公路隧道机动车流量调查及其构成特点.pdf

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1、收稿日期：2000 - 11 - 20 基金项目：交通部重点科技项目 （95 - 06 - 01 - 19） ； 北京市蓝天工 程项目 作者简介：丁焰 （1974 - ） ， 男， 河北涿州市人， 助理工程师 . 公路隧道机动车流量调查及其构成特点 丁焰1，叶慧海2，王玮1，刘红杰1 （1.中国环境科学研究院， 北京100012；2. 交通部 公路科学研究所， 北京100088） 摘要：报道了谭峪沟隧道和梧桐山隧道实验中机动车流量及其变化的调查和分析结果， 得出了机动车流量的日变化趋势及车辆构成特点， 并 对其可能造成的环境影响进行了探讨。 关键词：机动车；隧道；车流量 中图分类号：X831.

2、03文献标识码：A 文章编号：1001 - 6929 （2001） 04 - 0043 - 05 lnvestigation of Vehicle Flow Ouantity and lts Composition in Highway Tunnels DING Yan1，YE Hui-hai2，WANG Wei1，LIU Hong-jie1 （1. Chinese Research Academy of EnvironmentaI Sciences，Beijing100012，China； 2. Research Institute of Highway， the Ministry of C

3、ommunications，Beijing100088，China） Abstract：The resuIts of anaIysis of vehicIe fIow rate and its variation in Tanyugou and Wutongshan highway tunneI experiments and the diurnaI variation tendency of vehicIe fIow rate and the vehicIe composition characteristics are given.The possibIe environmentaI im

4、pacts are discussed as weII. Key words：vehicIe；tunneI；vehicIe fIow guantity 机动车流量及其变化趋势的统计和分析是公路隧道实 验的重要组成部分。通过隧道的机动车流量和构成特点， 可 以在一定程度上反映调查地区的机动车流量状况和车辆构 成， 而通过机动车流量和构成与各种污染因素以及环境影响 因素的对比， 可以得出交通来源污染的参数和信息， 同时还 可以作为估算和预测机动车实际排放情况的依据。 作为隧道实验的重要组成部分， 调查了通过谭峪沟隧道 和梧桐山隧道的机动车流量和构成， 为研究机动车排放污染 及其影响提供了基础的参数

5、。特别是通过比较表明谭峪沟 隧道的机动车构成与北京市机动车构成基本一致， 所以隧道 实验的结果可以为北京市控制机动车排放污染提供依据。 1谭峪沟隧道机动车流量及其变化 图 1 4 给出了谭峪沟隧道车流量随时间的变化情况。 调查于 1999 年 7 月 16 20 日进行， 但是 7 月 16 日和 20 日的数据不完整， 所以机动车流量日变化的分析主要使用数 据完整的 7 月 17 19 日的结果。根据 7 月 17 19 日连续 72 h 通过谭峪沟隧道的所有机动车统计结果可知， 轻型车 （轻型 车中除小轿车外， 其他为微型面包车、 小型面包车、 小型工具 车等） 占 74.3%， 中型车占

6、 16.1%， 重型车占 9.6%， 柴油车 （包括中型和重型柴油车） 占 14.3%。从车流量统计情况可 以发现， 机动车流量白天比较大， 而夜晚则降低。但是， 从比 例上看， 夜晚以轿车为主的轻型车的降低比例较大， 而中型 车和重型车的降低比例则相对较小。白天 （8： 00 20： 00） 轿 车占车辆总数的 63%， 夜晚 （20： 00 8： 00） 轿车占车辆总数 的 34%。 由图 1 3 可以看到， 7 月 17 日和 18 日车流量较高， 2 d 的曲线非常接近， 最大峰值为近 800 辆/h， 而 7 月 19 日机动 车流量相对比较低， 峰值流量稍大于 400 辆/h。这主

