基于遙感監(jiān)測的機(jī)動(dòng)車尾氣監(jiān)測可視化系統(tǒng)研究

沈陽理工大學(xué) 鐘 璞 梁 英

針對城市道路機(jī)動(dòng)車保有量迅速增加、機(jī)動(dòng)車尾氣污染日益凸顯、管控壓力不斷加大的現(xiàn)狀，結(jié)合城市高排放車輛篩選與整治、黃標(biāo)車淘汰等工作要求，融合尾氣遙感檢測、黑煙車電子抓拍等多種技術(shù)手段，與定期環(huán)保檢驗(yàn)等系統(tǒng)互聯(lián)互通，為城市機(jī)動(dòng)車污染監(jiān)管體系的建立和完善，提供實(shí)用高效的監(jiān)測技術(shù)保障和充足有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)支撐。

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國內(nèi)的機(jī)動(dòng)車輛也不斷增多。而機(jī)動(dòng)車尾氣中含有大量的污染氣體，未能得到有效管控將給大氣環(huán)境帶來嚴(yán)重污染。想要加強(qiáng)機(jī)動(dòng)車尾氣的治理，還要加強(qiáng)車輛尾氣監(jiān)測。因此，還應(yīng)加強(qiáng)對機(jī)動(dòng)車尾氣遙感監(jiān)測系統(tǒng)的研究，以便引入高科技手段加強(qiáng)車輛管理。

1 機(jī)動(dòng)車尾氣遙感監(jiān)測系統(tǒng)研究

1.1 系統(tǒng)建設(shè)思路

通過系統(tǒng)的建設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)以下的功能：

1)強(qiáng)化對檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)檢測過程監(jiān)管，確保機(jī)動(dòng)車環(huán)保檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的檢測數(shù)據(jù)真實(shí)有效，實(shí)施檢驗(yàn)全過程在線監(jiān)控，提高檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的規(guī)范化運(yùn)營水平。

監(jiān)控中心和檢測科通過在用車監(jiān)測數(shù)據(jù)庫對環(huán)檢機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)督管理，同時(shí)通過黑煙車、超標(biāo)車輛信息反查環(huán)檢機(jī)構(gòu)，例如：某環(huán)檢機(jī)構(gòu)某段時(shí)間內(nèi)檢測的車輛多次出現(xiàn)超標(biāo)排放，就可以反向查找環(huán)檢機(jī)構(gòu)的問題。

2)集中技術(shù)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)資源信息共享，強(qiáng)化體系內(nèi)的數(shù)據(jù)整合能力；提高與公安，交通等部門的溝通協(xié)調(diào)能力，強(qiáng)化對環(huán)檢機(jī)構(gòu)和維修企業(yè)的監(jiān)督管理。

機(jī)動(dòng)車污染控制工作政策性強(qiáng)、職責(zé)部門多、涉眾面廣，單靠環(huán)保一家單打獨(dú)斗難以開展。必須建立政府綜合管控、多部門協(xié)同配合的工作機(jī)制，從組織機(jī)構(gòu)、政府規(guī)章、財(cái)政投入等方面進(jìn)行保障和促進(jìn)。

3)通過機(jī)動(dòng)車排氣污染監(jiān)控系統(tǒng)，充分利用物聯(lián)網(wǎng)等高科技手段，使系統(tǒng)高度智能化、自動(dòng)化、精確化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測、自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)抓拍、自動(dòng)預(yù)警、自動(dòng)傳輸、自動(dòng)存檔。

強(qiáng)化老舊機(jī)動(dòng)車強(qiáng)制報(bào)廢機(jī)制，提升對營運(yùn)車輛強(qiáng)制報(bào)廢的有效管理和監(jiān)控，加速高排放車輛淘汰進(jìn)程。

1.2 系統(tǒng)工作原理

利用機(jī)動(dòng)車尾氣遙感監(jiān)測系統(tǒng)，能夠在0.7秒時(shí)間內(nèi)，完成對通過監(jiān)測站點(diǎn)的機(jī)動(dòng)車的各種污染物（CO、NO、HC、不透光度等）的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測的特點(diǎn)，并且可以實(shí)現(xiàn)無人值守。

采用黑煙車電子抓拍系統(tǒng)，利用視頻抓拍、視頻圖像識(shí)別等技術(shù)，自動(dòng)識(shí)別監(jiān)測點(diǎn)位車輛排放黑煙情況，與林格曼黑度進(jìn)行對比分析，篩選出冒黑煙車輛，并記錄其污染過程，同時(shí)上傳至系統(tǒng)平臺(tái)，作為后期處罰證據(jù)。

1.3 系統(tǒng)技術(shù)關(guān)鍵

1.3.1 光譜吸收技術(shù)

