METRASYS:可持续发展下的城市交通解决方案

METRASYS: Solutions of Urban Traffic Based on Sustainable Development

Wang Tiedong； Fang Tingjian； Han Jianghong；

Wu Jian； Huang Yun

（①安徽计算机软件工程技术研究中心，合肥 230088；②合肥工业大学，合肥 230001；③合肥炮兵学院，合肥 230031）

（①Research Centre for Software Engineering Technology in Anhui Province，Hefei 230088，China；

②Hefei University of Technology，Hefei 230001，China；③Artillery Academy of PLA，Hefei 230031，China）

摘要： 城市交通环境影响的探索和研究是摆在我们面前的一个重要课题。城市交通在带给人们出行方便的同时，也带来了诸如大气污染，交通拥挤，资源消耗等诸多问题，本文从可持续发展的角度出发介绍了合肥的METRASYS项目的内容, 该项目的主要任务是为现有和未来的都市开发制定具可持续性的出行方案，希望借此为中国建设可持续发展的城市和交通提供有用的信息。

Abstract: This paper focuses on sustainable transport. It is well known that transport is the impetus of the development of society and economy. Automobile brings the freedom of movement, but it also brings the decline of urban centers, urban sprawl, resource consumption, air pollution, traffic noise, traffic accidents. The scientificobjective of the METRASYS project is to gain comprehensive knowledge of energy efficient structures for sustainable development of sub mega cities as an important part of a supporting strategy on their way to real mega cities. The objective of this paper is to provide useful information for the construction of sustainable cities and transport systems in China.

关键字： METRASYS 可持续发展 城市交通 大气污染 环境保护

Key words: METRASYS；sustainable development；urban traffic；air pollution；environment protection

中图分类号：U12 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）32-0322-02

0引言

1987年联合国世界环境与发展委员会在《我们共同的未来》报告中指出，可持续发展是指“既满足当代人的需要，又不损害后代人满足需要的能力的发展”。这一概念包含的基本内容，目前为世界各国所接受和运用。[1]

城市交通的可持续发展是指城市交通、经济、环境和资源的相互协调，既能满足现在的需求，又不对未来构成危害的发展。可持续发展的城市交通目标应包括以下几点：充分满足基本的交通需求；减少对石油资源的依赖；消除不利的环境影响；减少对不可再生土地资源的消耗；保障各阶层居民享有公平的路权；保证安全的道路环境等。北京宣言的第一原则指出，“交通的目的是实现人、物的转移，而不是车辆的移动。”这说明交通方式结构是个大问题。控制或削减时空资源消耗大、公害严重、运效不高的交通方式，使交通方式结构趋于合理，是实现交通可持续发展的重要方面。[2][3]

1我国城市交通现状分析

随着我国汽车工业的迅速发展，汽车保有量日益增加，进入21世纪，据一些大城市的调查，汽车生产和销售量增长速度更是以两位数高速增长，加剧了机动车对城市的污染。一些城市机动车排放的污染物对多项大气污染指标的贡献率已达到60%以上。我国目前的汽车密度虽远低于世界上一些发达城市，但由于车型、燃料、保养维护及其道路等原因，使车辆排放远高于国外汽车，有一些汽车的污染排放量是正常排放量的10倍以上。尽管我国的车辆拥有量远比发达国家小，但道路交通对环境影响的相对程度己经接近（有些指标已经超过）了西方发达国家的道路交通对环境影响的相对程度。目前全国约五分之一的城市大气污染严重，113个重点城市中三分之一以上空气质量达不到国家二级标准，交通工具排放已经变成一线城市大气污染物排放的主要出处，占45％以上，并且这一现象正在变得越来越严重。在2010年销售的1800万辆新车中，满足国Ⅳ排放标准的车辆还非常少，只有北京、上海、广州三个城市在执行这个标准，这样给环境特别是城市环境带来的压力还是很大的。英国建筑大师诺曼・福斯特在谈到城市发展模式问题时，批评了中国城市交通的现状。他提出，现在人们已开始反思美国的城市发展模式，但北京、上海等城市的市民对私家车的依赖性却在加强。如果我们无视“汽车时代”带给人类的沉重负担，在不久的将来，我们就需要投入巨大的人力、财力去弥补对环境造成的损害。[4-11]

