大奖花落 | 北京建成交通节能减排智能化监测分析平台-资源库

一览众山小

编辑团队

原文/ 北京市交通行业节能减排中心

编辑/ 众山小排版/李佳佳

2014-2015 © 转载请注明：

源自公众号“一览众山小-可持续城市与交通”

译者萌像&导读：2015年11月4日，第十届中国智能交通协会年会在江苏省无锡市盛大开幕，由北京市交通行业节能减排中心、北京交通发展研究中心和北京市交通信息中心共同完成的“交通能耗排放智能化监测技术与应用”在年会上被授予中国智能交通协会科学技术奖一等奖。中国智能交通协会评审组专家认为，该项技术思路独特、创新性强，对推动交通领域的技术进步有重要意义，在国际上尚属首次。

工作背景

近年来，由于全球能源危机、气候变化及环境问题日益突出，能源环境问题是大城市面临的又一“城市病”，节能减排在世界范围内备受瞩目，交通已经成为节能减排三大领域之一。然而交通能耗排放所占比例、交通能耗排放发展趋势及交通节能减排潜力点等方面，在国际上尚无准确权威的数据支撑。

北京市环保局数据显示，机动车排放已经成为北京市本地源中主要污染源，PM2.5贡献率为31.1%，挥发性有机物约占全市总量的1/3，氮氧化物约占全市一半以上。此外，北京市交通企业总数6.3万家，交通行业车辆总数34.5万辆，交通已成为北京市节能减排工作的重点领域。然而北京市交通领域能耗监测工作基础薄弱，移动源能耗尚缺少有效的监测和统计手段，通过精细化、监测计量手段获取交通行业车辆的能耗排放情况具有重要意义。

技术创新

针对交通领域存在的能耗排放数据混乱缺失、指标繁杂不清、统计机制不健全等问题，北京市交通行业节能减排中心立足于中心职能，以协助政府决策管理、服务行业企业为目标，大力投入交通节能减排智能化监测技术研究，最终首创了以车辆为单位的多维感知技术、精准核算与评估模型技术、交通节能减排统计监测智能化监测分析系统为一体的交通节能减排智能监测分析技术，突破了海量高频多源异构数据的采集及处理难题。该项技术的诞生为全国乃至全世界交通节能减排事业做出了重大贡献，其先进性主要体现在“三大技术创新”。第一，首创了基于单车的机动车能耗排放多维感知技术，同步感知机动车能耗、污染物排放、运行工况、运营特征和驾驶行为等五维节能减排关键信息；第二，首创了基于大数据的三层次交通能耗排放模型体系，满足支持不同尺度的交通能耗排放决策管理需求；第三，自主研发了基于高时空分辨率的微观驾驶行为关键参数提取技术，首创面向矫正的驾驶行为评价方法。

平台建设

随着交通节能减排工作机制及技术基础的完善与提升，交通运输部及北京市政府也对交通领域节能减排统计监测体系建设相继提出了任务要求，交通运输部发布的《公路水路交通运输节能减排“十二五”规划》、北京市政府发布的《北京市建设节能减排财政政策综合示范城市总体实施方案（2012-2014年）》及《北京市2013-2017年清洁空气行动计划》等文件均明确了要建设交通领域节能减排统计监测体系。据此，北京市交通委员会启动了“北京市交通领域节能减排统计与监测平台”（以下简称“平台”）建设。基于北京市交通行业节能减排中心研发的“交通节能减排智能化监测技术”的先进性与实用性，平台建设由北京市交通行业节能减排中心组织实施。历时2年后，2014年完成了平台建设，在政府决策和企业管理中得到了实际应用。

平台的建设融合了整套交通节能减排智能化监测技术，是该技术的重要载体，支撑了包括实时交通运行数据、车辆时空定位、车辆基础状态、车辆能耗、车辆工况和能耗排放监测数据等海量高频多源异构数据的同步采集、快速处理，积累了大量数据、图谱，并将节能减排能耗排放模型及决策支持方法运用到平台，实现了微观监测、宏观分析、政策评价及决策支持一体化。

平台建设内容包括“一个中心、四个平台、八个应用系统”。“一个中心”是指建设北京市能耗监测统计资源中心，通过整合北京市能耗相关业务的数据资源，以集成的思想，建设全市集中、统一的能耗监测基础数据库、业务数据库和主题数据库，形成统一的能耗监测资源平台；“四个平台”是指建设数据中心支撑平台、数据采集平台、共享交换平台、数据处理平台；“八个应用系统”是指建设地面公交运行能耗排放监测与评价系统、轨道交通运行能耗排放监测与评价系统、出租车运行能耗排放监测与评价系统、旅游客运能耗排放监测与评价系统、交通运输行业统计上报系统、交通能耗排放指标维护管理系统、交通能耗监测与评价认证授权系统、交通能耗监测与评价应用整合系统。

出租运营能耗情况监测

平台功能

通过平台建设，实现了北京市交通能耗排放的宏观统计和微观监测两大功能：

1.宏观统计功能

平台通过开展重点企业能耗信息月度报送工作，结合车辆监测数据和统计局相关数据，建立了基于的能耗统计核算方法，初步实现重点行业及企业能耗月度信息核算及趋势分析，全面掌握交通十二大行业能耗信息。此外，平台还能够支持行业对标分析、新能源车应用情况分析等重要功能的实现。

