比优化前后配置方案的低碳减排效果。

对于S1步骤中的数据收集，当研究的路段数较少，如针对某特定路段进行研究时，往往容易收集齐数据，便于采用S2中的2a步骤方法进行路内停车优化配置，称为碳排放比较法；当研究的区域较大如整个城市区域或城市特定区域时，往往难以收集齐数据，此时便于采用S2中的2b步骤方法进行路内停车优化配置，称为饱和度坐标法。

进一步地，本方案将路内停车碳排放按产生源划分为由停放车辆产生的直接碳排放和由于路内停车对交通流的影响使路段运行车辆产生的间接碳排放，并计算直接碳排放与间接碳排放之和作为S2中的2a步骤方法的二氧化碳评价指标值。

进一步地，S2中的2b步骤中，根据获取的机动车饱和度、非机动车饱和度，本方案结合《城市道路路内停车泊位设置规范GA/T 850-2009》中对占用机动车、机非混行道设置停车泊位的V/C比值的要求，约束选取低碳的路内停车设置形式。

根据本发明实施例的典型路内停车泊位的低碳配置优化方法，可选地，机动车饱和度为V

非机动车饱和度为V

空间障碍率R

时间障碍率R

更具体地说，空间障碍率R

时间障碍率R

根据本发明实施例的典型路内停车泊位的低碳配置优化方法，可选地，路内停车的设置形式包括平行式、路面垂直式和人行道垂直式。

根据本发明实施例的典型路内停车泊位的低碳配置优化方法，可选地，S2中碳排放量计算模型为：

E

E

式中：E

E

V

V

α,β,ε为直接碳排放模型的待标定参数，常数；

E

T

v

v为路段上运行车辆的速度，km/h；

v

v

R

R

k

根据本发明实施例的典型路内停车泊位的低碳配置优化方法，可选地，

S2的2a步骤中，路内停车的设置形式包括平行式、路面垂直式和人行道垂直式；

S2的2b步骤中，路内停车的设置形式包括平行式和路面垂直式。

通过S2的2b步骤的方法判断，发现对于数据收集困难的城镇区域等交通环境下，人行道垂直式产生的碳排放远高于平行式和路面垂直式，而平行式和路面垂直式则在不同道路交通条件下各有优劣，因此，对于适用于S2的2b步骤的交通环境，本方案只采用平行式和路面垂直式的路内停车的设置形式。

根据本发明实施例的典型路内停车泊位的低碳配置优化方法，可选地，S2的2b步骤中，

通过对碳排放量计算模型的大小关系比较，绘制平行式路内停车的设置形式的直接碳排放与机动车饱和度、非机动车饱和度的关系，绘制路面垂直式路内停车的设置形式的直接碳排放与机动车饱和度、非机动车饱和度的关系，求两关系图的交线并将其投影于V

根据对城市道路的调查测量数据，设定v

叠加直接碳排放和间接碳排放投影于V

根据本发明实施例的典型路内停车泊位的低碳配置优化方法，可选地，S3步骤中日均停车碳排放量是指一天内停车产生的二氧化碳量，单位kg/d；年均停车碳排放量是指日均停车碳排放量折算成一年后的值，减排比例是指优化配置后减少的日均停车碳排放量占优化配置前的日均停车碳排放量的百分比。

本方案中进行碳排放量计算时，均采用日均数据进行输入，由此能够平衡看待高峰和平峰时段的减排效果，便于更全面地评估方案的减排效果。

本发明提供的典型路内停车泊位的低碳配置优化方法，相比现有技术，具有以下有益效果：

本发明以城市路内停车为研究对象，建立了停车碳排放量计算模型，设计了典型路内停车泊位的低碳配置优化方法，为路内停车配置规划提供参考。对城市的特定路段，采用碳排放比较法能够有效进行路内停车设置方案的评价和比选；对城市特定区域或全城，采用饱和度坐标法能够方便、快速地对每一路段是否设置路内停车以及设置路内停车的合理形式做出判断，并形成统一的配置方案。两种配置优化方法不仅能够对路内停车的配置和优化环节提供参考，且配置优化的结果表明本发明的方案能够有效降低城市的路内停车碳排放总量，对城市的交通减排和总体节能减排都有积极的意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

图1示出了本发明的典型路内停车泊位的低碳配置优化方法流程图；

图2示出了实施例现状路内停车的设置形式的道路断面示意图；

图3示出了平行式路内停车的设置形式的道路断面示意图

图4示出了路面垂直式路内停车的设置形式的道路断面示意图；

图5示出了人行道垂直式路内停车的设置形式的道路断面示意图；

图6示出了平行式路内停车的设置形式的车辆停发情景示意图；

图7示出了路面垂直式路内停车的设置形式的车辆停发情景示意图；

图8示出了人行道垂直式路内停车的设置形式的车辆停发情景示意图；

图9示出了实施例的碳排放比较法计算的不同路内停车的设置形式下的碳排放量结果比较图；

图10示出了实施例的直接碳排放量与机动车饱和度、非机动车饱和度的关系图；

图11示出了实施例的间接碳排放量与机动车饱和度、非机动车饱和度的关系图；

图12示出了实施例的路内停车总碳排放量与机动车饱和度、非机动车饱和度的关系图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例的典型路内停车泊位的低碳配置优化方法，流程图如图1所示，具体方法如下：