7、要是 7 月 19 日出现降水和云雾， 致使机动车流量降低。从图 1 3 还可以发现， 在 16： 00 17： 00 出现了一次高峰， 这是机动车 大量返回北京市内所形成。从 22： 00 至次日 6： 00 出现机动 车流量的低谷， 这与人们的生活和工作规律相符合。由图 4 可以发现， 机动车流量在白天有一个非常明显的峰值， 峰值 的出现时间在 9： 00 18： 00， 3 d 的最大峰值出现时间均为 11： 00 12： 00， 呈现比较好的规律性。 由图 1 3 可知， 小轿车的流量最大， 占有绝对的优势， 其次为以微型面包车为主的其他车辆， 重型汽油车的数量最 少。小轿车的流量虽然

8、大， 但排放的污染物远远小于其他车 辆， 可能小轿车的流量并不能决定机动车排放污染的水平和 程度， 而重型车或中型车的流量较高时有可能对污染的贡献 更高。 第 14 卷第 4 期 环境科学研究 Research of EnvironmentaI SciencesVoI.14， No.4， ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 2001 时间： 1999 - 07 - 17 图 ! 谭峪沟

9、隧道机动车流量时间变化 Fig.1Variation of vehicie fiow guantity in Tanyugou tunnei 时间： 1999 - 07 - 18 图 “ 谭峪沟隧道机动车流量时间变化 Fig.2Variation of vehicie fiow guantity in Tanyugou tunnei 时间： 1999 - 07 - 19 图 # 谭峪沟隧道机动车流量时间变化 Fig.3Variation of vehicie fiow guantity in Tanyugou tunnei 图 $ 谭峪沟隧道机动车总流量时间变化 Fig.4Variation

10、of totai vehicie fiow guantity in Tanyugou tunnei “梧桐山隧道机动车流量及其变化 图 5 8 给出了 1999 年 9 月 18 20 日梧桐山隧道机动 车流量随时间的变化情况， 由于23： 00 至次日8： 00 未进行车 流量的测定， 所以车流量的测定时段为每天 8： 00 23： 00。 与谭峪沟隧道相比， 梧桐山隧道的机动车流量非常大， 最高接近 1 200 辆/h， 平均达 800 辆/h 以上， 调查期间最低流 量也达 500 辆/h 左右， 这种机动车流量在国内的其他公路隧 道中比较少见。其主要原因是梧桐山隧道是连接内地和香 44

11、 环境科学研究第 14 卷 时间： 1999 - 09 - 18 图 ! 梧桐山隧道机动车流量时间变化 Fig.5Variation of vehicie fiow guantity in Wutongshan tunnei 时间： 1999 - 09 - 19 图 “ 梧桐山隧道机动车流量时间变化 Fig.6Variation of vehicie fiow guantity in Wutongshan tunnei 时间： 1999 - 09 - 20 图 # 梧桐山隧道机动车流量时间变化 Fig.7Variation of vehicie fiow guantity in Wutongs

12、han tunnei 图 $ 梧桐山隧道机动车总流量时间变化 Fig.8Variation of totai vehicie fiow guantity in Wutongshan tunnei 港的主要陆路通道， 客运和货运车辆来往非常频繁。 由图 8 可知， 车流量的测定结果有比较明显的日变化规 律， 10： 00 左右和 15： 00 左右各出现一个比较明显的高峰， 峰 值流量在 1 100 辆/h 左右， 这与人们的出行和货物的流通有 密切的关系。虽然由于条件所限夜晚没有进行详细的调查， 但是在观测期间夜晚的机动车流量也比较大， 超过 300 辆/h， 54第 4 期丁焰， 等： 公路

13、隧道机动车流量调查及其构成特点 在早晨还出现一个流量的高峰， 估计流量在 1 000 辆/1 左右， 这也与客流和物流的变化密切相关。同时， 还可以发现对机 动车整体排放影响比较大的大中型车辆， 在 9 月 18 日和 19 日上午有比较显著的高峰， 下午的高峰则不明显， 而 9 月 20 日大中型车辆在上午和下午均出现高峰， 可能对污染程度有 一定的影响。 根据 9 月 18 20 日通过梧桐山隧道所有机动车的统计 结果可知， 小轿车占机动车总数的 43.1%， 轻型柴油车占 14.9%， 两项之和即轻型车占 58.0%； 中型汽油车占 14.6%， 中型柴油车占 8.0%， 即中型车占 2

