城市交通环境的监测与分析

本文摘要：第一章、绪论1.1、研究背景随着城市交通的日益发展，城市交通和环境的冲突日益显著，随之可持续发展的城市交通系统的实施出台了日程。

第一章、绪论1.1、研究背景随着城市交通的日益发展，城市交通和环境的冲突日益显著，随之可持续发展的城市交通系统的实施出台了日程。可持续发展的城市交通系统，是集土地能源、能源、环境与居民上下班等友好关系交通模式的城市综合交通系统。可持续发展的城市交通系统包括三方面的内容：经济的可持续性——即拒绝交通服务供给的高效率和基础设施用于的高效率；社会的可持续性——即符合社会各阶层人群对交通便捷和可达性的市场需求，确保交通利用夫人社会公平性和可选择性；环境的可持续性——即拒绝在发展的过程中留意环境承载力，确保对环境利用的可持续性。

在三方面中，环境的可持续性是前提和显然，离开了环境的可持续性发展，经济与社会的可持续发展是不了构建的。随着我国城市化进程的减缓，城市规模的渐渐不断扩大，机动化水平的大大一挺低，机动车的拥有量快速增长减少，城市交通的市场需求也随之持续增长。多达，累计2012年底。我国机动车保有量已约2.4亿辆，机动车驾驶员人约2.6亿人。

汽车总保有量现在打破日本，居于全球第二，美国依然分列第一。随之而来，城市交通日益紧绷，相当严重激化了交通挤迫，由此带给的噪声及汽车尾气污染也相当严重后遗症着城市居民的工作和生活，好转着城市的生态环境，已沦为现代城市交通发展中的普遍性对立，城市交通对环境影响的问题以沦为世界各国城市发展过程中面对的一个共同话题。多达，在全球因自燃矿物燃料而产生的CO、HC、NOx排放量中，机动车排放量大约占到50%。

在一些城市空气中，CO含量的90%~95%、NOx和HC含量的80%~90%以及大部分颗粒物来自行经的机动车，可以说道机动车产生的污染早已包含城市人群身体健康的仅次于威胁之一。机动车的排放物是一种十分复杂的混合物，其成分在140种以上。这些有害物质成分非常复杂，主要还包括CO、NOX、O3、碳氢化合物和苯系物等以及颗粒物等对人体及生存环境包含了相当严重的威胁，还包括人体身体健康、农业、森林资源、建筑材料以及温室效应。此外，汽车在大量废气危害尾气的同时，也废气大量的热能，大大强化了城市的热岛效应。

[1]1.2、国内外研究现状与进展1.2.1、城市汽车废气检测方法一、必要采样系统必要采样法：将采样分析仪放入发动机的排气管中，用采样泵倒数提取一定量的气体不经溶解必要送到系统展开分析。必要采样法设备非常简单，操作者便利，由此被普遍应用于许多国家和地区各种用途发动机的废气测量中。二、溶解采样系统测量重型车那个用柴油机的微粒废气测试时，用溶解采样系统采样，分成两种采样采样系统：全流溶解采样系统（FullnowDilutionSamplillgSystem,FFDSS）和分流溶解采样系统（PattialFlowDilutionSamplingSystem,PFDSS）。

三、定容采样系统目前，世界各国的废气法大多规定对汽车的废气再行用整洁空气展开溶解，然后用定容采样（ConstantVolumeSampling,CVS）系统采样。除采样袋搜集的气体外，大部分排气被排泄取样器，有测量器测量排泄气体的总流量。

测量总流量的常用方法有两种，分别是用容积泵（PositiveDisplacementPump,PDP），用临界流量文丘里管（CriticalFlowVenturi,CFV）。明确关于这两种系统内容，可以参照涉及资料，这里不加以叙述[2]。1.2.2、道路污染废气监测研究成果对于有所不同的道路类型和道路两旁有所不同的建筑物结构，使用的环境空气质量预测模型是有所不同的。目前在应用于中的道路两旁的污染物浓度预测模型很多是基于高斯线源模型发展而来的，其中比较突出的是OSPM模型、GM模型、HIWAY模型、CALINE模型等。

