车辆排放多是因为习惯不好?浙大成果为交通减排提供全新视角

发布时间:2023-09-15来源:浙大融媒体

如何实施有效的交通减排措施?一直是大家面临的一个难题。

研究表明制定相应措施,使用清洁能源等措施能有效进行减排。然而,驾驶员作为驾驶行为的执行者与驾驶排放的责任者,其日常驾驶行为的细微差异及演化趋势是否会对宏观层面产生巨大的环境影响,又如何进行评估呢?

近日,浙江大学建筑工程学院智能交通研究所长聘教授陈喜群团队联合北京交通大学、帝国理工学院等,以微观驾驶行为为研究对象,提出了标准化驾驶激进性指数,并以此对驾驶员的跟驰行为进行分类及预测。研究结果表明,相比于温和驾驶行为,激进驾驶行为将额外产生约4亿吨二氧化碳排放。该研究反映出改善驾驶员日常驾驶行为的重要性,给出一种从驾驶员角度实现交通减排的可行方法。

这项研究刊登于《自然-可持续》,论文共同第一作者为建工学院博士后夏英集与本科生廖辰磊,共同通讯作者为陈喜群教授与高自友教授,被选为亮点论文,并通过研究简报形式发表。该成果被《自然》遴选为当期全球科学文献中的四项研究亮点之一。

由于驾驶行为在人口中的差异很大,要想了解驾驶行为对车辆减排的影响机理,就得回答一系列科学问题。

如何量化驾驶行为与车辆排放间的关系?如何估计现阶段驾驶行为分布情况与潜在额外排放?如何预测未来的驾驶行为碳减排空间?

针对上述问题,浙江大学研究团队以车辆跟驰过程中的加减速行为为切入点,提出标准化驾驶激进性指数,衡量驾驶员的驾驶行为激进程度;并依托海量车辆轨迹数据集,将我国的驾驶员按照驾驶行为激进性划分为冷静、中性与激进三个类别。

驾驶员激进程度及相应的驾驶行为分类

研究人员通过排放模型对真实轨迹进行污染标定,估计每种驾驶方式的污染物排放量,分析二氧化碳和四种主要污染物的排放情况,结果显示标准化驾驶激进性指数与排放之间存在近似线性关系,意味着驾驶行为越激进,跟驰阶段的车辆排放越多。

典型车辆跟驰响应阶段的标准化驾驶激进性指数与主要污染物排放的相关性

在确立了驾驶行为与污染的相关关系后,研究人员还需要预测未来驾驶行为与整体驾驶环境的变化规律。

陈喜群说:“考虑到快速的汽车电气化进程,我们将研究范围扩大到全国,预测未来中国排放标准下的年度车辆销售量、电动汽车销售比例、车辆报废曲线、平均车龄和保有量,以及未来驾驶行为分布的变化趋势,如果维持目前的驾驶行为演化趋势,驾驶行为将整体更加激进,导致更多的额外排放。”2013年至2050年间,相比于冷静驾驶的跟驰行为,我国小汽车将额外排放4亿吨二氧化碳、150万吨一氧化碳和3300吨颗粒物。

中国车辆保有量、分布、年龄和排放标准变化趋势

未来的激进驾驶员数量将持续增加,驾驶行为减排刻不容缓。基于我国实证研究的启示可以拓展至全球范围,为实现全球可持续发展目标,离不开所有驾驶员的共同努力。

研究团队从驾驶行为的角度分析了车辆排放情况,揭示容易被忽视的日常驾驶行为对车辆排放的影响机制,表明跟驰响应行为导致巨量的额外交通排放。

陈喜群说:“从个体驾驶行为的微观尺度到我国未来三十年交通排放的宏观尺度,我们为实现交通运输‘双碳’目标提供了新视角。”

《自然》评价:“激进的驾驶行为对地球有害。无论在哪个国家,都应关注日常驾驶行为。”《自然-可持续》编辑团队评价:“人类行为在日常实践中的作用往往容易被忽视,但却可能对可持续发展有深远影响。该团队的此项工作是对已有文献的重要补充,他们计算了驾驶行为对交通排放量的影响,并根据当前趋势或行为变化预测了未来碳排放量和可避免的碳排放量。”

该研究得到了国家自然科学基金基础科学中心项目和面上项目(7228810172171210)、中国博士后科学基金(2021M702819),浙江省自然科学基金(LZ23E080002),国家科技创新2030—“新一代人工智能”重大项目(2020AAA0107400)的资助和支持。

《自然》研究亮点论文链接:https://www.nature.com/articles/d41586-023-02341-x