交通運輸碳排放決策支持平臺建設探討

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摘要：數據是做好碳達峰碳中和工作的重要基礎，是制定政策、推動工作、開展考核的重要依據。為適應我國車船總量規模大、運輸流動范圍廣、貨運企業集中度低、碳排放底數不甚清晰的特點，推動移動源碳排放相關大數據便利化匯聚、精細化治理、系統化挖掘、創新性應用，量化驅動我國交通運輸從高碳到低碳到零碳路徑選擇過程中的科學決策，數字化平臺必不可少。本平臺以“夯實數據底座、服務決策應用”為指導，探索構建統一的碳排放監測網，打造一套各部門協同互認的權威數，建設一個智能化核算預測預警體系，支撐一體化工作管理，實現交通運輸碳排放關鍵指標的可分析可追溯、可預測可預警，為統籌做好交通運輸碳達峰碳中和工作、促進全面綠色低碳轉型提供基礎支撐。

關鍵詞：碳排放；數據監測；碳達峰；碳中和

0引言

作為全球最大的發展中國家和碳排放國（慎重發言），我國需要協同推進經濟發展、減排降碳增綠，走綠色低碳的高質量發展道路。交通運輸是我國國民經濟中基礎性、先導性、戰略性產業和重要的服務性行業，是碳排放的重要領域之一，目前交通運輸碳排放占比大數是10%[1]。相對能源、工業、建筑等以固定排放源為主的行業，我國交通運輸碳排放以移動源為主，管控治理難度大。發達國家經驗表明，隨著其他行業碳排治理成效逐步顯現，交通運輸碳排放占比有增加之勢。相比英國、美國、德國、法國等已達峰國家20%~40%的交通運輸碳排放占比，我國仍處上行區間，亟需用信息化手段強化碳排放數據監測，精準跟蹤研判走勢變化，因時因地量化施策，確保我國交通運輸碳排放科學達峰、按時中和。我國交通運輸以能耗為關鍵要素的碳排放監測總體經歷了三個發展階段。一是重點企業統計監測。2010年，在“總量數據通過國家統計局獲取，行業建立重點企業能耗統計監測體系”思路指導下，我國對120余家交通運輸重點聯系企業開展能耗數據采集。這些重點企業承載了全國約33%的城市公交客運量、35%的海洋貨物運輸周轉量、50%的港口吞吐量，對于規范性好的子行業具有較強代表性。二是上設備在線監測。2012年，為解決貨運行業能耗監測問題，我國基于營運車船在線監測思路，在貨運車輛和船舶上直接安裝監測設備，實時采集車船地理坐標、燃油消耗等信息，推動油耗、碳排放數據實時在線獲取，并在典型地區試點示范。因管理部門組織協調難、駕駛員配合度低、設備運維成本等問題，在全國范圍未能全面推廣。三是廣泛統計監測。2019年，依托交通運輸企業一套表聯網直報，我國實現公路客運、公路貨運、水路客運、水路貨運、城市公共交通、巡游出租車、城市軌道交通、城市輪渡、港口等九個子行業、3萬余家企業的能耗統計監測，基本實現客運行業和貨運規上企業的全覆蓋。前三階段實踐探索積累了豐富的能耗統計監測理論經驗、信息化建設和實施經驗，但我國交通運輸行業以碳排放為核心的統計監測體系未能系統建立，貨運行業的短板問題未能有效解決。隨著大數據時代的到來，行業內外越來越多數據可用于交通運輸碳排放監測，但多源數據匯聚共享不到位、模型方法不統一、缺乏信息化支撐載體等問題一直掣肘行業綠色低碳精細化發展。在此背景下，本文提出交通運輸碳排放監測平臺的實踐探索思路和主要建設內容，旨在全面梳理交通運輸碳達峰工作要求的基礎上，充分利用現代信息技術手段，構建“統一數據底座＋多維業務應用”體系，實現交通運行、能耗、碳排放等數據全面匯聚、深度分析，交通運輸行業碳排放精準核算、科學預測，推動數據、技術、應用融合創新，支撐交通運輸綠色低碳發展科學決策，數據賦能交通運輸碳排放科學達峰、盡早達峰。

