能源计量对交通节能减排工作的支撑研究

魏银华

摘 要：随着人们生活水平的不断提升，以及环保意识的逐步增强，各行各业力求同时满足经济效益及生态效益需求，积极建设循环经济模式。信息化技术和大数据技术的应用，推动现代交通运输业在快速发展的同时产生了高能耗高污染问题。交通行业消耗能源量较多，每天会产生大量的污染物，严重影响了节能减排工作的落实。必须采取有效措施减少交通能源消耗量，这既是应对全球气候变化的需要，也是加强环境保护推进绿色高质量发展的需要。能源计量是一种全新的质量检测技术，为节能减排提供了新方法、新工具，利用能源计量技术可以促进交通节能减排的精细化处理，为相关工作决策提供必要帮助。基于此，文章分析了能源计量对交通节能减排工作的支撑作用，以期为交通行业的发展提供参考。

关键词：能源计量;交通运输;节能减排

中图分类号：TQ1;F32 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）12--03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.12.041

能源计量是一种新型的质量技术，是能源量化管理的一种手段，也是开展节能减排的重要技术工具，可以统计和分析能源消耗与碳排放量数据，对实现能源节约目标发挥着重要的保障和支撑作用。

为促进城镇环境质量提升，推动经济绿色高质量发展，推动交通运输业可持续发展，要树立绿色发展理念，落实节能减排思想，提高节能减排工作质量，解决交通运输环境污染问题，在增效基础上达到节能减排目标，促进城市交通绿色发展。

1 能源计量在交通节能减排工作中的应用

能源计量是指在能源使用过程中对其数量、质量、性能等多种参数实施检测、计算及度量，是实施能源统计的重要技术基础[1]。通过改善能源计量，可以提高能源统计效率及质量，形成最真实的数据台账，对数据实施综合分析，为节能减排工作提供重要的数据基础。对于交通能源计量，目前已有工程师成功研制出高精监测仪器设备，以及基于大数据平台和实验室检测数据的计算方法和系统。为提高交通能源监测质量及交通能耗核算准确性，工程师采用了包含移动无线传输、Web Service软件、互联网和数据库等在内的综合性数据管理系统，提高了能源计量设备检测效率，实现了交通能源计量的信息传输、检测与送检产品管理的一体化目标。

与其他一般的计量工具相比，能源计量的复杂性大幅度提升，且由于能源类型多样、消耗能源设备多样、计量设备多样，给能源计量工作带来一定的难度。为提高交通节能减排效率及质量，要改善能量计量工作，聚焦计量决策、计量研究及计量推广应用等方面，重点内容包括计量理念、计量规划与政策、计量关键技术和产品研发、计量大数据运用。在交通节能减排领域，能源计量工作的内容还包括人才培养、技术研发、市场咨询与辅助决策等，为建设经济性、安全性、高效性、便捷性与绿色性的现代化综合交通运输体系提供帮助。

2 能源计量在交通节能减排中的重点工程

开展城市交通节能减排工作，要有具备可分析性、可追溯性、可考核性、可分解性、可预警性与可预测性等功能的能源计量统计监测体系作为支撑。该体系由两个工程和三个核心技术构成，两个工程是能源计量统计监测体系的重要组成部分，即：

其一，统计与监测平台。该平台的核心技术体现在交通大数据与OBD车辆能耗计量器具等方面，功能则体现在政策评价、微觀监测、决策支持以及宏观分析等方面，为开展交通节能减排工作提供了便利条件。统计与监测平台能够全面覆盖运营车辆，具有极高的计算时效性与功能扩展性，且可核算和分析超过1 000项关键指标，为政府部门开展新能源车补贴、指标考核清空、绿色货运激励等工作提供系统化支撑[2]。在实际运营期间，统计与监测平台可监测车辆并核算总量数据，为开展交通节能减排工作提供数据支撑。

其二，交通节能减排实验室。根据交通运输部规划要求，各城市要加强公路水路交通运输环境监测网络建设，并着手建设交通节能减排实验室。有些城市已经建设了交通环境在线监测点位，实时监测交通运行产生的交通噪声、PM2.5大气污染物浓度等多项指标，得出用于节能减排的有效数据。

为顺利开展交通节能减排工作，有些城市建设了交通节能减排实验室，该实验室是由交通大气环境、交通水环境、生态环境、生态驾驶、绿色道路材料、移动源排放、噪声和振动等专项检测实验室组成，检测设备采用车载尾气检测设备、气相色谱仪、离子色谱仪、液相色谱仪等设备，有的还配备了移动环境监测车。