14、2.6%； 重型汽油车占 4.3%， 重型柴油车占 12.1%， 即重型车占 16.4%； 摩托车占 3.0%。车流量的平均值为 834 辆/1， 远远大于谭峪沟隧道相 同时段 （8： 00 23： 00） 的平均车流量 351 辆/1。同时， 其车辆 构成中， 柴油车和大型车辆的比例远远大于谭峪沟隧道。根 据通过梧桐山隧道所有机动车的统计平均， 柴油车占机动车 总数的 35.0%， 而在谭峪沟隧道柴油车仅占机动车总数的 14.3%。因此， 机动车流量高、 柴油车和大中型机动车比例 高是梧桐山隧道机动车流量和构成的最大特点。 3机动车的构成特点比较 表 1 给出了 1998 年北京地区机动车构

15、成的统计结果。 从 1998 年北京各种车辆构成统计结果中可看出， 小客车占 机动车总数的 57.61% （如果从机动车总数中减去机动脚踏 车和电车的数量再计算各种车辆的构成比例， 则小客车占机 动车总数的 75.29%） ， 大货车和大客车占机动车总数的 6.59% （如果从机动车总数中减去机动脚踏车和电车的数量 再计算各种车辆的构成比例， 大货车和大客车占机动车总数 的 8.61%） 。由谭峪沟隧道 7 月 17 19 日连续 72 1 统计结 果的平均值计算可知， 轻型机动车 （包括轿车和其他） 占车流 量总数的 74.3%， 重型车占总数的 9.6%。所以， 谭峪沟隧道 的机动车构成能

16、够基本反映北京地区除机动脚踏车和电车 外的机动车构成情况。在此基础上计算的排放因子可在一 定程度上反映北京地区的机动车排放状况。 表 1 1998 年北京各种车辆构成统计结果 Tabie 1Ve1icies composition in Beijing in 1998 机动车种类 总数 （辆） 构成 （%） 机动车1 163 338100 其中汽油车890 14176.52 货车196 06816.85 其中大货车56 5504.86 客车690 34459.34 其中小客车670 21757.60 特种车3 7290.32 机动脚踏车 （摩托车）272 61223.43 其中轻便机动脚踏车1

17、15 9929.97 电车5850.05 公路隧道和机动车流量的状况在相当程度上决定了通 过隧道的机动车速度， 表 2 给出了谭峪沟隧道和梧桐山隧道 内， 在不同时段和机动车流量下机动车时速的调查结果。 表 2 谭峪沟隧道和梧桐山隧道机动车时速的调查结果 Tabie 2Investigation of ve1icie fiow guantity and specuiation of ve1icie speeds in Tanyugou 1ig1way tunnei and Wutongs1an 1ig1way tunnei 隧道名称类别22： 00 6： 006： 00 9： 009： 00

18、15： 0015： 00 18： 0018： 00 22： 00平均 谭峪沟隧道 机动车流量 （辆/1）100300600500200317 机动车时速 （km/1）605040406045 梧桐山隧道 机动车流量 （辆/1）6001 0008001 000800783 机动车时速 （km/1）403035303535 由表 2 可知， 谭峪沟隧道内机动车流量比较低， 同时隧 道为 3 条车道， 尽管隧道的限速为 40 km/1， 但是仍然有一些 时段机动车的时速比较高， 晚上到凌晨机动车时速最高， 曾 记录到出现 80 km/1 的情况， 而白天机动车流量比较大的时 段， 一般机动车的时速都

19、在 40 km/1 左右。与谭峪沟隧道不 同， 梧桐山隧道的机动车流量比较大， 同时大中型机动车数 量较多， 隧道内为 2 条车道， 所以限制了机动车时速， 在机动 车流量比较小的时段， 一般机动车时速为 40 km/1 左右， 而当 机动车流量比较高的时段， 机动车时速仅为 30 km/1 左右。 从总体平均的状况来考虑， 可以计算出谭峪沟隧道机动车的 平均时速为 45 km/1 左右， 梧桐山隧道机动车的平均时速为 35 km/1 左右。 4机动车流量变化对隧道空气污染的影响 机动车的直接排放可以造成空气污染， 同时机动车行驶 时载带的地面扬尘也造成污染， 这种污染在相对比较封闭的 公路隧