（1）OSPM模型在城市街道峡谷空气质量预测评价中应用于最少的就是OperationalStreetPollutionModel(OSPM)模型。明确由来是RuwimBerkowicz利用该模型对哥本哈根三条峡谷街道NOx浓度展开了仿真预测，并将其应用于到城市空气质量评价中。（2）CALINE模型对于广阔道路空气质量预测评价，应用于最少的是CALINE模型。

明确应用于：M.ChiaraMetallo创建了针对罗马人口密集、大理石建筑居多的老城镇中心的空气质量预测模型，该模型中应用于的线源污染物蔓延即运用了CALINE模型。（3）BP神经网络BP神经网络是使用了Widrow-Hoff自学算法和非线性可微移往函数的多层结构，一般来说有一个或多个隐层，隐层中的神经元使用Sigmoild型传递函数，输入层的神经元使用线性传递函数。

BP神经网路更加多的应用于城市空气质量评价，在污染物浓度预测方面具有不俗的进展。其他模型在这里就不一一阐释,明确可以去参考资料参看。

[3]1.2.3、交通信息参数收集研究成果传统中为了获得基础的交通信息参数所采行的方法主要是借助固定式检波器，其中有技术较成熟期的线圈检波器，还有近期新兴的微波检测、视频检测、红外检测。而且现在多种检测手段早已更加多的应用于各级公路和城市道路的建设中。同时为了填补固定式检测器加装和修理的成本高，覆盖范围小，意味着能检测相同方位的数据的一系列的严重不足，不受人力、资金等因素的制约的缺失，从20世纪80年代开始，具有市场需求的美国、日本、德国、荷兰的国家陆续积极开展了针对浮动车收集方式的研究和应用于。

随着GPS、GIS和无线通信技术的广泛应用，由加装GPS和无线通信设备的浮动车收集交通信息，早已沦为一种新的信息采集方式。目前，在城市交通中应用于的交通信息参数收集方式大体有环形线圈检测器、压电检测器和橡胶气压管检测器、微波车辆检测、视频车辆检测器、红外线车辆检测器和基于GPS的浮动车收集数据等几种。

这些收集方式由于自身的优缺点被应用于各种类型和市场需求的城市交通中。[4]1.3、研究的内容和目的本文通过交通参数检测和机动车产生污染物浓度预测两方面理论抵达，侧重道路交通环境负荷预测本身的独立性，由此辩论城市环境负荷和周围的环境要素之间的密切关联性。

研究目的：通过一系列的环境理论依据，为在登录各项控制措施时获取一种分析的参照指标，更佳的增进城市环境建设，约束机动车危害气体的废气。第二章、城市道路交通环境污染阐述2.1、城市交通道路污染物现状2.1.1、城市大气污染的发展目前，我国的一些根本性城市的空气污染情况日益严重。随着经济建设的大大发展，人民的生活水平大大提升，城市人口密集、工业集中于，大量的消耗化石燃料拢，低密集的建筑群又有利于污染物的蔓延，大气污染日益严重。

我国正处于城市化发展的高峰期，城市环境污染问题日益突出。20世纪70年代期间的煤烟型污染废气沦为中国工业城市的特点；80年代，许多南方城市遭到相当严重的酸雨危害；近年来，汽车尾气废气的NOx、CO及随后构成的光化学烟雾，使得许多大城市的空气质量相当严重好转。世界卫生组织根据对全球53个国家中的272个城市大气中的总漂浮颗粒物、二氧化硫、二氧化氮三种几乎污染物的浓度展开测量，将我国的大城列入全球环境污染最相当严重的十大城市之一。

同时，在参予全球环境检测系统（gems）的五大城市：北京、上海、沈阳、西安、广州的检测结果显示，五大城市的SO2均值、总漂浮颗粒物平均值大大多达世界卫生组织（1ML）标准。我国广州、武汉、兰州、重庆五个城市空气中对人体危害很大的可吸入颗粒物浓度是美国新标准的2到8倍。时至现在，大气污染的危害程度居住于其他环境污染之首。

而近些年来，随着我国的私人车辆数量急遽激增，交通运输的发展，其尾气废气中的CO对人体的危害很大，废气的尾气中夹杂的大量的可吸入颗粒物，更为是造成疾病的最重要因素。2.1.2、城市交通大气污染中的构成调查指出，城市大气污染微克相当严重的区域往往集中于人口稠密、道路覆盖网密集、交通挤迫的地区，这反应了城市大气污染与机动车废气的尾气具备较高的相关性。明确事例，广州市对20世纪80年代以来的城去内机动车保有量和污染物浓度变化展开了相关性的统计资料。

