全面分析城市道路交通拥堵及交通线源排放时空分布特征是实现城市可持续发展的关键。本文以上海城市路网为研究对象,通过浮动车数据(FCD)计算城市道路平均车速及道路线源排放,解析拥堵及排放的分布特征,剖析建成环境及土地利用对道路运行状况的影响,为进一步指导城市交通规划及构建交通可持续发展奠定基础。论文首先利用强生出租车GPS轨迹数据提取上海道路24小时平均车速及每小时通过目标路段的样本车辆数,分析路段拥堵分布状况。基于上海市快速路环线分布特征提出道路交通流调研方案,重点确定样本出租车与其余小客车、大客车及货车的占比。基于调研数据,结合城市典型车辆尾气排放标准分布,引入COPERT排放模型计算目标路段逐小时线源NO_x排放。利用FCM模糊均值聚类将道路24维(小时)速度向量及排放向量分别进行概率性分类,识别拥堵及排放的空间分布特征及变化趋势。利用地理探测器及莫兰指数初步验证建成环境因素及土地利用对聚类结果的影响,并进一步结合空间回归模型SARMA量化分析聚类结果,解释拥堵及异常尾气排放的成因。研究发现,严重拥堵主要集中于上海城市中心区域,道路类型、公交站点密度、周边快速路匝道及商业用地规划等,对交通拥堵的形成有较大影响。排放因子较高的路段集中于内环线和中环线间,道路区位、商业用地及居住用地规划、道路长度等均会对道路排放产生异常影响。论文揭示了城市道路拥堵及异常排放两大交通问题形成的影响因素,从时间及空间角度刻画了两者的分布情况,提出了利用海量GPS轨迹数据识别城市拥堵及异常排放高发路段的方法。创新地将模糊聚类与空间分析相融合,避免以往研究止步于定性分析的情况。研究成果对城市规划及交通管理具有重要指导作用,可帮助城市与交通规划管理部门在规划阶段控制拥堵及异常排放的致因,为构建城市可持续交通系统发展做出贡献。