20、道内更加明显， 由于隧道内可以积累大量的污染物， 还造成能见度下降。机动车流量和构成是影响污染水平的 重要因素。在公路隧道实验中， 笔者选择的 2 条隧道机动车 流量均比较高， 所以对隧道内空气质量的影响比较大， 特别 是在交通高峰时， 隧道的通风条件并不十分理想， 空气污染 和能见度下降更加严重， 在实验中曾经出现隧道内能见度低 于 100 m 的情况。 大型机动车， 如重型柴油车等单车排放的污染物数量非 常大， 所以当机动车构成中大型机动车的比例较高时， 隧道 内的空气污染程度将会有很大的提高， 特别是大气颗粒物的 污染水平会有明显的增加。与谭峪沟隧道相比较， 梧桐山隧 道内大型机动车的流

21、量和比例均比较高， 所以梧桐山隧道大 气颗粒物的污染水平应高于谭峪沟隧道， 这在实验中得到了 证明。同时， 由于重型柴油车可以排放出较多的多环芳烃等 有机化合物， 所以梧桐山隧道多环芳烃类化合物的污染水平 64 环境科学研究第 14 卷 也应该非常高。而由于轻型小轿车可以排放出较多的气态 污染物， 其中包括 CO， NOX和 VOCS， 特别是由于小轿车在机 动车的构成中占有很高的比例， 所以小轿车流量的大小也直 接影响着上述气态污染物的污染水平。 !结论 a. 谭峪沟隧道机动车流量有明显的日变化趋势， 12： 00 有一个非常明显的峰值， 在 16： 00 17： 00 出现了一个次高 峰，

22、 从 22： 00 至次日 6： 00 出现机动车流量的低谷， 这与该地 区人们的生活和工作规律相符合。从机动车构成来看， 通过 谭峪沟隧道的机动车中小轿车占主导地位， 但由于小轿车排 放的部分污染物远远小于其他车辆， 尤其是小于重型汽油车 和重型柴油车， 所以有可能小轿车的流量并不能决定机动车 排放污染的水平和程度， 重型车或中型车的排放可能对部分 污染物的贡献更高。通过与表 1 的对比， 可以认为谭峪沟隧 道的机动车构成能够基本反映北京地区的机动车构成情况。 b. 通过机动车流量调查的统计结果 （表 2） 可知， 梧桐山 隧道机动车流量比较高， 远远大于谭裕沟隧道， 也高于国内 其他的公路

23、隧道。同时梧桐山隧道机动车流量有比较明显 的日变化， 一般 10： 00 左右和 15： 00 左右各出现一个比较明 显的高峰， 峰值机动车流量在 1 100 辆/h 左右， 夜晚则是机动 车流量的低谷。梧桐山隧道车辆构成中， 柴油车和大中型机 动车的比例远大于谭峪沟隧道， 其主要原因是有大量的货物 运输， 而这些机动车对环境的影响比较大。 c. 根据调查和比较可以发现， 谭峪沟隧道内机动车的 时速比较高， 而梧桐山隧道内机动车的时速则比较低， 这主 要取决于 2 条隧道的建设情况以及机动车流量和构成。 参考文献： 1 Chang T Y. Rudy J Roadway tunneI and

24、air guaIity modeIS J . Environ Sci TechnoI， 1990， 24 （5） ： 672 676. 2 邓顺熙， 司宝忠 . 我国轻型汽车污染物排放因子的实验的研 究 J .中国环境科学， 1999， 19 （2） ： ! 178 181. 环境科学研究 “# 年度优秀论文第一作者简介 王家骥：男， 1944 年生， 现任中国环境科学研究院研究 员， 中国生态经济学会常务理事。多年从事区域生态环境研 究， 曾因主持多项区域生态环境规划研究获得部级科技进步 一等奖 1 次， 三等奖 3 次。在区域生态环境规划和管理中深 化了生态完整性、 等级自然体系、 物种流