结果表明，城市大气污染中NOX浓度和机动车保有量快速增长呈圆形显著的于是以涉及，想要关系数为0.973，同CO的相关系数为0.702，这解释机动车的废气必要造成了城市污染物的浓度的减少，是导致城市环境质量好转的主要因素。[5]要统计资料确切各种污染物的废气的承担亲率是一个最重要而又十分复杂的问题，其中必须大量精细的调查和研究。

在20世纪70年代初，美国对大气污染物的来源展开了分类统计资料，其结果表明，城市大气污染物中的CO的77.3%，NOX的50.9%和总漂浮颗粒的3.7%（以上百分比皆指体积分数）来自于汽车废气，这一系列的数据解释汽车废气已沦为城市环境的主要污染源。右图2.1是各个污染源废气污染物的承担亲率。

图2.2则指出了现在城市居民对机动车废气尾气污染物的忧虑。图2.1图2.22.2、城市交通汽车尾气污染物的成分构成汽车排气中的有害物质是自燃过程中产生的，主要的成分有CO、NOX和HC（包括酚、醛、酸、过氧化物等），还有一小部分是在排气时产生的少量的硫、磷、铅的污染。在所有污染物中，汽车尾气污染占到机动车污染物总排量的65%~99%，曲轴箱通风、汽油箱通风、化油器的冷却和泄漏也废气有所不同数量的污染物，其比较废气的数量闻表格2.1。废气源比较排放量（占该污染物总排放量的百分比，%）CONOXHC尾气管98~9998~9955~65曲轴箱1~21~225汽油箱、化油器0010~20表格2.1发动机所排泄的污染物量和空燃比是必要涉及的，贫燃时燃料自燃效率高，废气的HC和CO浓度比较较低；丰燃时HC自燃不几乎，废气的HC和CO的量较高。

NOX的排放量在相似理论空燃比时最低，与自燃温度牵涉到。科学分析表明，汽车尾气中所所含的化合物多达上百种，其中的污染物具有液体漂浮颗粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氧化合物、氮氧化合物、铅以及硫氧化合物。一辆汽车在一年的时间里废气的危害气体比自身的重量大三倍。

英国的空气洁净和环境保护协会曾公开发表了一篇研究报告称之为，于交通事故遇难者比起，在英国每年杀于空气污染的人要多出10倍。汽车尾气废气对空气污染具有相当大的影响关系，同时也对各种的人和物导致各种各样的影响，汽车尾气的废气，是一些人类的疾病的发病率大大的减少；对植被的生长具有许多的容许；增进酸雨的构成，使得一些建筑物、雕塑减缓了水解的过程，为其必须投放许多资金；全球性的温室效应……图2.3这是国际的组织WWF在中国做到的一个实验，在很短的时间内气球被汽车尾气充满著，当时气球的高度是七米。在城市的建设中，汽车的数量仍在较慢的减少，由此可以想象每年向大气废气的污染物的总量是多么一个难以置信数目。图2.4是2010年首次公布的关于2009年全国汽车尾气废气的数量。

当看见这些数据是否有种触目惊心的感觉，对于机动车尾气中的污染物的掌控早已刻不容缓，我们盼望的不是灰蒙蒙的天空，充满著污染物的空气，而是那曾多次的充满生机的城市。图2.3图2.4第三章、城市交通流参数检测及环境污染物浓度预测3.1、城市交通流参数检测技术3.1.1、城市交通流参数的收集技术和发展城市交通流参数检测，是以摄像机和计算机图像处理作为基础的交通视频检测技术，其工作的目的是替代传统的检测方法并且获取原检测方法所无法已完成的更好的车辆和车辆东流的状态参数。

交通流参数的研究的重点是提升图像识别的实时性和准确性。交通视频车辆检测技术近年来仍然是国内外的研究的重点，由此为先进设备的交通控制系统和智能车路系统的发展及实用性奠定较好的基础。

目前，国内外简单成熟期的收集技术有环形检测器、超声波检测器、磁性检测器、红外线检测器、微波检测性、视频图像处理技术等等。

返回首页