天河算道论坛：气象雾霾数值预报技术创新与应用论坛-专家精彩报告回顾（二）

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本期解读南开大学毛洪钧教授题为“大数据驱动下的智慧环保——交通污染减排技术”的报告内容

毛洪钧，南开大学环境科学与工程学院教授，博士生导师。天津市城市交通污染防治研究重点实验室主任，英国可持续发展中心高级环境顾问，主持和参与欧盟FP5/6、863、973、科技基础性工作专项、国家科技支撑、国家重点研发等10余项国内外重大科研项目。

一、交通污染对空气质量的影响

2018年我国城市空气质量状况较2013年有明显改善，但臭氧优良天数偏恶化发展。

我国城市空气质量状况（廊坊为例）

交通源排放成为城市大气污染的主要来源，其中城市臭氧主要来自于机动车VOCs排放与机动车氮氧化物排放，平均贡献高达37%，因此开展交通污染的研究十分有必要。

机动车的污染物排放

一方面是交通污染占比高。源解析结果表明，机动车是城市PM2.5的重要来源，贡献达到20%~50%，且呈持续上升趋势；机动车尾气易生成大量二次气溶胶，其对PM2.5实际贡献高于源解析和清单的结果。

另一方面是交通污染危害。毒性物质多，毒害成分半衰期长；尾气排放集中于城市区域，为低矮排放源，集中分布在人的呼吸带内，不易扩散，对公众健康的影响比面源及高架工业点源高数十倍。

二、交通污染控制与智慧交通

（1）交通污染控制

车辆技术、车辆使用情况、行驶特征、油品质量、环境温度、湿度和海拔等因素是影响机动车排放污染的源头，因此可以从车油路三个方面开展防治：严格新车管理、强化在用车监管；升级油品、清洁燃油技术、采用新能源燃油；构建智能交通、合理城市规划、提升设施建设。

根据现有技术手段，在智慧交通下的车辆、出行组织、环境一体化建设上可以开展以下改善工作，来提升环保治理能力、优化交通运输体系、推动汽车工程发展。

环境领域：主要关注单车排放和路网排放的影响，对车辆排放和路网交通流、车辆活动水平的关系有待进一步研究。

交通领域：主要关注交通畅通、安全和效率，对交通组织、规划与区域环境的联系有待进一步研究。

车辆领域：主要关注车辆个体的性能指标，对组织和环保关系的研究较少。

（2）智慧交通

城市的发展经历着从传统城市到信息城市再到智慧城市的发展，为了建成高效、环保、经济、便捷、舒适的智慧城市，需要借助互联网大数据、人工智能、即时通讯等多项技术，以及环境大数据（大气、土壤、生态、气象等等）的支持。

智慧交通的功能

借助智慧交通的手段可以有效减少车辆排放污染，车载OBD就是大数据应用较理想的构架，是实现车联网的有效载体，可将相关数据上传到在线监测平台，实时监测车辆核载状态和氮氧化物排放量并传输到云端，从车辆环保角度进行数据分析，实时有效管控。

车载OBD系统工作流程

三、基于车路协同的空气质量改善

构建基于车路协同的智慧交通同样可以改善空气质量。车路协同是将全域交通信号灯信息反馈到机动车，根据实地验证交通引导来优化驾驶行为，使用智慧交通诱导系统后，停车次数明显减少70%，怠速占比减少59.5-96.8%，加速占比减少14.3-18.6%，速度提升8%。机动车CO、NOX、PN和油耗分别减少28.6%、31.0%、24.9%和18.9%。

下一步将构建交通信号灯制动时长的变化全录自适应系统，根据车辆行走的速度和道路车流的分配，在不同的路网状态条件下进行分析，同时优化机动车行驶速度实现节能减排，通过减少路段通行能力、减轻整个路网拥堵和降低道路交通排放，最终实现改善区域空气质量的目的。

基于车路协同的智慧交通的交通改善效果

四、结束语

随着机动车保有量的持续增长，机动车尾气排放成为城市重要的污染源。南开大学毛洪钧教授团队开发的高精度机动车动态排放清单系统，为基于天河系统构建的雾霾预报预警系统提供了详细的机动车“排放清单”以及机动车控制决策评估和改进建议，为城市机动车污染排放监管和重污染空气质量预警提供业务平台，实现了对机动车污染的有效监管，有利于对重污染天气做出快速应对。