《Sustainable Cities and Society》：Traffic, Air Quality, and Health Impacts Resulting from Transport Interventions using a Regional-Scale Agent-Based Transportation System Model
Cristian Poliziani | Ling Jin | Xiaodan Xu | Yuhan Wang | Haitam Laarabi | James Butler | Carlos Guirado | Nazanin Rezaei | Zachary A. Needell | Tom Wenzel | C. Anna Spurlock
美國加利福尼亞州伯克利市勞倫斯伯克利國家實驗室
摘要
交通干預措施為減少交通對環境的不利影響提供了機會。然而，對車輛活動、排放、空氣質量以及健康結果的影響往往是在孤立的環境中評估的，并且主要關注總體效應。目前的做法缺乏一個可擴展的、開源的、模塊化的工具，能夠高效地模擬個人和車輛的出行情況以及區域交通系統所帶來的環境影響（尤其是高分辨率下的影響）。本文介紹了一個新開發的綜合評估框架，該框架基于高分辨率的基于代理的交通模型，用于區域交通模擬、排放建模、污染物暴露和健康評估。該綜合模型在舊金山灣區的四種交通干預情景（設卡區、遠程辦公、步行/自行車激勵措施和免費公共交通）中進行了驗證，展示了這些干預措施在空間和人口分布上的不同影響程度和模式。該工具可以擴展到其他地區，并應用于各種政策制定，以支持可持續、高效和有效的交通規劃。
章節摘錄
引言
在美國，空氣污染是導致過早死亡的主要因素之一，也是第12大死亡風險因素，2019年造成了超過60,000人死亡（Murray等人，2020年）。此外，這些健康風險在各個社區、城市和地區之間的分布并不均勻，大約19%的美國人口居住在日均車輛流量超過25,000輛的道路附近，因此面臨更高的健康風險（Rowangould，2013年）。
與交通相關的空氣污染
相對于現有文獻的創新之處
旅行和交通干預措施（Bigazzi和Rouleau，2017年），如對主動交通和公共交通的投資（Dill和Carr，2003年；Wang等人，2024年）、減少出行次數的策略（Herzog等人，2006年；Nelson等人，2007年）、生態駕駛和生態路線規劃（Barth和Boriboonsomsin，2009年；Mei等人，2024年；Wu等人，2025年）、緩解交通擁堵的策略（Brown等人，2015年），以及避免城市發展碎片化和無序擴張等措施，都為減少交通對環境的影響提供了機會。方法論
圖1展示了影響評估的順序流程，該流程將中尺度的基于代理的交通模型BEAM CORE與車輛排放建模、空氣質量建模和公共衛生評估相結合。具體而言，該方法包括：1）為基線和干預情景定義并運行BEAM CORE，以空間分辨的方式生成不同車輛類型和排放過程下的車輛活動數據；2）從CARB獲取排放因子數據。
演示與討論
隨后將基于代理的交通模擬、排放建模、空氣質量建模和健康評估相結合的綜合評估框架應用于四種交通干預情景。模擬年份統一設定為2018年，以便觀察變化是由出行活動而非車輛組成引起的。后續分析旨在深入探討這些干預措施在質量、健康和出行便利性方面的潛在影響和/或益處。
結論與未來方向
本文介紹了一個基于高分辨率基于代理的交通模型BEAM CORE的新開發綜合評估框架。這一新工具使研究人員和政策制定者能夠進行綜合的區域交通模擬、排放建模、污染物暴露和健康評估。通過將BEAM CORE與先進的EMFAC排放建模模型相結合，并使用InMAP/ISRM對排放變化進行空間解析，實現了這些功能。
作者貢獻
作者對本文的貢獻如下：首席研究員：CAS；概念構思和研究設計：LJ、XX、CP；手稿撰寫：LJ、CP、XX、TW；數據采集：XX、CP、LJ、YW、JB；軟件開發、數據分析與可視化：CP、LJ、ZN、HL；方法討論與手稿編輯：所有合作者共同完成。所有作者均審閱并批準了最終版本的手稿。
未引用的參考文獻
Hatzopoulou和Miller，2010年
CRediT作者貢獻聲明
Cristian Poliziani：寫作——審閱與編輯、初稿撰寫、可視化、驗證、軟件開發、方法論設計、數據整理、形式化分析。
Ling Jin：寫作——審閱與編輯、初稿撰寫、可視化、驗證、監督、軟件開發、資源協調、項目管理、方法論設計、數據整理、概念構思。
Xiaodan Xu：寫作——審閱與編輯、初稿撰寫、驗證、軟件開發、方法論設計。
利益沖突聲明
作者聲明他們沒有已知的財務利益或個人關系可能影響本文的研究結果。
致謝
本文及所描述的工作得到了美國能源部（DOE）車輛技術辦公室（VTO）的支持，具體通過“加速交通研究系統與建模”（SMART）移動性實驗室聯盟實施，該聯盟屬于“能源高效移動系統”（EEMS）計劃的一部分。部分工作由勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員在合同編號DE-AC02-05CH11231的框架下完成。James Butler得到了加州大學-國家實驗室的支持。