1需求分析

1.1時代要求

實現碳達峰、碳中和，是黨中央統籌國內國際兩個大局作出的重大戰略決策，是著力解決資源環境約束突出問題、實現經濟社會全面綠色轉型高質量發展的必然選擇，事關各行各業當下和未來幾十年的發展路徑選擇。我國是世界交通大國，高速公路、高速鐵路、萬噸級以上港口泊位、城市軌道交通里程等很多指標居世界首位。隨著交通基礎設施規模的增長和人民生活水平的提高，人們對交通運輸需求越來越旺盛，交通運輸能源消耗和碳排放負荷壓力與日俱增[3]。在數字經濟和交通強國建設新階段，以數據為核心要素驅動交通運輸綠色低碳發展是不容回避的時代責任。我國交通運輸碳排放源規模龐大，營運貨車1100多萬輛、營運客車近60萬輛、船舶12.6萬艘、公共汽車70萬輛、巡游出租車139萬輛、鐵路機車2.2萬輛、飛機4000多架，全國跨區域運輸流動，且運輸周轉量占比高、碳排放占比大、企業集中度低的道路貨運、水路貨運行業，數據體系非常薄弱[4]。面對排放源規模如此龐大分散、空間活動范圍如此廣闊，跨區域流動如此頻繁、部分子行業基礎如此薄弱的交通運輸行業，要真正搞清、弄準全國的碳排放情況，夯實交通運輸碳達峰碳中和工作“數據底座”，必須運用現代信息技術搭建數字化平臺，全面匯聚交通運輸碳排放全鏈條大數據資源，用統一的標準和方法智能化實現。

1.2管理要求

交通運輸綠色低碳發展涉及交通、發改、工信等多個部門。其中國家發展改革委制定的交通運輸綠色低碳發展實施方案中明確提出2025年、2030年的量化指標，要求健全交通運輸碳排放統計監測系統，整合既有各運輸方式交通能耗、環境監測平臺，構建統一共享的交通碳排放監測平臺。交通運輸部制定的公路水路行業綠色低碳發展行動方案，圍繞交通動力低碳替代和工具裝備全面升級、交通運輸結構調整[5]、基礎設施與科技創新支撐低碳交通、健全保障體系等核心任務，提出交通運輸綠色低碳發展的各項量化指標，并要求推動建設交通運輸能耗和碳排放監測、核算一體化數字化應用，實現對運力結構變化、運輸生產相關能耗和碳排放全方位監測和態勢感知。粗略估算，國家發展改革委、交通運輸部圍繞交通運輸綠色低碳發展確定的量化指標二十多項，其中約50%尚未建立統計監測體系，國家層面難以準確掌握工作目標的落實情況、量化任務的推進情況及地方發展動態[6]。亟需落實交通運輸低碳轉型保障體系工作要求，建立交通運輸碳排放監測數字平臺，暢通與地方的數據聯通渠道和工作聯系通道，用信息化手段提升交通運輸碳排放數字化監測能力[7]，實現用數據說話、用數據決策、用數據管理，確保我國交通運輸由高碳到低碳到零碳發展過程中各項任務落實“不跑偏”。

1.3創新要求

隨著數字經濟的發展和碳達峰碳中和工作的深入推進，以數字為核心要素的應用服務場景逐步增多。交通運輸作為串聯生產、流通、消費的關鍵環節，數據服務創新應用場景更為豐富。在國家推動碳交易條件下，精細化治理、碳普惠、碳激勵、碳賬戶、碳核查等高質量數據應用需求在交通運輸行業顯得尤為迫切。這些場景對交通運輸碳排放數據精度要求更高，一般以千克為單位，與中觀管理的“噸”和宏觀決策的“萬噸”相去甚遠，形成“小賬”與“大數”的鮮明對比。這亟需創新數據采集方式和數據分析模式，通過科學、高效的現代化方法實現對交通運輸碳排放的精準監測、精細核算、深度分析和創新應用，打破長期形成的算大數、算總數的工作慣性[8]，以數字化平臺的海量容量和巨大算力，容納支撐全域微觀數據的精準，推動宏觀數據的準確，實現交通運輸碳排放“可測量、可報告、可核查、可溯源”，充分釋放數據潛能，促進碳排放數據高質量發展和高水平應用。

