以電子環(huán)保標志為載體構(gòu)建機動車污染控制物聯(lián)網(wǎng)體系

袁 潔,張世達

(南京市機動車排氣污染監(jiān)督管理中心,江蘇 南京 210019)

·監(jiān)管新論·

以電子環(huán)保標志為載體構(gòu)建機動車污染控制物聯(lián)網(wǎng)體系

袁 潔,張世達

(南京市機動車排氣污染監(jiān)督管理中心,江蘇 南京 210019)

以南京為例,探討以電子環(huán)保標志為載體,以射頻識別技術(shù)構(gòu)建機動車污染控制物聯(lián)網(wǎng)體系,通過綠色智能交通系統(tǒng)、公交優(yōu)先通行系統(tǒng)、高污染車限行執(zhí)法系統(tǒng)、不同排放標準車輛的通行控制系統(tǒng)、機動車環(huán)保遠程核查系統(tǒng)、交通污染智能監(jiān)測在線調(diào)控系統(tǒng)、機動車污染聯(lián)防聯(lián)控系統(tǒng)、職能部門信息共享系統(tǒng)的建立,達到控制機動車污染、改善交通擁堵、提高空氣質(zhì)量的目的。

機動車;電子標志;射頻識別;物聯(lián)網(wǎng)

1 機動車污染與管理現(xiàn)狀

目前中國的汽車產(chǎn)業(yè)在引進國外機動車制造技術(shù)和產(chǎn)能時,沒有同步引進環(huán)保管理制度。汽車排放在大城市占大氣污染物排放的 45%以上,以機動車為主的新型大氣污染問題日益凸顯。以南京為例,機動車保有量從 90年代初的不足 10萬輛快速增長到現(xiàn)在的 120多萬輛,現(xiàn)在 1年的增長量相當于 90年代 10年的增長量。機動車尾氣年排放污染物 40多萬 t,氮氧化物排放占到空氣中的1/3,交通快速路和主干道污染高于城市大氣環(huán)境水平。

我國對機動車污染控制已開始實施環(huán)保標志管理制度,按機動車的排放水平,將國 I排放標準以下的汽油車和國Ⅲ排放標準以下的柴油車核定為黃標車;國 I以上 (含國 I)的汽油車和國Ⅲ以上(含國Ⅲ)的柴油車核定為綠標車。國內(nèi)已有 10多個城市對高污染黃標車采取限制時間、限制區(qū)域的交通管制措施。但這種“一刀切”的模式,只能控制住小部分車輛,如南京,只有 6萬輛黃標車被限行,僅占汽車總數(shù)的 10%不到。

對違規(guī)闖限行區(qū)車輛的執(zhí)法管理,各城市基本采取的是人工執(zhí)法方式。南京在國內(nèi)第一個采用了非現(xiàn)場執(zhí)法方式,在限行路段安裝電子視頻探頭,抓拍駛過的汽車號牌,并與后臺車輛環(huán)保標志數(shù)據(jù)庫聯(lián)網(wǎng)比對,自動篩選出違章黃標車和無標車實行處罰。電子執(zhí)法高效、省力,但存在一定的差錯率,還需后續(xù)的人工篩選;并且視頻只起到抓拍作用,不能直接對汽車進行控制,也難以與銀行自動結(jié)算實行稅費管理;另外城市間各自為政,沒有聯(lián)網(wǎng),不能有效實施聯(lián)防聯(lián)控。

總體說來,現(xiàn)有機動車數(shù)量龐大,而機動車環(huán)保管理工作近幾年才開始,機構(gòu)編制人員少,如南京只有 10多個專職監(jiān)管人員。如果僅靠人工常規(guī)方式管理,效率和水平都難以保證,因此必須依靠科技手段,實現(xiàn)智能化的執(zhí)法管理模式。

2 國外機動車污染控制措施

智能交通、綠色交通、公共交通是目前倡導(dǎo)的降低機動車污染的主要途徑之一,一些國家和地區(qū)已開始細化對不同排放標準汽車的分類管理,利用科技手段和稅費制度進行交通控制。

