车），下标bus表示公交，则Θ ,为小汽车客流转移到轨道交通的比例，Θ bus为公交客 流转移到轨道交通的比例，为小汽车日平均乘车人数，Qbus为公交日平均载客人数，s为 小汽车日平均出行距离，取值范围[1，4]，〇^为小汽车百公里油耗，L为公交车日平均运营 里程，Q、，为公交百公里油耗。
[0065] 由于城市轨道交通使用电力作为动力来源，在轨道交通运营过程中，基本不产生 碳排放。因此最后，相对于普通道路交通而言，城市轨道交通碳减排量的计算公式如下：
[0066] Crailreduce= C road
[0067] 即城市轨道交通的碳减排量Croad可以用同等客流条件下道路交通的碳排放量 Crailreduce来表不，流?王如上。
[0068] 3)基于影子价格理论，根据统计局数据获得交通行业的碳排放影子价格，用来描 述碳排放量在交通行业中的稀缺程度（假设实行碳排放配额限定），并反映其预期价值，具 体为：
[0069] 结合影子价格在其他行业的应用情况，针对交通行业的特点以及"可持续发展"战 略的思想，提出以下假设：
[0070] (1)城市交通是一项生产活动，拥有投入和产出。非期望产出为时间、燃油、废气 等，在本项目中即为交通行业所产生的碳排放；期望产出是交通所带来的便利，反映为居民 出行量的变化；投入分为固定投入和可变投入，分别用交通业全社会固定资产投资和车辆 数量这两个参数来反映。
[0071] (2)当不断增加某一资源，它的稀缺性就会变小使其影子价格变为零。在资源配置 中认为，每增加或者减少某一项资源的量，而使得系统最优目标函数产生的变量，就是这个 资源的价值，但是这样的关系并不总是线性的。因此在更大范围上不可以保证在资源的稀 缺程度没有变更。
[0072] (3)由于模型参数标定需要有一定量的数据，因此模型的使用条件是至少有包含 目标年的7年基础数据。
[0073] 基于上述假设，设投入参数X为车辆数量m以及交通业全社会固定资产投资η ;期 望产出Υ为居民出行量y;非期望产出Ζ为交通碳排放ζ。在搜索方向向量为（1，1)时即为 所要找的点。方向性距离产出函数具体表达为：
[0075] 其中，下标t表示第t个时间段对应的参数值，wz、wmz、w nz、wyz、wzz、wy、wmy、w ny、wyz和wyy为超越对数函数的相关系数。
[0076] ?^、'\^、'\^、'\^、'\^、'\^、'\^、'\^、'\^和￥"标定的方法可以采用极大似然估计的方式， 其值的正负情况如下表1所示。其实际意义表示为：在生产活动中该影响项对靠近前沿线 的贡献是增加还是减少的。
[0077] 表1系数正负取值表
[0079] 在王思斯的研究中，提供了碳排放影子价格的解法，表示如下：
[0081] 将上式求偏导得到：
[0084] 将式（2)和式（3)代入式（1)可得，交通碳排放影子价格最终表达式：
[0086] 4)基于碳交易价格模型，根据碳排放影子价格和碳交易市场数据获得交通行业的 实际碳交易价格，具体为：
[0087] 碳排放交易机制是国际上普遍承认的有助于碳减排的机制之一。碳交易机制中把 碳排放额度看作一种稀缺资源，可以进行货币化的交易。政府通过对企业、单位或个人分配 一定的碳排放额度，在此基础上，碳排放超标的企业、单位或个体需要向碳排放额度剩余的 企业进行碳排放额度的购买。城市轨道交通运营企业应该是碳交易市场上的配额出售方， 通过销售碳减排量来获得环境效益的补贴。
[0088] 因此，设定交通行业的碳交易价格模型如下：
[0090] 其中，7J7为实际碳交易价格，￥为交通行业的无风险基本价格，为系统性风 险系数，即可保证的价格底线，瓦为交通行业的碳交易预期价格。
[0091] 的取值与国内碳交易市场的成熟度、碳交易机制的完善程度以及与国际碳交 易市场的接轨程度等碳交易制度规章有关，其值越高说明市场越不成熟，范围为[0, 1]。^ 无风险基本价格的取值与目前碳交易市场的每月碳交易（平均）价格有关。7^取值为碳 排放影子价格Ssha(te。
[0092] 5)根据碳减排量和实际碳交易价格获得考察期内轨道交通运营所产生的环境效 益货币值，用来描述城市轨道交通线路的运营为交通行业所做出的贡献价值，并可以作为 政府碳税征收的基准额度。环境效益货币值v_iron_t满足以下公式：
[0094] 其中，V___t以货币"元"为单位，其值表示轨道交通为城市交通系统的碳排放 减少所做的贡献，为政府制定针对城市轨道交通环境效益的补贴额度提供依据。
[0095] 以某市轨道交通1、2号线为例进行环境效益货币化分析。设置如下环境效益计算 案例背景：根据两条线路的客流预测和工程可行性报告，中期1号线日客流量可达56. 01万 人，2号线日客流量可达47. 05万人。根据居民出行意愿调查，1、2号线中期客流转移率如 表2和表3所不。
[0096] 表2 1号线客流转移率表
[0098] 表3 2号线客流转移率表
[0100] 根据该市居民出行调查结果，小汽车出行距离为9. 27km，百公里油耗为11L，平均 载客量为2人；公交平均运营里程17. 13km，百公里油耗为55L，平均载客量约为42人/车。
[0101] 根据环境效益中碳减排量计算模型，得到如表4所示结果。
