一种评价高速公路服务区客运接驳站节能减排效果的方法

技术领域

本发明涉及高速公路服务区客运接驳站，尤其涉及一种评价高速公路服务区客运接驳站节能减排效果的方法。

背景技术

在高速公路建设初期，服务区选址大多远离主城区，只考虑了停车、餐饮、加油、维修、休息功能，对于客运中转、换乘考虑不足。随着城市不断向外围发展，服务区周边的居民往往远离位于主城区的客运中心站，存在乘车不便、绕行距离远的问题，于是出现了居民翻越护栏进行服务区乘车的违法现象。

为此，多地开始探索在具备一定条件的高速公路服务区，因地制宜地设置具有客运中转、换乘功能的客运接驳站。这类客运接驳站一方面就近满足居民出行需求，减少绕行距离，杜绝在服务区倒客甩客现象；另一方面也为过境班车提供配载，提高客运实载率和经济效益。

目前服务区客运接驳站尚处于起步阶段，各地都在进行积极探索，但从已有的实践案例来看，大多对短期经济效益关注较多，而忽视了社会效益。实际上，服务区接驳站具有满足出行需求、维护客运秩序、保障乘客安全、促进节能减排的社会效益。

现有的研究内容对于服务区客运接驳站的研究主要集中于设置条件、服务模式、个案分析等方面，而对于其节能减排效果缺少深入分析。因此，在分析服务区客运站运作模式的基础上，如何通过具体措施来定量评价服务区客运接驳站的节能减排效果成为亟需解决的技术问题。

发明内容

发明目的：本发明提出一种评价高速公路服务区客运接驳站节能减排效果的方法，通过构建油耗和碳排放模型，来定量评价服务区客运接驳站的节能减排效果。

技术方案：本发明评价高速公路服务区客运接驳站节能减排效果的方法，包括以下步骤：

(1)对服务区客运接驳站运作模式分析：将高速公路服务区客运接驳站分为汽车客运站模式和简易候车点模式。其中，汽车客运站模式中的客运接驳站在城乡结合部附近，周边有经济开发区或者大学城，居民出行需求较大。由于有城市道路或者普通公路与客运接驳站相连，因此乘客通过城市公交、共享单车、自用车辆自行到达或者离开客运接驳站。考虑到高铁的冲击和公路客运的优势运距，乘坐本地班车的出行距离为200km，乘坐过境班车为400km；

(2)服务区客运接驳站节能减排效果分析：首先建立油耗模型与碳排放模型，然后针对具体场景进行计算；

(3)提出提升节能减排方法：优化客运站的选址、加强客运站衔接公交服务、提高客车的实载率。

步骤(1)中，服务区客运接驳站运作模式分析具体如下：

步骤(1.1)，考虑出发地与不同客运站之间的距离的情况下，如乘客路线选择示意图所示，图中虚线表示没有客运接驳站情况下的选择，实线表示设置服务区客运接驳站后的路线选择，图中距离均可通过高德地图获取。假设乘客从所在地A前往当地客运中心站距离为d1，前往服务区客运接驳站的距离为d2，从客运中心站前往目的地B距离为d3，客运接驳站前往目的地B距离为d4，该距离的单位为km。

具体内容为：

情况(1)当d1≦d2时，乘客选择通过客运中心站搭乘班车前往目的地B，此时途经距离为(d1+d3)km；

情况(2)当d2<

步骤(1.2)，考虑乘客选择过境班车的情况下，如乘客路线选择示意图所示，乘客所在的城市没有首发且直达目的地D的客运班车。

具体包括：

情况(3)，如果没有设置客运接驳站，则乘客要去C地转车。此时乘客先去客运中心站，然后通过客运班车达到C地，在C地再乘坐客运班车去目的地D，此时途径距离为(d1+d5+d6)km；

