王书灵：交通节能减排智能化监测技术与应用

　　由中国智能交通协会主办，公安部交通管理科学研究所、国家道路交通管理工程技术研究中心、国家智能交通产业技术创新战略联盟、道路交通安全公安部重点实验室、无锡市滨湖区人民政府承办的“2015’第十届中国智能交通年会”于11月4日在无锡召开。

　　本届年会主题为“新技术背景下的智能交通创新与提升”，北京市交通行业节能减排中心总工程师王书灵在城市智能交通发展创新论坛上发表题为《交通节能减排智能化监测技术与应用》的演讲，本文为其演讲速记，未经演讲者本人审定。特此感谢中国智能交通协会提供演讲速记。


　　王书灵：非常感谢大会给我们这样一个机会，能把我们做的一些成果，跟大家做一个交流。我今天汇报题目是《交通节能减排智能化监测技术与应用》，这个研究主要是由北京市交通行业节能减排中心来完成，中心隶属于北京市交通委，主要关注交通节能减排领域的战略规划、统计监测和检测评估的相关内容。今天所汇报的成果，也是我们中心这几年主要研究成果的一个集合。主要报告三个方面的内容，研究背景和主要开展的工作，以及我们取得的一些应用的效果。

　　研究背景

　　应该说雾霾这个词，大家一点也不陌生，也引起了广泛的社会关注。特别是从2013年，我国爆发了大范围的雾霾天气。2013年，中国东部大概有143万平方公里内的居民生产和生活都受到了很大的影响，很多城市的PM2.5指数爆表，中国气象台也连续发布雾霾的预警，北京市在2013年的1月13号发布了北京气象史上第一个雾霾橙色预警。到2014年，雾霾天气依然没有得到改善，重度污染以上的天气依然有98天，占到全年比例达到了26.9%。从国外治理雾霾的情况来看，治理雾霾是一个很长的工作。如果要治理雾霾，我们首先要搞清楚，雾霾是由什么原因造成的。不同部门也开展了很多研究，我们可以看到，中科院的大气灰霾追因与控制的专项研究组，得到的结论是机动车排放是北京雾霾的主要原因之一，北京市环保局也提出，机动车排放已经成为北京本地首要的空气污染源，对PM2.5恩的贡献达到了32%。统计部门从能耗的角度，得出的数据是交通领域的能耗占到全社会领域的五分之一，也是一个非常重要的能耗和排放的主要的来源之一，但这些都不是机动车管理部门的声音，作为机动车管理部门，我们的交通部门，怎么来评价机动车的污染？

　　非常遗憾，我们很少能够在官方渠道，或者说主流的媒体上，看到交通部门的观点。为什么会这样呢？是因为我们本身，缺乏相应的数据，我们不是很清楚，机动车到底排放了多少？排放的构成是什么？排放的趋势是怎样的？正是因为缺乏这些基础数据，我们很难从宏观层面上，作出、趋势的判断。基于这样的一个原因，我们开展了交通节能减排的智能监测技术的分析。总体的数据是从底层做起，从机动车排放的数据的采集，到数据的分析，到数据的应用，最后来支持政府部门所需要的燃油消耗核算，能耗核算，污染物排放的核算，和温室气体碳排放的核算。

　　主要开展的工作

　　主要是三个方面的内容，第一方面是以车辆为单位的数据感知技术，主要是包括两方面，一是研究了基于车辆的能耗排放多维感知技术，来实现动态能耗、驾驶功耗和车辆的定位信息和运营指标的一些直接感知。第二是基于车辆的动态模拟技术，实现车辆实时污染物排放的间接感知。为了支持这项技术的应用，我们还自主研发了兼容多种发动机类型的监测器具，能够兼容市面上主流的发动机类型，包括康明斯，依维柯等等，监测偏差能够控制在3%以内。这个设备和这个技术，已经在北京市三千多辆公交车，两千多辆出租车和193辆旅游车上进行了使用。

　　第二方面是精准的核算与决策支持方法的研究与应用。一是建立了基于移动排放监测数据总量核算的技术，因此实现了交通部门对机动车能耗排放的底数清、总量明，实现了微观监测对宏观决策的一个有效支持。左边这张图，是我们监测到的每一天、不同行业车辆的能源的消耗，基于这些长期的监测，我们一方面可以做一些未来发展趋势的研判和分析，也可以对重大的一些事件做一些预测和预警。同时从宏观层面，我们可以核算交通行业的能源消耗，北京市依托此项技术，对交通能源统计的核算方法进行了一个变革。二是，我们还建立了基于核算数据的节能减排政策的评价方法，来支持交通节能减排相关决策政策的出台，包括我们类似于公交专用道，拥堵收费，低排放区，以及一些重大活动交通保障措施的制订。三是研发了基于高分辨率的驾驶行为关键参数的提取技术，建立了面向校正驾驶行为的评价方法，以行为校正为目的，构建了四层次的评价模型，使得驾驶行为的识别和评价的结果，更为精准。这套评价体系，现在已经初步被纳入到北京市交通行业驾驶员的培训体系中来。