英國倫敦從 2003年開始,對特定時間、特定范圍內(nèi)的機動車征收“交通擁堵費”。2008年開始利用 RF ID射頻識別技術(shù),推行基于排放標準的收費政策,實現(xiàn)整個大倫敦范圍的“區(qū)域低排放”[1]。

瑞典斯德哥爾摩從 1996年起開始推行“清潔汽車”計劃,市中心大部分地區(qū)都對高污染車輛關(guān)閉,老式公共柴油車不準通行。目前正在實行“零遠見”智能交通計劃,開展交通安全、交通信息以及電子支付等系統(tǒng)的研究。

德國將汽車按污染程度分為紅、黃、綠三個等級,無標車禁止駛?cè)胫行某菂^(qū)。并且建立了智能交通網(wǎng)絡(luò),根據(jù)道路流量合理調(diào)控信號燈,實現(xiàn)交通數(shù)據(jù)采集、信息發(fā)布、策略實施的一體化。

意大利米蘭從 2008年開始對 8.9萬輛機動車征收“排污費”,小轎車每天需要交納的費用高達10歐元,具體繳納費用取決于車輛發(fā)動機的排污量。

美國加州早在 10多年前就對汽車開征油品“煙塵排放稅”。

新加坡 1998年開始實行“電子公路收費”。根據(jù)用者付費的原則,在不同時段,對進入市中心的車輛收取 0.5～2.5新元不等的費用[2]。

日本東京 2003年專門制訂了用于大氣污染區(qū)域聯(lián)控的汽車 NOx、P M法規(guī),界定了三個聯(lián)控區(qū)域,實行嚴格的 NOx、PM排放標準。

此外,挪威、澳大利亞、臺灣、香港等國家和地區(qū)均采取了類似措施。實踐證明,智能控制交通、擁堵收費等辦法是解決城市交通擁堵、降低空氣污染的有效途徑。

3 基于 RFI D的智能交通管理技術(shù)

RF ID(Radio Frequency Identification),即射頻識別,俗稱電子標簽,是一種非接觸式的自動識別技術(shù),主要包含電子標簽和閱讀器。閱讀器 (讀寫器)通過射頻信號與電子標簽進行無線通信,對標簽識別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)讀出或?qū)懭?。識別工作無須人工干預(yù),可工作于各種惡劣環(huán)境、識別高速運動物體并同時識別多個標簽,操作快捷方便[3]。

目前以 RF ID為核心技術(shù)建立物聯(lián)網(wǎng) (Internet of Things)正在興起。將射頻識別 (RF ID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進行信息交換和通信,可以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理,可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、環(huán)境、安監(jiān)、電力、物流等各行各業(yè)和門禁、道路自動收費、停車場管理、身份識別、貨物跟蹤等民用領(lǐng)域中,是構(gòu)建智能型城市的基礎(chǔ)[4]。

智能交通就是基于物聯(lián)網(wǎng)的交通控制模式。在汽車后視鏡背面或擋風(fēng)玻璃上部內(nèi)表面粘貼存儲有車輛信息的電子標簽,在汽車行駛過程中,通過無線射頻系統(tǒng)讀取車載電子標簽中的信息,自動對車輛進行相應(yīng)的控制管理。

4 基于電子環(huán)保標志的交通污染控制物聯(lián)網(wǎng)體系

研究開發(fā)交通動態(tài)控制的物聯(lián)網(wǎng)智能管理平臺,將原有的南京市機動車排污監(jiān)管系統(tǒng)、機動車信息庫、黃標車限行執(zhí)法系統(tǒng)及空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng),與射頻識別系統(tǒng)進行集成,建設(shè)以電子環(huán)保標志為載體的機動車物聯(lián)網(wǎng)智能管理平臺,為綠色智能交通、公交優(yōu)先通行、高污染車限行、低碳減排控制區(qū)等系統(tǒng)的建立提供保障。