2定位與目標分析

2.1發展定位

從平臺主要服務對象看，可分為國家交通運輸主管部門、地方交通運輸主管部門、相關交通運輸企業；從服務功能看，包括數據匯聚、數據治理、數據分析和決策應用；從服務范圍看，不僅包括公路水路行業，更應該按照交通強國建設和現代化開路先鋒的要求，涵蓋鐵路、公路、水路、民航等全領域；從支撐技術看，包括服務各場景應用的智能監測技術、計量評估技術、數字治理技術、碳核算技術、多情景約束預測預警技術等?；谏鲜龇治?，平臺定位為交通運輸領域統籌碳排放數據全面匯聚、精細治理、深度分析的“數據大腦”，國家、地方、企業交通運輸碳達峰、碳中和工作交互的“數字樞紐”，服務交通運輸碳達峰、碳中和科學決策和應用創新的“數字載體”。

2.2建設目標

聚焦決策服務、應用創新、管理互促、數據共聚，交通運輸碳排放監測數字平臺可圍繞四方面確定建設目標，即“四個一”。一是探索構建統一的大數據監測網，實現交通運輸碳排放監測數據全面匯聚；二是打造一套權威數，獲得交通運輸碳排放治理相關部門互認，確?！皵党鲆婚T”；三是建設一個智能化核算預測預警體系，支持交通運輸碳排放治理路徑科學選擇；四是支持交通運輸碳排放一體化管理，推動跨部門、跨層級、跨地區、跨領域的業務融合，量化驅動交通運輸碳達峰、碳中和科學決策。（1）一張監測網統籌交通運輸統計、交換共享、動態監測、專項調查等多渠道資源，構建覆蓋廣、質量高、體系全的碳排放大數據監測網，實現對交通運輸碳排放全鏈條的數據匯聚、全方位監測和態勢感知，建立起信息可信、基礎可靠、發展可持續的數據底座。（2）一套權威數推動各類監測數據融合共治，力爭建立一套覆蓋各運輸方式、涵蓋決策應用主要領域、涉及創新應用關鍵環節的交通運輸碳排放權威數據，實現“數出一門”，助力跨部門工作協同高效。（3）一個智能化核算預測體系推動技術融合，支撐多交通方式、多能源類型、多發展情景的碳排放精準核算及預測預警，輔助交通運輸碳達峰、碳中和路徑選擇和政策評估，量化支撐交通運輸由高碳到低碳到零碳過程中的科學決策。（4）一體化工作管理推動業務融合，推動跨部門、跨領域碳排放目標評估、任務評估、考核評估一體化實施，推動跨層級、跨地區的項目一體化試點示范，推動國家、地方、企業項目一體化管理。