　　第三个方面主要的工作内容，是我们建设了集微观的监测、宏观分析、政策评价及决策支持于一体的交通节能减排智能的监测分析平台。在五千多辆的行业运行车上进行了设备的加装，实现了多维数据的逐秒采集。

　　应用效果

　　我简要介绍几个方面的应用情况。第一个，依托我们的平台，实现了交通能耗总量的精准核算，并且得到统计部门的认可，并作为官方数据发布。我们知道统计局是国内数据发布的唯一官方渠道。以往交通行业的能耗总量，能耗的类型，并不是由交通行业本身去核算的，是由统计部门来核算。统计部门在核算的过程中，也要用到一些参数，由于交通部门以前没有相关的参数，因此有一些数据，其实存在一定的偏差的。基于所建设的平台，我们可以实行更精准的核算。经过跟统计局的沟通，最后达成了一致的意见，以平台所核算的能耗数据，作为交通行业能耗的官方发布数据，这个由北京市交通委和北京市统计局已经联合发文。

　　第二个应用是为重大节能减排政府决策，提供技术支持。一方面是对未来长期发展趋势的研判，今年也是十二五的最后一年，也是十三五的规划之年，我们也是借助平台所得到的一些测算数据，对十三五期间交通能耗排放的发展趋势，进行预测和预警，提出能耗的预警值。也为我们在交通发展中，关于节能减排的一些具体的指标的制订，提供了关键的技术支持。另一方面就是对一些重大活动的交通管理措施制订，提供了决策参考，以往制订交通管理措施，主要的出发点是从缓解道路拥堵的角度来考虑。但是随着这几年人们对空气质量高度的认知以及相应的约束性的要求，那么很多活动的交通措施制订，不仅是为了要缓堵，更是为了要减少污染物排放，甚至有些措施的制订，对污染物的要求会高过于对缓堵的要求。我们对2014年北京举行的APEC会议，阅兵，以及北京和张家口来申办2020年的冬奥会的交通综合管理措施，都进行了不同情景的测算。这个是70周年阅兵的时候做的一些测算，我们也测算了不同的情景，不同的机动车管控的方案，按照以往从缓解拥堵的角度讲，可能只需要在中心城实施机动车的单双号限行，就能够保证道路的通畅。但是从减少污染物排放的角度出发，因为污染物的流动性比较大，最后还是实施全市的机动车限行，保证了空气质量。

　　第三个应用是实现营运车驾驶行为的监测、评估和校正，基于我们前面所建立的这个面向校正的驾驶行为的一个评价模型，通过我们监测得到的微观的一些逐秒的数据，我们可以评估每一位驾驶员的每一个操作动作，所带来的能耗和排放的差异性。通过诊断和评估，我们提出了生态驾驶的操作标准，并制作了培训材料，在对一百名出租车的驾驶员进行了一个实际的培训，实测的数据显示，同一名驾驶员在培训之后，他驾驶同一辆车能耗能够降低7%，污染物的排放能够降低5%。下一步我们计划在交通行业内部，全面的推广生态驾驶，同时引导我们的社会车辆和私家车，也采用这种生态驾驶行为。

　　第四点是为交通行业的管理，也能提供技术的支持。北京市曾经在2012年制定了一个推广双燃料出租车的计划，推广的愿望是依据双燃料出租车的能耗排放，都比汽油车要好。目的是为了减少出租车的能耗和排放。2013年先期推广五百辆，但通过对车辆的监测和检测，发现实际的运营情况并不理想。一方面是它的油耗平均值是9.1升，是高于普通的汽油车能耗，汽油车能耗大概是在8.7左右。另外方面是污染物排放劣化非常严重。基于这样的监测的结果，我们给相关的政府部门提了建议，北京市于2014年中止了该车型在北京的推广任务。

　　最后也是基于我们相关的技术，以及相关的应用，我们也形成了一系列的地方标准，我们目前城市轨道交通能耗消耗评价方法，公共汽电车能源消耗评价方法，轻型货运车辆能源消耗限额，营运火车和利用能指南，已经发布和实施，另外还有两项，出租汽车和利用能指南，以及营运客车能源计量器具功能技术局采集规范已经完成报批工作，预计明年起在北京实施。

　　最后我简要的总结一下，应该说通过我们前期的一些工作，初步形成了交通节能减排领域智能化的监测体系，在北京也得到了实践的应用，节能减排这项任务任重道远，关乎着我们城市的发展，甚至我们人类的发展，我们非常希望能有更多的人，来加入到交通节能减排的事业中来。特别是也借助大会的这个主题，智能交通的技术，共同来推进交通节能减排事业的发展。希望通过大家共同的努力，愿我们的未来，天更蓝，水更清，空气更新鲜，谢谢大家。

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