城市交通环境影响评价研究在我国还处于探索阶段，尚无完整的体系。如何针对我国城市交通的具体特点，从可持续发展的角度，就城市交通环境影响评价体系系统的探索和研究是摆在我们面前的一个重要课题。尤其在实施可持续发展战略的新形势下，这一问题显得更加重要。但是，从总体上看，在我国对城市规划和城市交通发展所涉及的环境问题，尚缺乏系统的研究，就城市大气方面而言，交通产生的大气污染物占总污染物排放比例仍然呈上升趋势。因此，加紧我国城市交通对环境影响评价理论研究，从交通流与大气污染影响入手对城市交通流的变化对城市环境影响的评价建模工作显得尤为迫切。

2METRASYS的研究内容简介

城市化进程的持续深入和大都市地区规模的不断增长都对经济发展和社会平衡形成了挑战，特别是在发展中国家以及那些新兴工业化国家，这种挑战尤为明显。根据联合国的统计，到2030年世界总人口约60%为城市人口。中国将成为世界最大的城市人口国家。目前约6亿中国人居住在城市，而到了2030年这一数字有可能达到9亿。拥有五百三十万人口的合肥市代表了中国一大批正处于快速发展的中型城市，这些都将是未来的大型城市。与特大型城市相比在中型人口稠密城市有足够的空间来实施控制措施也使监控和评估新技术系统的实施效果成为可能。从中所获取的经验将有助于将这些成果移植应用到中国的其他的城市或世界上其它处于类似环境下的发展中国家与准发展中国家的城市。

（Mega Region Transport Systems for China简称METRASYS）项目正是顺应可持续发展的历史而提出的，它的目标是对气候的保护，以及对经济高速增长地区实现可持续发展和对出行的保障。项目的主要任务是为现有和未来的都市开发制定具可持续性的出行方案，在该地区获得成功的创新方案、产品及服务，在今后也可以推广至其他城市和地区。METRASYS项目的科学目标是要全面了解掌握保证未来都市可持续发展的高效能源结构方面的知识。[12]

为此，METRASYS的一个重要目标是降低交通运输中的能源消耗与二氧化碳排放量并围绕这一目标在合肥制定和实施一个具可持续性的交通控制管理系统。

2.1 交通控制管理和技术开发开发与运行建立基于浮动车辆（FCD）的交通数据采集系统，这属于项目技术方面工作的开端。通过单一车辆传输的各种信息（如卫星定位位置、时间点、速度和行车方向），经数据汇总分析后得出合肥市道路交通的实时概况。为采集这些交通数据，目前已在在500余台出租车上安装了相关设备并开始提供数据。国际科学界探讨的交通控制管理措施带来的节能潜力目前在15%到25%之间。由于实施交通控制管理系统可以直接地并且大范围地影响机动车流，所以与单纯对机动车进行优化的措施相比它的效果相对更快。此外，基于交通控制管理系统上的措施还可以在其它方面带来许多好处，如减少事故数量和损失的时间，提高路网的利用率和更快的行车速度。这些效益即使未来车辆技术上实现优化后无污染的车辆依然是有效的。

2.2 能源效率与气候保护METRASYS项目针对目前国内城市对环境污染的检测大多仅限于点式或线式测量应用，不能动态、立体、实时地识别城市大范围气体污染物排放对大气污染的情况的现状，通过城市路网交通流量信息采集获得交通排放，结合与大气环境相关的可计量排放物来源和地理、水文、气象等因素，利用改进的REGOZON模型建立基于交通、工业、家庭污染源的城市环境时空三维仿真系统，研究交通系统对环境的影响和大气污染的综合评价体系，分析不同气候、地理、交通条件下城市大气污染物的扩散情形，解决多信息源条件下的数据融合显示等问题，最后在此基础之上探讨建立面向政府决策机关和群众的可视化服务的运行机制，构筑“数字城市”。该项目的实施可为改善城市环境、优化城市交通、促进城市的可持续发展提供最直接的评价依据和测控手段。[13] [14] [15]

2.3 城市和交通规划以高密度集中土地利用为特征的城市土地开发强度大，利用密度高且布局集中，这种土地利用模式必将导致大量且集中分布的交通需求，从而要求有高运载能力的交通模式相适应，如公共交通模式。以低密度分散土地利用为特征的城市，单位土地面积产生的交通需求量小而且分散，公共交通不易组织，会促使私人交通模式的形成。

