交通部门是社会经济发展的关键组成部分,也是能源消耗和二氧化碳排放的重要行业。随着我国交通部门的飞速发展,迅猛增长的燃料油消耗,为自然环境的可持续发展和国家能源安全造成了巨大的压力,也为缓解和适应气候变化带来了巨大的挑战。因此我国亟需交通部门的低碳转型发展,营造良好的发展环境、构建科学合理的政策规划组合,以期开拓清洁低碳的发展道路,来保障经济社会的绿色、健康、可持续发展。本文面向国家应对气候变化重大战略需求和交通部门低碳发展的国际研究前沿,对城市交通低碳发展策略及环境效益进行设计和评价。综合运用了运筹学、统计学、计量经济学、车用燃料生命周期、投入产出分析、组织行为学、情景分析方法,以及文献计量等理论和方法,基于交通运行的“互联网+”大数据,从国家政策设计的规避策略、转变策略和改进策略方面拆解发展低碳交通的宏观战略和微观行为。具体从初级的城市路网规划阶段、中级的交通出行方式的替代阶段和高级的车辆燃油经济性的提高阶段三方面出发,进行城市低碳交通全路径发展策略剖析和研究,并对其进行环境效益评估,主要研究工作及创新点体现在以下几个方面:(1)从城市路网规划的视角出发,通过定量交通建模,运用仿真算法和车用燃料生命周期模型,去探究城区路网规模对城市交通状况的影响,进而量化分析不同情景下的环境效益。其优势在于定量分析不同路网设计规模下所造成的能源消耗和温室气体排放量,把路网规划和能源环境相结合,为未来低碳城市规划提供定量的研究方法及理论依据。基于这一目标,具体对以下几个内容展开研究:调查不同路网街区规模情况下,城市的交通流量分布和交通拥堵情况;探索不同街区规模的城市中行驶的车辆行驶里程(VMT)和行驶时间;核算不同街区规模下的城市交通所带来不同的空气污染和环境影响。研究结果显示,街区规模和交通流量之间存在紧密联系,大街区路网更有可能引发交通拥堵并将增加车辆24.8%的行驶里程和14.4%的行程时间。在能源消耗和环境保护方面,大街区不利于低碳交通的可持续发展。街区规模显著地影响着城市路面交通状况,城市规划者在未来城市路网布局时必须考虑到路网街区规模和环境效益之间的关系。(2)从替代交通出行方式的视角出发,在“互联网+”大数据、“共享经济”的背景下,探究共享出行的出行特征和节能减排收益,及此出行方式对未来消费者购车行为选择的影响。其优势在于,把共享出行的一手订单和集计数据在地理信息系统中集成,识别其出行特征、量化潜在的节能减排效益,并开创性地从共享出行视角下,探究其作为新能源汽车的推广渠道,如何提高消费者购买新能源汽车的意愿。结果显示,共享出行主要满足了用户日常的通勤需求,且有明显的早晚高峰,其服务多为连通中心城区和周边城区的中长距离出行。另外,在京津冀地区,共享出行一年平均将节约20.8万吨标煤的能耗、减少排放650.7吨二氧化碳、325.8吨一次PM2.5、1220.2吨二氧化硫以及1527.2吨氮氧化物。从共享出行的用户角度看,共享出行中电动汽车的服务显著提升了未来消费者购买电动汽车的概率,且收入水平是影响消费者改变其购买新能源汽车行为最重要的影响因素。随着受教育程度的上升,受访者对新能源汽车的接受度更好,尤其对于年轻的女性受访者,购买电动汽车的行为选择容易受到共享出行中电动汽车的乘坐体验而改变。(3)从提高车辆燃油经济性的视角出发,本部分研究针对于新能源汽车的产业发展和推广使用,建立主客观权重相结合的评估模型,量化评估不同国家、不同政策体系下新能源汽车产业的发展水平,并聚焦于中国的新能源汽车市场,基于车用燃料生命周期模型和新能源汽车运行的实际监测数据,量化评估了北京市公共领域的电动汽车运行所带来的环境效益,并对未来的节能减排潜能进行了预测和展望。结果显示,美国、日本、德国、中国的新能源汽车产业的产业发展水平不同,其中中国位居第二,有望未来赶超德国,实现“弯道超车”。另外,新能源汽车的推广和运行能显著减少能源消耗及空气污染物排放。2012年7月至2015年11月北京电动出租车总计节能710.2万千克标准煤,总计减排5369.5吨二氧化碳;2014年1月至2015年11月电动公交车总计节能46.8万千克标准煤,二氧化碳排放量仅为燃油公交车的79.3%;电动环卫车能耗仅为燃油环卫车的77.1%,二氧化碳排放量为燃油环卫车的92.3%。本文所构建的政策分析框架和环境效益评估模型方法有助于辅助城市或区域的低碳交通发展,为加强低碳交通建设、科学制定交通部门节能减排规划和降低交通部门能耗和污染物排放提供理论分析依据和决策支持。