3總體框架研究

根據平臺定位和建設目標，圍繞交通運輸碳排放數據全面匯聚、全流程治理、全要素挖掘、全領域應用、全方位支撐，研究構建“1412”總體框架結構，即“1個大數據支撐平臺、4個中心、1個駕駛艙、2個保障體系”，如圖1所示。1）1個大數據支撐平臺基于海量、多源、異構的交通運輸碳排放大數據存儲、快速處理、分析、應用需求，基于HDFS、HBase、Hive、Yarn、Zookeeper、Sqoop、Spark等多款主流技術組件，提供分布式存儲、并行計算、全文檢索、集群部署等標準化計算環境，為平臺高效穩定運行及靈活擴展提供基礎保障和算力算法支撐。（2）4個中心一是數據匯聚中心。支持“一張監測網”構建，匯聚公路客運、公路貨運、水路客運、水路貨運、城市公共交通、城市軌道交通、出租車、城市輪渡、港口、鐵路、民航等行業營運性交通運輸碳排放數據資源，網約車、私家車等非營運交通運輸碳排放數據資源，建設高頻和低頻相結合、在線和離線相結合、全量和增量相結合、跨領域與跨部門相結合的數據資源匯聚中心。二是數據治理中心。支撐“一套權威數”的打造，以云計算、大數據、容器服務、圖譜分析等技術為支撐，提供交通運輸碳排放數據資源標準管理（標準定義、標準范式）、質量管理（質量評估、數據清洗）、譜系管理（血緣分析、影響分析）、集成管理（數據融合、數據加工）等核心服務，確保元數據標準、規范，推動多源異構數據融合、交互，夯實交通運輸碳資產管理和服務應用的“數據底座”。三是數據資產中心。對交通運輸碳排放大數據資源進行資產盤點和分級分類管理，形成“1池5庫2目錄”，即數據資源目錄、數據共享發布目錄，基礎庫、標準庫、主題庫、專題庫、算法庫，數據資源池及數據使用優先級策略，支持數據分析、可視化展示、共享發布及各類創新應用，最大程度地挖掘交通運輸碳排放數據價值。四是數據應用服務中心。支撐交通運輸碳排放核算預測預警和一體化工作管理，實現各運輸方式、各類核算方法學應用的碳排放精準核算，支持不同能源類型、不同減排策略、不同政策強度的量化模擬和預測預警，支持目標跟蹤、任務跟蹤、考核評估和試點示范項目管理。（3）1個駕駛艙“一站式”決策支持系統，包括大數據分析和可視化展示兩部分。其中大數據分析圍繞國際與國內對標、不同方法學核算結果對比、關鍵領域與關鍵要素深度挖掘，對能源平衡表、行業分析、企業分析、區域分析、低碳裝備、國際對標、數據譜系進行深度分析，著力構建“數據大腦”。可視化展示應用GIS技術、BI技術、語音識別技術，結合圖數互動、區域穿透、譜系關聯等，進行立體、動態、直觀的可視化呈現，便于更生動、客觀地展現數據資產價值、數據挖掘成果、決策服務成效。（4）2個保障體系標準規范體系和信息安全體系。標準規范體系包括數據治理規范、碳排放核算指南、數據共享發布標準等，保障工作規范統一。信息安全體系覆蓋網絡安全、數據安全、系統安全，具備全鏈條、全要素、全周期的風險防控能力。