METRASYS项目的另一个主要目标是将交通控制管理系统的开发融入到合肥市总体交通规划和交通政策中。按照项目时间计划，将在2010年的下半年着手开始这方面的工作。合理的城市土地利用能够保证城市交通与经济、环境、资源的相互协调发展，不仅可以减少大量的无效交通需求，而且可以使有限的城市空间得到有效利用，从而有利于公共交通的发展，使城市交通系统建立在一个相对低的成本之上，减少油气资源消耗和环境污染。为此项目组与合肥交通局和规划局将一起制定一个可在短时间内实施的典型方案，方案的规划理念已经确定，即在该地区规划实现良好的个人交通与公共交通的衔接。从而使该地区成为一个所谓的“适于步行的城市”。环境优美的步行区和良好的步行系统体现了对行人的关怀和照顾，特别是在市中心区开辟步行区，因其效果独特，在欧洲城市中已成为一种非常流行和时髦的做法。步行系统一般在地面层安排，给行人最大的方便，只有在重要地段和交通枢纽有地下人行过街设施，很少见到天桥。在路口和路段上均有过街人行横道，大多由信号灯控制，在路段上无信号管理的人行横道，则按行人优先原则通行。为达到这一规划目标将在该地区规划大范围的、多层次交通工具的以及高密度的公交服务网络（地铁和快速公交系统），以实现大幅度减少机动车交通量从而节省资源的目标。“适于步行的城市”这一理念将在交通与城市规划中以一种典范案例形式加以制定和落实，从而使得这里的工作成果可以推广到整个合肥市其它类似条件的城区以及其他城市中去。

3结束语

随着世界对可持续发展的关注和环境意识的觉醒，建设环保型“绿色交通体系”成为了城市交通发展的新方向。我国随着经济的发展，城市交通应逐步走上以环境为导向的发展阶段。在可持续发展的城市交通规划理论和方法的研究中，研究城市交通大气环境影响预测和评价技术，为城市交通规划中的环境总体容量分析和环境影响评价服务。在制定城市交通政策与规划时既要满通需求，同时能够宏观上尽量减少负面环境影响，探索出一条城市交通与经济、与社会发展和环境保护相和谐的新道路。METRASYS通过对道路交通与城市环境质量相关的科学研究，引导交通结构向低环境污染的合理模式转移，这对我国21世纪的城市环境保护有着重大的意义。

参考文献：

[1]World Environment and Development Commission，Our Common Future，1987.

[2]《环境绿皮书中国环境发展报告（2010）》，社会科学文献出版社，2010年3月，ISBN 978-7-5097-1332-7.

[3]环境与交通工作组．交通与环境[M]．北京：中国环境科学出版社，2001：7-12．

[4]Julian D.Marshall，Thomas E.McKone，Elizabeth Deakin，William W. NazaroffbInhalation of motor vehicle emissions：effects of urban population and land areaAtmospheric Environment 39（2005）283-295.

[5]Sean D.Beevers，David C.CarslawThe impact of congestion charging onvehicle emissions in LondonAtmospheric Environment 39（2005）1-5.

[6]P.Hoor，J.Borken-Kleefeld，D.Caro，O.Dessens The impact of traffic emissions on atmospheric ozone and OH：results from QUANTIFY Atmos.Chem. Phys.9，3113-3136，2009.

[7]Akie Takeuchi，Maureen Cropper，Antonio Bento THE IMPACT OF POLICIES TO CONTROL MOTOR VEHICLE EMISSIONS IN MUMBAI, INDIAJOURNAL OF REGIONAL SCIENCE, VOL. 47, NO. 1, 2007, pp. 27-46.

[8]王亚娥，张乐群，孙洪伟等．机动车尾气排放对兰州市大气环境影响分析[J]．环境工程，2003（4）：65-68．

[9]冯桂霞，张建军，秦燕．机动车尾气排放对城市交通环境的污染及防治措施[J]．交通科技与经济，2002，14（2）：45-46．

[10]訾琨，涂先库，黄永青．机动车排放污染与城市交通环境[J]．交通环保道，2004，25（6）：37-39．

[11]孙艳军，包芸，陈新庚，彭晓春.广州市机动车排放污染三维仿真模拟研究，环境污染与防治，第28卷，第3期 2006年3月.

[12]Wang Tiedong Fang Tingjian Han Jianghong Wu Jian METRASYS-Sustainable Traffic Management in Mega Cities for Hefei IEEE 2010 3rd International Conference on Environmental and Computer ScienceVolume 3 p384-388.

[13].

[14]P.van den Besselaar. The Life and Death of the Great Amsterdam Digital City. P.Besselaar and S. Koizumi Eds. Digital Cities III, Information Technologies for Social.Capital - a Cross-Cultural Perspective, Lecture Notes in Computer Science, State-of-the-Art Survey, 3081, Springer-Verlag, 2004.

[15]K.Hiramatsu，K.Kobayashi，B.Benjamin，T.Ishida and J.Akahani. Map-based User Interface for Digital City Kyoto.The Internet Global Summit （INET2000），2000.

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作者简介：王铁栋（1974-），男，山东济南人，讲师，研究方向为计算机应用。