类型a：学术研究报告

本文档为上海大学管理学院物流工程与管理专业硕士研究生章喆良的硕士学位论文，导师为崇丹教授，完成于2023年4月。论文题目为《基于动态全生命周期评价的养护工程交通影响的碳排放模型研究》（Research on the Carbon Emission Model of Traffic Impact Caused by Maintenance Engineering Based on Dynamic Life Cycle Assessment）。

学术背景： 在全球气候变暖问题日益严峻的背景下，中国提出了2030年碳达峰和2060年碳中和的目标。公路运输作为中国最主要的交通运输方式之一，其碳排放占交通运输行业总排放的87%，承担着重要的节能减排任务。全生命周期评价（Life Cycle Assessment, LCA）是一种从全生命周期角度探索环境影响的方法，已成为研究全球变暖问题的重要工具。然而，传统静态LCA方法在评估道路养护工程碳排放时，往往忽略了时空动态性。因此，本研究采用考虑时空动态性的动态生命周期评价（Dynamic Life Cycle Assessment, DLCA）方法，系统研究道路养护工程及其导致的交通影响的碳排放水平。

研究目的： 本研究旨在构建能够体现时空动态性的DLCA评价框架和模型，准确评估养护工程交通影响的整体碳排放水平，并从材料、能源、交通、施工四个方面探索降碳潜力，为实现交通运输领域的”双碳”目标提供依据。

详细工作流程： 1. 动态评价要素识别及DLCA评价框架构建 - 识别三类动态评价要素：动态物化消耗量、动态基础清单数据和动态特征化因子 - 将养护工程导致的交通影响纳入研究范围，扩展研究边界 - 构建包含四个阶段（材料生产、物料运输、现场施工及交通影响）的评价框架

1. 动态影响要素研究及DLCA评价模型构建

   • 养护工程动态物化消耗量模型：
     • 使用前物化消耗量：基于工程空间几何数据→工程量清单数据→材料和机械消耗量数据的计算模式
     • 再现物化消耗量：考虑废旧沥青材料回收利用率(RAP)的动态变化
   • 交通影响动态物化消耗量模型：
     • 构建动态交通量模型、动态车型比例模型和动态能源经济性模型
     • 使用VISSIM微观交通仿真软件模拟道路养护过程，输出通行时间、交通延误时间等指标
   • 动态基础清单数据构建：考虑电力来源的时空动态性，预测动态电力基础清单数据
   • 动态特征化因子构建：采用基于时间调整的全球变暖潜势(TAWP)代替传统的全球变暖潜势(GWP)

2. 案例分析及模型验证

   • 以上海凌空路养护工程为实际案例
   • 收集路段交通信息、养护内容和工程量数据
   • 构建VISSIM微观交通仿真模型
   • 应用DLCA模型测算碳排放水平

3. 降碳潜力研究

   • 从材料、能源、交通、施工四个方面分析关键影响因素的降碳潜力
   • 进行不确定性分析

主要研究结果： 1. 交通影响碳排放不容忽视：传统静态LCA模型忽略的交通影响碳排放在选择养护方案时需要重点考虑。 2. DLCA模型的优越性：静态LCA会高估距评价时点较远的碳排放水平，DLCA能更准确反映整体碳排放水平。 3. 关键降碳措施： - 提高废旧沥青材料回收率：每提高10%可降低碳排放3.28% - 降低柴油基础清单数据：每降低10%可减少碳排放4.45% - 新能源车辆替代：新能源小汽车的碳排放约为传统小汽车的53% - 施工组织方式优化：分段分车道施工的碳排放最低，两车道合并施工的碳排放约为其2.5倍

研究结论： 1. 理论价值： - 扩展了养护工程碳排放的研究边界，将交通影响纳入评价范围 - 提出了考虑时空动态性的DLCA评价框架和方法 - 丰富了交通碳排放的计算方法，结合了微观交通仿真和微观碳排放模型

1. 实践意义：
   • 为道路养护工程的低碳管理提供了科学依据
   • 识别了关键降碳因素和潜力，为”双碳”目标实现提供了路径
   • 提出的分段分车道施工等建议可直接指导工程实践

研究亮点： 1. 方法创新： - 首次将DLCA方法系统应用于养护工程交通影响碳排放评价 - 创新性地将VISSIM微观交通仿真与生命周期评价相结合 - 采用TAWP作为动态特征化因子，提高了时间维度评价的准确性

1. 研究发现：
   • 量化了交通影响碳排放的重要性
   • 揭示了不同施工组织方式的碳排放差异
   • 明确了关键影响因素的降碳潜力

其他有价值内容： 1. 建立了完整的养护工程交通影响碳排放动态评价体系 2. 提供了详细的案例分析，验证了模型的实用性 3. 进行了全面的不确定性分析，增强了研究结果的可靠性

本研究为我国道路交通领域的碳排放评估提供了具有实践意义的动态评价框架和模型，对提升道路交通领域环境管理和决策具有重要的参考价值。研究成果不仅具有学术创新性，也能直接指导工程实践，助力交通运输行业的绿色低碳发展。