4系統功能設計

在平臺總體框架下，遵從數字交通的理念，按照“五位一體”的總體思路進行交通運輸碳排放數字平臺功能布局設計，構建五大系統。一是建設交通運輸碳排放監測系統，構建“數網”；二是建設交通運輸碳排放數據治理系統，構建“數湖”；三是建設交通運輸碳排放大數據分析系統，構建“數腦”；四是建設交通運輸碳排放決策支持系統，構建“數智”；五是建設交通運輸碳排放知識中心系統，構建“數媒”。（1）交通運輸碳排放監測系統結合交通運輸管理涉及部門多、碳排放鏈條長、數據來源方式多樣等特點，根據存量對接、增量開發、全量監控的原則，建設交通運輸碳排放數據監測系統，導入歷史數據，接入鐵路、民航等行業碳排放數據，共享統計、工信、生態環境等部門和典型平臺型企業的交通運輸碳排放相關數據，匯聚車輛基礎信息、船舶基礎信息、港口基礎信息、生產運行信息、能源消耗數據、車輛GPS行駛軌跡數據、船舶AIS行駛軌跡數據、船舶報港數據、高速公路車輛運行監測數據、重型車輛聯網聯控數據、企業一套表聯網直報數據、專項調查數據等信息資源，預留增量監測數據和企業直采數據需求應用，支持跨部門、跨領域、跨地域、跨方式、全鏈條的交通運輸碳排放數據匯聚、全方位監測和態勢感知。（2）交通運輸碳排放數據治理系統基于數據評估、數據治理、數據服務的全生命周期管理，以云計算、大數據、容器服務、譜系分析等技術為支撐，建設交通運輸碳排放數據治理系統，開發數據預處理、數據清洗、元數據管理、主數據管理、標準臺賬管理、數據融合管理、多維查詢分析、數據共享管理等功能模塊，支持數據質量評估、數據建模管理、數據資產管理等服務功能（如圖2所示），實現數據資源從原始臺賬到標準化數據的全流程管控，提供標準、干凈、可靠數據，釋放數據潛能，支撐深度分析和高階應用，形成交通運輸碳排放數據價值譜系。（3）交通運輸碳排放大數據分析系統統籌國內國際大局和交通運輸綠色低碳轉型發展全局，以構建“數據大腦”為目標，應用GIS、BI、大數據、機器學習等技術，圍繞各類主體挖掘、專題挖掘、融合挖掘需求，建設交通運輸碳排放大數據分析系統，開發數據總覽、能源平衡表分析、九大行業分析、區域分析、企業分析、低碳裝備分析、國際對標、數據譜系分析等功能模塊，多維度分析展示交通運輸碳排放數據鏈總體情況，深度挖掘交通運輸倉儲郵政業碳排放結構情況，深度解析公路、水路、鐵路、民航、城市交通等子行業的碳排放數據鏈，全方位剖析不同經濟區域、戰略區域交通運輸碳排放與區域資源稟賦、產業結構的關聯關系，系統解構不同行業、不同規模的企業碳排放及其強度，探求新能源、清潔能源裝備在不同行業、不同區域的分布情況，并基于統一數據、統一尺度對我國與其他國家交通運輸碳排放進行對標，找準我國在國際上的坐標和位置。（4）交通運輸碳排放決策支持系統以數據賦能科學決策為目標，圍繞交通運輸碳排放任務管理、考核管理、工作管理、政策評估、情景模擬、核算分析等需求，建設交通運輸碳排放決策支持系統，開發交通運輸碳排放核算功能模塊，支持交通運輸各子行業、各區域、各時期的碳排放科學核算；開發交通運輸碳排放預測預警模塊，支持多運輸方式、多發展場景、差異化政策強度的碳排放預測和情景模擬；開發交通運輸碳排放目標跟蹤、任務跟蹤功能模塊，打通數據和管理工作鏈條，量化反映任務推進成效；開發考核評估、示范試點管理功能模塊，搭建上下互通的工作通道，科學評估地方工作成效，支持重點區域、重點行業試點示范工程的項目申報，對試點示范項目建設進展、實施效果等進行全流程、全生命周期跟蹤管理。（5）交通運輸碳排放知識中心統籌國際國內動態和知識跟蹤，建設交通運輸碳排放知識中心。開發國際交通運輸碳排放動態跟蹤模塊，定期跟蹤歐盟、美國等國家和地區的碳排放政策、發展動態和國際交通運輸碳排放數據，支持國際對標與時俱進；開發國內情況跟蹤模塊，定期跟蹤能源、工業、建筑等其他行業的發展政策、發展動態，支持橫向對標貫通銜接；開發輔助支撐模塊，定期跟蹤統計制度文件、碳交易文件、深度研究報告等，匯聚軟技術支撐力量。

5結語

交通運輸碳排放治理是個新命題，為之服務的監測數字平臺也是新事物，建設發展是開源創新、逐步迭代的過程。為確保平臺實用、好用，需要做好多要素保障。一是統籌營運和非營運，建立“大交通”數據協作機制，打破各方式、各部門、各鏈條數據壁壘，確?？珙I域、跨部門、跨區域、跨層級交通運輸碳排放數據全面匯聚。二是加強標準規范保障體系建設，特別注重與交通運輸特點相適應、支撐目標任務分解的行業碳排放核算規范研究制定，為平臺核算體系建設做好基礎支撐。三是注重開源互動。交通運輸是大數據資源聚集高地，特別是企業集中度低的子行業，必須要用大數據方法解決碳排放核算和治理難題。堅持有為政府和有效市場相結合，在用好政府部門力量推動統計數據、行政記錄大數據充分匯聚的基礎上，用市場化的手段和方式，做好平臺型企業大數據資源的高效利用。四是注重數據與管理工作的聯動創新。深度挖掘數據價值，做好交通運輸碳賬戶管理、交通運輸碳激勵、交通運輸企業碳排放分級分類管理、以碳減排量為核心的通行費減免等應用創新。

作者:胡希元 尚贊娣 魏新月 林成功 王鋒鋒 單位:交通運輸部科學研究院