交通行业月度能耗对比

2.微观监测功能

平台在公交、轨道、出租、旅游四个行业选择样本车辆和线路进行了计量设备改造，实时采集车辆（线路）能耗，涉及三家企业，5535辆机动车和3条轨道线路。平台依托无线技术（GPRS）、全球定位系统（GPS）、数字地理信息技术（GIS），实现了车辆与地图的实时互动，并能够准确定位到高能耗车辆的具体位置。通过对典型运营车辆的能耗情况进行监测，初步建立了交通重点行业能耗排放统计监测体系。

地面公交：平台从线路、走廊、专用道、车辆四个维度监测地面公交能耗排放状况，监测内容包含80条线路、15条走廊、3232辆车，实现了公交车辆及线路能耗指标的测算和分析，并识别高能耗车辆和线路；同时能够支撑不同能源类型（柴油、LNG、CNG）车辆的能耗和能效指标的测算，实现重点走廊、线路的公交车辆能耗和能效指标的测算和分析；此外，平台还能够支撑公交专用道线路、车辆的能耗和能效指标的测算和分析。

车辆能耗实时监测（公交）

轨道：选取5号线、6号线和机场线作为监测对象。在北京地铁机场线的4个站点总计安装377块10KV电能计量仪表、19块燃气表和3块水表，对现有5号线、6号线电耗数据进行接入，从路网、线路、站点三个维度监测轨道交通能耗状况，最终实现北京市3条地铁线路的电能消耗情况的精确计量、实时采集、传输和在线监测。

轨道监测

出租：平台从走廊、区域、车辆三个维度监测出租能耗排放状况，监测2110辆车。实现了出租运营车辆能耗指标的测算和分析并识别高能耗及低能耗车辆，同时支撑了监测车型的能耗和能效指标测算工作和三元催化器工作状态的识别，保证了三元催化器工作状态的及时反馈，便于及时对车辆进行设备检修和更换，有效降低了污染物排放。

旅游客运：平台从区域、车辆两个维度监测旅游能耗排放状况，监测内容包含21个区域、193辆车。实现了车辆能耗指标的测算和分析并识别高能耗、低能耗车辆；支撑了重点走廊能耗和能效指标的测算和分析及不同品牌、车型车辆的能耗和能效指标的测算。

应用效果

平台作为国内首个交通领域能耗数据智能化集成系统平台，已投入运行，在实际应用领域已取得初步成效。

平台不仅能够长期实时监测北京市交通能耗排放的底层数据，并能利用相关模型算法分析交通能耗和排放变化趋势，科学预测交通能耗排放在不同情景下的综合水平，基于平台此项功能，北京市在交通十三五规划体系中设置了交通节能减排专项规划，量化评估政府节能减排政策、措施。

平台的监测分析功能为政府重大节能减排政策措施提供决策支持。北京市从2012年开始推广CNG双燃料出租车，2013年对已推广车辆的持续监测。1-8月的结果表明，双燃料出租车实际运行过程中的燃油消耗达到汽油车平均百公里油耗的1.1倍；其在行驶里程达到60000公里时，燃烧天然气排出的氮氧化物达到国五标准汽油排放限制的3倍以上。监测分析结果表明，双燃料出租车的实际能耗与排放水平与其出厂测试水平大相径庭，明显高于同类型汽油车且劣化严重，为北京市2014年调整该车型推广任务提供支持。

平台监测的能耗排放数据，可多渠道、多方式与交通重点企业共享，服务企业。目前，北京市多个交通行业重点用能单位已经开始应用交通智能化统计监测技术同步建设自有数据平台，如协助北京北汽出租汽车集团有限公司建设北汽集团能耗统计与监测平台，实现对公司出租、旅游车辆能耗及车辆运行状态的监控与统计分析，并与北京市交通行业节能减排中心系统实现联网。企业通过自建能耗排放监测平台，提高了企业对自身能耗排放监测能力，为企业精细化管理提供重要支撑。

平台可通过分析机动车在行驶过程中车辆技术、道路环境条件及车辆驾驶操作水平等数据，精细识别在车辆技术、道路环境条件相同条件下司机的驾驶行为，并根据四层次综合评价模型得到驾驶者评估报告，并以此为依据制定个性化的培训方式和教程，从而可指导司机改善驾驶行为，减少机动车能耗和污染物排放。下图展示的是北汽出租的司机黄师傅，在快速路上行驶时的加减速度期间的百公里油耗及NOx、CO、HC和PM等的排放水平。平台通过分析其行驶工况及驾驶行为数据，自动生成其驾驶行为评估报告。通过对出租行业27名司机培训的结果显示，受训司机相同交通条件下车辆百公里油耗平均可下降0.74L，节油率达到7%。

交通智能化监测技术得到了统计部门的高度认可，北京市依托此技术对交通能耗核算方法进行重大变革，2014年初将基于车辆监测数据的能耗统计核算方法正式应用到统计工作中，这在全国尚属首次。另外，项目成果为京津冀地区节能减排智能化监测分析体系建设奠定了数据与技术基础，已初步纳入京津冀交通一体化规划中，大力推动了京津冀交通一体化工作进程，对交通领域产生了深远影响。

中国智能交通协会科学技术奖每年评选一次，旨在加快中国智能交通行业发展,促进科学技术进步和科技人才成长，是国内交通领域的权威性奖项。

了解更多平台信息，请联系我们微信号@SustainableCity

或电邮daizongliu@qq.com

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