[0102] 表4碳排放计算结果表
[0104] 由于参考该市2005年-2011年主要能源消费中汽油和柴油消耗量，估计了交通碳 排放量，如表5所示。
[0105] 表5交通碳排放估计表
[0107] 基于方向性距离函数的交通碳排放影子价格模型的相关参数如下表6所示。
[0108] 表6影子价格模型参数表
[0110] 使用DEA Solver软件，结合交通碳排放影子价格最终表达式得到各年的影子价 格如表7所示。
[0111] 表7各年影子价格表
[0113] 目前我国在交通行业中碳交易价格仍未形成，因此系统性风险系数定为1，则
,即碳交易实际价格与影子价格相等。取碳交易价格的平均值作为中期阶段 预测的环境效益的货币单价，即644. 4元/吨。
[0114] 因此，中期阶段该市轨道交通1、2号线的环境效益分别为：48170601元/年和 36782981元/年，总值为84953582元/年，约8495. 36万元/年。实现环境效益的量化，获 得的环境效益实体不仅可以做作为政府制定针对城市轨道交通环境效益的补贴额度提供 依据，也可以作为城市轨道交通规划设计的评价指标、设计标准等。
【主权项】
1. 一种基于碳减排的城市轨道交通环境效益量化方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 建立基础数据库，所述基础数据库包括轨道交通周边居民调查数据、统计局数据、交 通局数据和碳交易市场数据； 2) 基于客流转移机理，根据轨道交通周边居民调查数据和交通局数据获得轨道交通运 营为道路交通节约的碳减排量； 3) 基于影子价格理论，根据统计局数据获得交通行业的碳排放影子价格； 4) 基于碳交易价格模型，根据碳排放影子价格和碳交易市场数据获得交通行业的实际 碳交易价格； 5) 根据碳减排量和实际碳交易价格获得轨道交通运营所产生的环境效益货币值。2. 根据权利要求1所述的一种基于碳减排的城市轨道交通环境效益量化方法，其特征 在于，所述环境效益货币值作为政府碳税征收的基准额度。3. 根据权利要求1所述的一种基于碳减排的城市轨道交通环境效益量化方法，其特征 在于，所述碳减排量CrailradutJ茜足以下公式：其中，Croad为与轨道交通同等客流条件下道路交通的碳排放量，M1为汽油的年用量，M 2 为柴油的年用量，P1为汽油的排放因子，β 2为柴油的排放因子。4. 根据权利要求3所述的一种基于碳减排的轨道交通环境效益量化方法，其特征在 于，所述轨道交通周边居民调查数据包括小汽车客流转移到轨道交通的比例θ ρ小汽车日 平均出行距离s、小汽车日平均乘车人数％和公交客流转移到轨道交通的比例Θ bus，所述交 通局数据包括小汽车百公里油耗Osy、公交车日平均运营里程U公交百公里油耗和公 交日平均载客人数Qbus，j为小汽车的车辆种类； 所述汽油的年用量满足以下公式：所述柴油的年用量满足以下公式：其中，轨道交通客流分为轨道交通转移客流Pd、轨道交通趋势客流PjP轨道交通诱增 客流。5. 根据权利要求1所述的一种基于碳减排的城市轨道交通环境效益量化方法，其特征 在于，所述统计局数据包括交通行业中车辆数量m、交通行业全社会固定资产投资n、居民 出行量y和交通行业的碳排放量z ; 所述碳排放影子价格Ssha&满足以下公式：其中，下标1：表示第1：个时间段，'^、'\^、'\^、'\^、'\^、'\^、'\^、'\^、'\^和￥"为超越对数函 数的相关系数。6. 根据权利要求1所述的一种基于碳减排的城市轨道交通环境效益量化方法，其特征 在于，所述碳交易市场数据包括；碳交易制度规章和每月碳交易价格； 所述实际碳交易价格^满足以下公式：其中，^为交通行业的无风险基本价格，与每月碳交易价格有关，为系统性风险 系数，与碳交易制度规章有关，^为交通行业的碳交易预期价格，取值为碳排放影子价格 Q ?shade 〇7. 根据权利要求1所述的一种基于碳减排的城市轨道交通环境效益量化方法，其特征 在于，所述环境效益货币值V_iron_ t满足以下公式：其中，Crailradura为碳减排量，^为实际碳交易价格。
【专利摘要】本发明涉及一种基于碳减排的城市轨道交通环境效益量化方法，包括以下步骤：1)建立基础数据库；2)基于客流转移机理，根据轨道交通周边居民调查数据和交通局数据获得轨道交通运营为道路交通节约的碳减排量；3)基于影子价格理论，根据统计局数据获得交通行业的碳排放影子价格；4)基于碳交易价格模型，根据碳排放影子价格和碳交易市场数据获得交通行业的实际碳交易价格；5)根据碳减排量和实际碳交易价格获得轨道交通运营所产生的环境效益货币值。与现有技术相比，本发明考虑碳减排、客流量、碳价格等因素，将城市轨道交通线路运营所产生的环境效益量化，量化实体可作为政府碳税征收的基准额度。
【IPC分类】G06Q50/30
【公开号】CN105354786
【申请号】CN201510683272
【发明人】洪玲, 柳林, 徐瑞华, 李文柱, 周峰, 黄家骏, 周航, 邓泷波, 李伟, 宋晓敏, 丁力, 陈秋任
【申请人】同济大学, 南宁轨道交通集团有限责任公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月20日