下文以南京的現(xiàn)狀為例,就構(gòu)建交通污染控制物聯(lián)網(wǎng)體系進行探討。

4.1 RF ID車輛信息管理

首先,開發(fā)應(yīng)用于環(huán)保管理的機動車電子標志。標志包含車牌號、車輛顏色、車輛類型、標志類別、排放標準、車主聯(lián)系方式等車輛所有信息的唯一識別碼,與汽車形成唯一對應(yīng)關(guān)系,代替原有的常規(guī)紙質(zhì)環(huán)保標志。新車上牌后直接領(lǐng)取寫入完整數(shù)據(jù)的電子標志;在用車經(jīng)尾氣檢測合格后領(lǐng)取更新數(shù)據(jù)的電子標志。標志使用壽命約 10年,車輛須定期進行尾氣檢測,更新相關(guān)信息。

其次,實現(xiàn)射頻識別讀寫器對電子標志的非接觸自動識別。根據(jù)南京市區(qū)域環(huán)境保護規(guī)劃和功能區(qū)達標要求,特別是 2014年舉辦青奧會對區(qū)域空氣質(zhì)量的控制要求,結(jié)合城市道路布局和擁堵情況,建立一定數(shù)量 (區(qū)域或道路)的道路交通信息接收和發(fā)射基站及閘道,能夠遠距離從行駛汽車上的電子標志中獲取車輛信息,采取智能化交通控制措施。還可與銀行合作,實施自動收費。

4.2 路況信息采集與調(diào)控

建立“智能交通系統(tǒng)”,通過電子標志采集車流量信息 (現(xiàn)一般為人工判斷或地感線圈感應(yīng)車流量),根據(jù)道路擁堵狀況,將車輛多的車道變更或延長為綠燈,或進行交通誘導(dǎo),使交通流運行處于最佳狀態(tài)。這樣,車輛靠自己的智能在道路上自由行駛,公路靠自身的智能將交通流量調(diào)整至最佳狀態(tài),實現(xiàn)治堵和治污雙贏。據(jù)估算,能減少機動車污染物排放 15%～20%[5]。

4.3 公交優(yōu)先通行

建設(shè)公交優(yōu)先通行信號系統(tǒng),智能調(diào)控信號燈長短,能自動識別公交車,優(yōu)先、延長綠色信號燈。通過形成快速公交系統(tǒng) (行車時間縮短 10%),從而提升公交出行率,降低私家車的出行比例,減少尾氣排放。

4.4 黃標車和無標車限行與低碳標準控制

在原有視頻識別號牌基礎(chǔ)上增設(shè)射頻識別系統(tǒng),達到對車輛標志識別判斷的唯一性,提高限行管理的準確高效,并且能夠與銀行進行自動結(jié)算,直接對違章車處罰。

在對黃標車和無標車設(shè)定限行區(qū)域的基礎(chǔ)上,在玄武湖公園、江心洲生態(tài)島、夫子廟旅游區(qū)、中山陵核心區(qū)、青奧會賽區(qū)和場館等地區(qū)設(shè)立針對不同排放標準汽車的低碳減排交通區(qū),實行智能化交通控制。達到零碳車輛無限制通行,低碳車輛有限制通行,高污染車輛禁止通行。

4.5 上牌、年檢、路檢的環(huán)保遠程核查

南京對新車上牌實行環(huán)保、公安共同把關(guān),排放達標才能上牌的制度。利用電子環(huán)保標志可以有效實現(xiàn)上牌信息環(huán)保寫入、公安讀取的聯(lián)網(wǎng)審核控制,確保上牌車輛環(huán)保達標;標志的“唯一”特性可以有效防止尾氣年檢時的作弊行為;可以實現(xiàn)路檢執(zhí)法人員手持“移動執(zhí)法終端”,達到遠程查詢車輛信息,現(xiàn)場查處黃標車、無標車、標志失效車及偽造、變造標志車的能力。

4.6 交通污染智能在線監(jiān)測與調(diào)控

利用空氣質(zhì)量自動監(jiān)測、道路車流量自動監(jiān)測、機動車排放車載遙測、固定遙測等監(jiān)測能力,建立道路兩側(cè)環(huán)境空氣和機動車污染監(jiān)測體系,實時檢測預(yù)警城市路網(wǎng)的機動車動態(tài)排放信息、道路環(huán)境空氣狀況,與限行結(jié)合,告知、誘導(dǎo)車輛避開污染區(qū)域。