合理利用交通节能减排实验室，能够系统化检测各交通要素（人、车、路、环境），得出污染物监测数据，实时反映交通污染监测效果，并对检测结果作出评价，通过交通节能减排实验室，交通部门可以准确获得交通监测数据，清晰掌握交通污染状况，准确了解交通污染程度，提高当地交通部门的交通监测能力，为交通部门研究交通污染规律、制定环境保护政策、实施交通污染治理联防联控提供数据支撑[3]。

发挥交通节能减排实验室功能，使之达成以下建设目标：一是决策支持，在规划政府战略、制定标准规范、政策措施方面提供质量达标的决策支持;二是技术服务，具备一定技术权威且资质过硬，行业发展优势显著，为行业企业与国内市场提供高质量服务;三是科研攻关，致力于攻克核心技术，取得科研成果;四是发展联盟，与优势资源联合，创建战略联盟，快速扩展影响力。

3 能源计量在交通节能减排中的核心技术

能源计量统计监测体系主要是由两个工程和三个核心技术构成，三个核心技术指移动源多维感知和协同技术、交通能源计量数据质量控制技术、交通能耗排放模型技术。

3.1 移动源多维感知和协同技术

能源计量过程中，要计算和分析不同车辆的碳排放量，因此，要以车辆为基础，构建多维感知和协同技术，可以感知和分析多种车辆类型，收集有关于能量消耗及碳排放的重要参数。与此同时，还能够结合大数据技术，有序协同及关联来自多种不同来源的异构数据，提高数据分析效果[4]。

多维感知和协同技术的核心主要包括三个方面：第一，直接感知能源消耗的相关指标;第二，间接感知污染物的相关指标;第三，对多种来源的数据进行关联并完成数据融合，例如能耗量、车辆行驶数据、交通运营特征等。多维感知和协同技术可以整合多维异构数据，达到数据有序关联的目的，将车辆的基本特点作为技术核心，集聚各类数据，打造网状结构的数据模型。

网状结构的数据模型可以融合和匹配不同类型的数据，主要包括以下五个维度：

第一，能源消耗维度，指在车辆运行时产生的能源消耗量，包括瞬间能源消耗量、累计油量消耗、行驶里程等;

第二，污染物排放维度，指在交通运行过程中产生的各种污染物，不同型号车辆的排放因子、排放物浓度水平、尿素液位及车辆运行里程;

第三，运营特点维度，指车辆在提供运输服务时产生的参数，例如客运和货运的流量参数和周转量参数;

第四，运行工况维度，指车辆在运行过程中的具体参数，例如车辆运行速度、车辆运行经度、车辆运行纬度等;

第五，使用者维度，指车辆驾驶人员在行驶过程中产生的各项参数，例如驾驶员年龄、人员性别、驾驶时间、职业类型、急加速次数、急刹车次数、急加速时间、急刹车时间、速度变化频率等，通过分析多个维度的数据，为节能减排工作的开展提供数据支撑[5]。

3.2 交通能源计量数据质量控制技术

数据质量控制技术要通过与计量部门展开合作，在质量技术部门的指导下，加强对运输企业计量管理人员、技术人员的培训，从源头帮助企业建立比较完善计量检测体系。特别是能源计量体系，可以研究出针对不同发动机的检测设备，利用实验室得出多种校正模型，从而提高数据检测水平。

在实际运营中，交通监管部门可以利用行业大数据平台，融入无线传输技术，构建综合性数据管理系统，准确核算交通行业运营过程中产生的数据，检测运营车辆的能源消耗，完成检测信息传输，让相关人员对交通能源计量数据实施有效的管理和监控，进一步完善并提高数据监测水平，满足能源计量工作的要求。

3.3 五层次交通能耗排放模型技术

在利用移动平台监测及实验室进行检测的基础上，融合大数据技术、仿真技术多尺度评估技术，打造五层次交通能耗排放模型技术，提高收集和分析交通能耗数据的水平。通过多种技术的融入，可以在节能减排工作中，从宏观、中观、微观的角度解决节能减排规划问题、节能减排预测问题、节能减排效果评估问题。