25、、 结构与功能匹配等 基本理论和规划的技术方法， 为区域整体优化建设做出了突 出贡献。在区域开发中深化了生态评价等级划分、 生态影响 判定因子和计算模式， 生态调查， 生态影响预测和生态制图 的理论和方法， 该项成果已在水利、 水电、 公路、 铁路等开发 建设项目中应用。现已发表 景观生态学的理论与应用等 3 部专著， 在一级学术刊物上发表论文 20 余篇。 关欣：男， 1958 年生， 副教授， 博士。1982 年 2 月毕业 于新疆塔里木农垦大学农学本科， 毕业后留校从事土壤农化 教学。先后在华中农业大学和浙江农业大学土化系进修 2 年， 其中， 在浙江农业大学重点学习遥感技术及应用 （一

26、年） ， 参加过浙江省东海海岸带自然资源综合考察和富阳、 桐庐、 建德、 新安江等县的遥感土壤制图。1987 年考入南京农业大 学土化系研究生， 参加了皖南茶园生态的部分研究， 1990 年 获土壤硕士学位。毕业后回原单位从事教学和科研工作； 曾 多次参加过新疆野外综合考察； 主持了南北疆荒漠土壤调 查， 参加了西北农业高等院校 土壤学 教材的编写。1993 年 2 月调入新疆农科院从事农业科研， 主持和参加过自治区 （省 级） 课题 3 项， 其中重点课题 2 项， 获省级农业技术推广一等 奖和科学技术进步四等奖各 1 项。1997 年 3 月调入新疆农 业大学， 从事土壤教学和科研工作，

27、主持和参加了国家自然 科学基金项目各 1 项。发表论文 25 篇。 李国文：男， 1968 年生， 西安建筑科技大学博士， 高级工 程师， 现在清华大学环境工程博士后流动站从事博士后研究 工作。主要研究领域为大气污染控制、 水污染控制和环境管 理。曾先后在地区环境监测站、 省级环境保护局从事环境管 理和环境监测工作， 多次获取先进工作者和优秀公务员等奖 励。承担了 “人工湿地系统处理工艺的机理研究” 、“絮凝气 浮法在治理毛纺废水中最佳工艺参数及运行效果评价” 、“生 物法净化有机废气工艺与机理研究” 等多项国家和省级基金 项目， 主持和参与横纵向课题 30 余项， 参编了 大气污染控 制工程

28、 、环境工程手册 （大气卷） 、生命支持系统百科全 书 （英文版） 、环境生物技术手册 等著作， 发表论文 25 篇。 王琪：男， 1957 年生， 高级工程师。1982 年毕业于清 华大学土木与环境工程系。1982 1990 年任北京轻工业学 院讲师。现任中国环境科学研究院固体废物污染控制技术 研究所所长， 中日友好环境保护中心公害部固体废物研究室 主任， 中国环境科学学会固体废物专业委员会委员， 北京市 人民政府专家顾问团顾问， 日本废弃物学会外籍会员等。参 加完成了国家 “七五” 和 “八五” 科技攻关项目 2 项， 并获得国 家计委、 国家科委和财政部联合颁发的 “国家八五科技攻关 先

29、进个人” 称号。主持完成了国家环境保护局科技进步项目 “垃圾填埋场渗滤液回流技术研究” ， 中澳合作项目 “磷石膏 综合利用技术研究” ， 中日合作项目 “填埋场加速稳定技术研 究” 。主持编制编写完成了 “进口废物环境保护控制标准” （十二项） 、“危险废物安全填埋污染控制标准” 、“ 十五 国家 危险废物集中处置场规划” 、“三峡库区移民环境保护行动计 划 （垃圾处理） ” 、“成都市环境污染综合整治总体规划 （第一 期） 污水处理和垃圾处理” 等。目前， 正在主持制定 “危 险废物包装与运输污染控制标准” 等； 主持进行 “填埋场防渗 衬层渗漏检测系统研究” 等课题。在国内外发表论文 10 余 篇， 参与编写专著 3 部。 74第 4 期丁焰， 等： 公路隧道机动车流量调查及其构成特点