4.7 區(qū)域污染聯(lián)防聯(lián)控

在大多數(shù)城市,紙質(zhì)環(huán)保標志完全依靠人工執(zhí)法,由公安交警攔車,環(huán)保人員檢查,執(zhí)法成本高、效率低、執(zhí)行難。建立全國統(tǒng)一標準的電子環(huán)保標志制度,路檢執(zhí)法人員配置讀寫儀器,可以實現(xiàn)各城市之間的標志互認,真正達到聯(lián)防聯(lián)控的目的。

4.8 跨部門信息協(xié)同共享

優(yōu)化各部門管理需求,整合各項資源,統(tǒng)一建設(shè)車輛電子標簽信息系統(tǒng)和智能交通信息交換與共享平臺,減少重復(fù)投資,減輕財政負擔?？梢詫嵤囕v的城市綜合管理,如公安交通管理、智能公交調(diào)度、交通誘導(dǎo)服務(wù)、年次票收費管理等。

5 效益分析

以電子環(huán)保標志為載體建立物聯(lián)網(wǎng)機動車污染控制體系,可以取得以下預(yù)期效益:

(1)形成高污染車禁止通行、普通排放車限制通行、零排放車自由通行的交通格局,大大減少機動車污染排放,有效改善城市空氣質(zhì)量特別是道路周邊空氣質(zhì)量,并為 2014年實現(xiàn)青奧會車輛環(huán)保精細化管理創(chuàng)造條件,有效履行對國際奧委會的空氣質(zhì)量承諾。

(2)實施智能交通控制、公交優(yōu)先通行,將會有效化解城市交通擁堵難題,直接降低機動車污染。同時對環(huán)保車輛進行鼓勵,對不環(huán)保車輛進行限制,在全社會形成交通節(jié)能減排和綠色出行的理念。

(3)對促進高污染車淘汰、鼓勵使用低排放、零排放等新能源汽車起到推動作用。更新車輛帶來的刺激車市、增加稅收效應(yīng)將會大大促進經(jīng)濟發(fā)展。

(4)智能交通體系是“智慧城市”建設(shè)的重要基礎(chǔ)架構(gòu),將有效促進城市建設(shè)管理水平,提升綜合競爭力。

[1]楊立峰,陳必壯.國外城市交通擁擠收費實踐與借鑒[J].城市管理,2006(6).

[2]新加坡文獻館.電子收費的公路[N].中央日報,2006-04-03(2).

[3]王曉華,周曉光.射頻識別技術(shù)及其應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2005(11):30-35.

[4]孔曉波.物聯(lián)網(wǎng)概念和演進路徑[J].電信工程技術(shù)與標準化,2009,22(12):12-14.

[5]倪維健,康業(yè)偉,趙海山,等.一種智能交通信息采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機應(yīng)用研究,2006,23(12):271-274.

Construction of the Internet of Things to Control the Vehicle Em issions Based on the RFI D

YUAN Jie,ZHANG Shi-da
(NanjingVehicle Emission Regulatory Center,Nanjing,Jiangsu 210019,China)

The system of the Internetof things based on the technology of RF ID was discussed according to the current situation of the vehicle emissions ofNanjing,by means of the construction of the Intelligent Transport System,the Rapid Bus System,the Road Restriction Penalty System,the Traffic Control System according to the vehicles of different standards,theQuery System of the vehicles,the Traffic EmissionMonitoring System,the Emission Coalition Prevention System,the Infor mation Share System between the administrative departments,to achieve the goal to control the vehicle pollution and improve the traffic jam and air quality.

vehicle;electronic label card;RF ID;the internet of things

X511

B

1674-6732(2011)-01-0054-03

10.3969/j.issn.1674-6732.2011.01.015

2010-08-16;

2010-08-27

中國可持續(xù)能源項目(G-1007-12989)。

袁潔 (1969—),女,高級工程師,本科,從事機動車污染防治管理工作。

(本欄目編輯 陸 敏)