五层次交通能耗排放模型技术的主要内容包括：

第一，从时间维度出发，构建宏观核算清单模型。按照车辆具备的物理特征及本地营运管理特点，对机动车实施有效分类，分析不同车辆型号的保有量、排放因素、能耗因素、具体行驶总里程，准确核算能源消耗及碳排放总量。该技术可以预估不同时间角度下的交通能源消耗及排放量，为后续宏观工作计划的制定提供重要数据参考[6]。

第二，从空间角度出发，构建中观路网评价模型。该模型可以根据城市内部不同路段的交通流量，实时预测分析车辆的速度变化情况，简单分析出在不同路段下及一定时间内产生的污染物总量，分析出在不同的情景下节能减排工作的开展方式。

第三，以实时交通流量为基础，构建路网能耗排放动态监测模型。各异模型可以达到高分辨率仿真的效果，仿真模拟城市路网某个路段的交通流量及车辆速度，将其与速度排放因子实施关联分析，仿真模拟道路网络的动态能量消耗情况，及时分析周边环境的质量水平，为节能减排策略的制定提供数据参考。

第四，从时空维度出发，监测和分析单个车辆的能源消耗量及污染排放。将各车辆作为研究对象，对车辆实施多角度感知，分析车辆在运行过程中产生的参数，并将其与其他不同类型的车辆进行联合分析，了解动态化角度下不同车辆能源消耗量和碳排放量的具体数据，识别能源消耗过多的车辆，纠正驾驶员的不良驾驶行为[7]。

第五，以区域角度出发，构建基础设施能耗排放评估模型。这一模型将基础设施作为基本研究对象，通过打造仿真模型，可以评估基础设施环境，提高环境治理水平。

交通能耗排放高分辨率仿真技术多尺度评估技术需要注意以下几点：一是提高能源消耗治理效果，确保数据具备真实性;二是具有移动的特点，在数据评估过程中必须结合区域维度、路段维度及单车等多个不同尺度进行分析，同时集合年份、月份、每日不同的时间实施监测，提高监测水平;三是在使用该技术的过程中，必须敏感地表达政策实施前、政策实施后产生的变化，在模型中融入大量参数，以交通污染治理决策为主，从多个角度提高对政策的敏感性[8]。

4 结语

综上所述，积极创建具备环保功能的现代交通运输体系，不断优化城市交通能源利用率，推动行业可持续发展，确保人民群众身体健康，是现代交通能源产业发展的必由之路。节能减排是交通能源发展的重要工作，交通领域的能耗与气体排放在节能减排中占据关键地位。

能源问题及环境问题是困扰每个国家的重要问题，也是影响经济快速发展的一大因素，必须改变人和自然之间存在的矛盾关系，更好地利用自然生态优势，推动低碳经济模式的形成。

能源计量能够提高節能减排的工作效率以及质量，并已在具体工作中广泛应用。城市交通节能减排的工作重点是强化交通能源计量，发现和缓解高能耗，最终实现精细化管理。能源计量统计监测体系包括统计与监测平台、交通节能减排实验室在内的两个重点工程，以及包括移动源多维感知和协同技术、交通能源计量数据质量控制技术、五层次交通能耗排放模型技术在内的三种能源计量核心技术。通过重点工程和核心技术的应用，分析能源消耗情况，结合碳排放量的波动情况，制定相应的节能减排策略，改善现阶段交通行业的发展模式。

参考文献

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[2] 陆潘涛，韩亚龙，戴瀚程.1.5℃和2℃目标下中国交通部门2050年的节能减排协同效益[J].北京大学学报（自然科学版），2021，57（3）：517-528.

[3] 杨悦.基于GPRS的热网计量监控系统研究与应用[J].现代工业经济和信息化，2021，11（3）：91-92.

[4] 陈旺强，杨龙，文杰，等.能源计量在节能减排中的重要性[J].当代化工研究，2021（6）：103-104.

[5] 洪冬梅.打好节能减排攻坚战 推动“十四五”内蒙古经济增长提质增效[J].北方经济，2021（3）：19-21.

[6] 杨金华.电力企业能源统计工作对节能减排的作用探究[J].现代营销：经营版，2021（3）：166-167.

[7] 陈雄伟，包凤珍.合理利用能源审计实现石化行业节能减排[J].化工管理，2021（3）：1-2.

[8] 刘莹，刘勇，徐龙，等.能源计量对交通节能减排工作的支撑作用[J].中国计量，2017（5）：24-28.