情况(4)，如果设置了客运接驳站，由于有过境班车经停服务区客运接驳站，则乘客先去客运接驳站，然后乘坐过境班车，直接到达D地，此时距离为(d2+d7)km。

步骤(2)中，服务区客运接驳站节能减排效果分析如下：

对模型建立假设、油耗模型构建、碳排放模型构建、节能减排效果影响因素的进一步分析。

该模型建立假设具体过程为：

假设一：高速公路、服务区、城市内各公路客运站符合建筑标准；假设二：乘客理性选择更加实用、安全、舒适的出行方式；假设三：假设乘客达到目的地后，不继续采用其会产生燃油消耗或碳排放的交通方式。假设四：客车司机的驾驶速度均为基准速度，同时司机驾驶水平相似；假设五：客车途径范围内的城市、县区、乡村政治经济相对稳定，交通环境变化较小；假设六：客车途径范围内的海拔、气温保持相对稳定，对汽车油耗影响较小。

该油耗模型构建过程包括：

乘客出行过程中产生的油耗来自两个方面：一是从出发地A达到客运中心站或者客运接驳站的过程。如果A离客运中心站较远，假设乘客从出发地A到客运中心站的平均距离为d，乘客将选择出租车，这一部分将产生油耗；另一方面，在客运中心站或者接驳站到B地这一过程中客车产生油耗。

基于上述分析，乘客在从A到B的过程中，所产生的油耗表示为：

Q

其中，Q

表1载客汽车实载率与单耗的关系

为了简化计算，令其中的随机误差Δ

车长6～9(m)时，单耗为：y＝788.531/x-1.760+Δ

车长9～12(m)时，单耗为：y＝543.114/x+1.187+Δ

车长12(m)以上时，单耗为：y＝383.473/x+2.351+Δ

由此计算出四种情况的油耗分别为：

情况1：Q

情况2：Q

情况3：Q

情况4：Q

对于情况2和情况4，乘客所选择的路径相同，而且由于A离接驳站距离较近，因此采用城市公交或者共享单车，因此e

碳排放模型构建方法包括：

大客车的燃油主要为柴油，假设柴油在理想状况下完全燃烧。考虑到柴油燃烧尾气中CO、HC及碳烟的含量相对于CO2少很多，为了简化计算，在进行柴油碳排放研究时忽略CO与HC以及碳烟。碳排放量与油耗量呈现线性相关性，通过油耗量与转化系数相乘直接转化的方法对碳排放量进行估算，为此根据油耗模型建立碳排放模型如下：

C

其中，C表示碳排放量(kg)，λ表示油耗与碳排放转换系数，即碳排放因子。每升柴油完全燃烧产生的CO

节能减排效果影响因素的进一步分析方法包括：

根据公式(1)(2)(3)(4)可知，油耗的主要因素为乘客到客运中心站的距离d1，或者到接驳站的距离d2，大客车的单耗Em以及乘客从出发地到达客运站的市内交通方式(en)。其中，d1、d2由客运站的选址来决定，Em与客车的实载率有关，en与市内公交的供给有关。根据公式(5)，碳排放一方面跟油料是否充分燃烧(λ)有关，另一方面跟油耗(Q)有关。前者依赖于发动机技术的进步，后者依赖于燃油的节能。因此，如果要进一步提升服务区客运接驳站的节能减排效果，从客运站的选址、客运站的衔接公交、提高车辆实载率三个方面入手。

步骤(3)中，优化节能减排的方法如下：

优化客运站的选址、加强客运站衔接公交服务、提高客车的实载率。

(3.1)优化客运站的选址过程如下：

客运接驳站的选址考虑定性与定量相结合的方法。定性方面，调研发现在服务区设置客运接驳站首先需满足以下几个条件：服务区位置优越、周边道路网较发达、过境班线多、出行需求较大。在定性分析初步筛选的基础上，进一步采用多目标决策方法从是否满足出行需求、能否维护客运秩序、能否保障乘客安全方面进行定量分析，确定合理的选址方案，减小乘客到客运站的平均距离。