首先，获取已设置和拟设置路内停车的路段的机动车饱和度、非机动车饱和度、畅行速度v

实施例路段全长600米，路面宽度15米，道路断面设计为次干路等级的型式，路段现有违停停车位340个，其中设在人行道上的垂直式240个，路面平行式100个，该路段现状路内停车的设置形式如图2所示。

拟设置合法路内停车泊位160个，拟采取三种方案进行优化：方案一是设置在道路两侧，采取路面平行式，如图3所示；方案二是设置在道路一侧，采用路面垂直式(倒进正出)，如图4所示；方案三是设置在道路一侧，采用道牙缓降处理后的路面垂直式(倒进正出)，占用人行道3m，占用路面3m，如图5所示。

通过调查和计算，获得各输入数据如表1所示，其中，高峰指调研城市出行存在早上(7:00-8:00)、中午(12:00-12:30，14:00-14:30)、晚上(18:00-19:00)四个明显高峰期，总时长为3小时，路内停车的停入驶离也基本集中在以上时段内；平峰指早6:00-晚20:00间除高峰时段外的时间，共11小时；日均指包含全天24小时的平均水平。

表1、路内停车配置输入数据表

列出碳排放量计算模型：

E

E

式中：E

E

V

V

α,β,ε为直接碳排放模型的待标定参数，常数；

E

T

v

v为路段上运行车辆的速度，km/h；

v

v

R

R

k

利用碳排放比较法进行路内停车优化配置，通过碳排放量计算模型计算各路段分别设置不同的路内停车设置形式时产生的碳排放量，选择低碳的路内停车设置形式。

根据表1中的数据及调查数据，对碳排放量计算模型的待标定参数进行标定，结果如表2所示。

表2、路内停车典型停发情境标定表

根据标定后的碳排放量模型计算公式及之前获得的数据分别计算得到现状及方案一、二、三路内停车碳排放如表3和图9所示。

表3、三种方案路内停车碳排放量

根据三种方案配置结果的碳排放量，结合表3和图9中数据的表现，进行方案评价，从日均停车碳排放量、年均停车碳排放量以及减排比例等指标对比优化前后配置方案的低碳减排效果：

方案三产生的碳排放最少，方案二与之较为接近，因此若不考虑工程改造的成本因素，选择方案三为更低碳的路内停车配置方案；若考虑工程改造的成本因素，选择方案二也可取得较明显的减排效果；计算优化前该路段路内停车碳排放量为1463.7kg/d，优化后该路段路内停车碳排放量为1130.1kg/d，即该优化方案可减少该路段路内停车碳排放量333.6kg/d，减排比例22.79％，折算为年碳排放量1.218×10

利用饱和度坐标法进行路内停车优化配置，通过对碳排放模型的解析，绘制水平式和垂直式泊位的直接碳排放与机动车饱和度、非机动车饱和度的关系图，求两者交线并将其投影于V

表4、各参数缺省值设定

水平式和垂直式的直接碳排放与机动车饱和度、非机动车饱和度的关系图如图10所示，其中情景一为平行式路内停车的设置形式的直接碳排放与机动车饱和度、非机动车饱和度的关系，情景二为路面垂直式路内停车的设置形式的直接碳排放与机动车饱和度、非机动车饱和度的关系；水平式和垂直式的间接碳排放与机动车饱和度、非机动车饱和度的关系图如图11所示。

通过叠加直接碳排放和间接碳排放投影于V

本实施例选定的缺省值v

根据图12，得出，当V

根据路段路内停车总碳排放与机动车、非机动车饱和度的关系，结合《城市道路路内停车泊位设置规范GA/T 850-2009》中对占用机动车、机非混行道设置停车泊位的V/C比值的要求以及对道路宽度的要求，即可得到城市低碳路内停车推荐形式，如表5和表6所示。

表5、设置路内停车泊位的道路宽度

通过表5中的条件，可判断道路宽度是否能达到《城市道路路内停车泊位设置规范GA/T 850-2009》中的要求，对于满足要求的道路，可按照表6中的推荐形式，进行停车设置形式的选择。

表6根据《城市道路路内停车泊位设置规范GA/T 850-2009》的要求，筛选出了满足要求的道路中机动车饱和度、非机动车饱和度的条件范围，并根据停车总碳排放与机动车、非机动车饱和度的关系，进行了相应低碳设置形式的推荐。

表6、城市低碳路内停车设置条件及推荐形式

结合交通调查得到的路段机动车和非机动车饱和度以及车位现状，得出表7所示的输入数据。

表7、路内停车位现状(部分示例)

以最大减排效果为目标，根据表7中的数据信息，先按照表5中的要求进行道路宽度条件的判断，去掉不满足道路宽度要求的道路，在根据表6中的筛选条件，得到筛选后的低碳路内停车设置推荐形式，如表8所示。

表8、路内停车形式推荐表示例

根据表8的配置结果进行方案评价，从日均停车碳排放量、年均停车碳排放量以及减排比例等指标对比优化前后配置方案的低碳减排效果。

原方案的路内停车碳排放总量为3.184×10

本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。