(3.2)加强客运站衔接公交服务过程如下：

在站点运行稳定后，争取城市公交公司在服务区外部增加公交车站，配备公交线路，根据乘客需求，设置公交站点，以方便乘客到达和离开服务区。针对去服务区客运接驳站的乘客,考虑凭实名制车票免费乘车或者给予优惠，鼓励乘客采用城市公交的方式进行集散。同时，也考虑将服务区客运接驳站周围纳入共享单车的服务范围。

(3.3)提高客车的实载率具体过程如下：

客车的实载率在70％左右，客车单耗处于经济状态，因此将实载率提高至70％。随着高铁线网的加密，公路客运不可避免的面临冲击，因此需要从区域层面，对区域内班线资源进行整合，开展节点运输，通过节点配载，提高车辆的实载率；其次，根据客流需求和特征选择合适的车型，避免车型与客流需求不匹配，导致实载率不高。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明针对当前所设置的高速公路服务区客运接驳站所产生的社会效益进行分析，通过构建油耗模型和碳排放模型，并针对乘客出行的情况进行对比分析，从优化客运站选址、加强衔接公交服务、提高客车实载率方面进一步提升节能减排效果，推动服务区客运接驳站的发展。

附图说明

图1为本发明中的乘客路线选择示意图。

具体实施方式

实施例：

为了能更直观地分析客运接驳站的节能减排效果，以天台高速客运站为例进行实例分析。该站位于G15W高速天台服务区北区，是天台客运中心下设车站，于2017年7月26日站正式开业，目前与其签订进站配客的班次112家。对天台高速客运站辐射范围内的乘客而言，分别存在上面步骤(1.1)中分析的四种情况：

情况(1)：未设置天台高速客运站，若乘客从天台县坦头镇(A)前往宁波汽车南站(B)，则需先从坦头镇前往天台客运中心站，单程8.9km，再从天台客运中心站前往宁波汽车南站，单程153km。此时d1＝8.9km,d3＝153km。

情况(2)：设置天台高速客运站后，乘客只需先到天台高速客运站，单程2.6km，再从天台高速客运站乘坐大客车前往宁波汽车南站，单程139km。此时d2＝2.6km,d4＝139km。

针对情况(1)和(2)进行对比分析：在这两种情况下，假设客车长10m，实载率为60％，则根据表1，Em＝10.2389L/千人km，en＝9.0L/百km,相关参数代入式(1)(2)可得油耗Q，如表2所示。

情况(3)：此时乘客前往江苏省常州市，天台客运中心没有直达班车，但绍兴有直达常州的班车。没有天台高速客运站的情况下，乘客首先从坦头镇前往天台客运中心站，单程8.9km，再从天台客运中心站前往绍兴客运中心(C)，单程132km，从绍兴再乘坐大客车前往常州客运中心站(D)，单程267km。此时d1＝8.9km,d5＝132km,d6＝267km。

情况(4)：设置天台高速客运站后，乘客只需先到天台高速客运站，单程2.6km，再从天台高速客运站乘坐大客车前往常州汽车站，单程366km。在这种情况下，过境班车存在配载行为，实载率有所提高，假定提高为65％。此时d2＝2.6km,,d6＝366km。

针对情况(3)和(4)进行对比分析：假设客车长10m，情况(3)的实载率为60％，则根据表1，E3m＝10.2389L/千人km；情况(3)的实载率为65％，则根据表1，E4m＝9.5426L/千人km，en＝9.0L/百km。相关参数代入式(3)(4)可得油耗Q，如表2所示。

表2四种情况下的燃油消耗

注：表中*是情况(2)相对情况(1)所节省的燃油，**是情况(4)相对情况(3)所节省的燃油。

服务区客运接驳站一般为四级客运站，四级客运站的客运量为日均300-2000人次，取日均最低值300人次，乘坐过境班车和当地班车各为150人次，每年运营天数取360天，则计算出节省的燃油为Q省＝51030+75222＝126252(L)＝12.63万升。此时，根据碳排放模型公式(3)进一步求出减少的碳排放为C减＝2.6465*126252＝334125.918(Kg)＝334.13吨。