機(jī)動(dòng)車排氣遙測路檢設(shè)備采用光譜吸收技術(shù)，在車輛正常行駛經(jīng)過瞬間，遙感系統(tǒng)發(fā)出探測光穿過機(jī)動(dòng)車尾氣煙團(tuán)經(jīng)反射單元返回探測單元，系統(tǒng)繼而計(jì)算并完成對機(jī)動(dòng)車尾氣排放的二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化合物（NOX）等各項(xiàng)檢測；同時(shí)系統(tǒng)還可以測量柴油車尾氣的不透光煙度和光吸收系數(shù)；通過測量車輛經(jīng)過瞬間的速度和加速度，可分析車輛工作狀態(tài)，生成最終的遙測結(jié)果。

1.3.2 黑煙車智能識(shí)別與自動(dòng)抓拍

黑煙車智能監(jiān)控識(shí)別設(shè)備是集成光學(xué)成像技術(shù)、智能視覺技術(shù)以及交通監(jiān)控技術(shù)為一體對道路中行駛的機(jī)動(dòng)車尾氣黑煙進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測的產(chǎn)品，采用的技術(shù)是智能交通監(jiān)控技術(shù)和黑煙識(shí)別技術(shù)相結(jié)合的一種先進(jìn)技術(shù)。系統(tǒng)首先使用高清攝像機(jī)作為前端捕捉車輛視頻，然后將取得的道路交通視頻進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像處理，對道路行駛車輛的尾部特征進(jìn)行模式識(shí)別，提取車輛尾氣特征，進(jìn)行特征比對，判斷車輛的排放煙度閾值，對冒黑煙車輛進(jìn)行標(biāo)記后上傳到管理平臺(tái)，為車輛冒黑煙的污染行為提供相關(guān)處罰依據(jù)。

2 機(jī)動(dòng)車尾氣遙感監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用

2.1 建立移動(dòng)源污染物排放信息數(shù)據(jù)庫

通過收集全市機(jī)動(dòng)車污染物排放、非道路機(jī)械設(shè)備信息及執(zhí)法情況等數(shù)據(jù)建設(shè)一個(gè)完整的移動(dòng)源污染防治綜合管理數(shù)據(jù)庫，并附以相應(yīng)的在線數(shù)據(jù)分析軟件，可以隨時(shí)掌握車輛情況，完成各級各類報(bào)表生成和管理，并可以對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，增強(qiáng)決策的科學(xué)性和一致性，從而，進(jìn)一步推動(dòng)監(jiān)管工作的信息化進(jìn)程。利用自動(dòng)化科技手段，最大程度提高管理效率，節(jié)省人力資源及管理成本。滿足各級部門對機(jī)動(dòng)車排氣監(jiān)管業(yè)務(wù)管理的需要，加強(qiáng)內(nèi)部管理，規(guī)范服務(wù)流程，提高工作效率，提高員工素質(zhì)，提升管理能力。

2.2 冒黑煙車專項(xiàng)治理

采用視頻抓拍方法，在冒黑煙車經(jīng)過設(shè)備時(shí)，切實(shí)做到車輛牌照及排氣林格曼黑度等信息的搜集與保存，并可通過打印機(jī)實(shí)時(shí)打印監(jiān)測結(jié)果，再通過前方攔車或發(fā)通知函等形式，對冒黑煙車進(jìn)行即時(shí)處理，切實(shí)做到對冒黑煙車輛的震懾作用。

2.3 分析機(jī)動(dòng)車排氣污染對空氣質(zhì)量影響程度和規(guī)律

根據(jù)監(jiān)測道路車流量情況，結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析機(jī)動(dòng)車排氣污染對我市空氣質(zhì)量影響程度和規(guī)律?；谶b測數(shù)據(jù)庫和道路機(jī)動(dòng)車污染源數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行大數(shù)據(jù)應(yīng)用和分析，建立車流量、車輛類型、燃油類型、時(shí)間段、污染物濃度等之間的關(guān)系，摸清城市主干道空氣污染的變化規(guī)律，計(jì)算出機(jī)動(dòng)車排氣污染對我市空氣污染的貢獻(xiàn)率（如PM2.5）、分析機(jī)動(dòng)車尾氣排放對道路空氣質(zhì)量的影響等。

2.4 促進(jìn)車主提高環(huán)保意識(shí)，自覺遵守環(huán)保法律法規(guī)

通過遙測方法進(jìn)行機(jī)動(dòng)車尾氣污染巡回檢驗(yàn)、黑煙車電子抓拍、非道路移動(dòng)機(jī)械設(shè)備管理等監(jiān)控方法推廣，本身也是一種環(huán)保宣傳。對于超標(biāo)排放的機(jī)動(dòng)車，通過行政處罰辦法，可以有效地促進(jìn)車主環(huán)保意識(shí)的提高，從而加強(qiáng)對機(jī)動(dòng)車的日常保養(yǎng)和維護(hù)，減少機(jī)動(dòng)車污染排放，自覺遵守環(huán)保法律、法規(guī)和相關(guān)機(jī)動(dòng)車排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

通過分析發(fā)現(xiàn)，機(jī)動(dòng)車尾氣遙感監(jiān)測系統(tǒng)具有無接觸的監(jiān)測優(yōu)勢，可以對正在駕駛的機(jī)動(dòng)車自動(dòng)進(jìn)行尾氣監(jiān)測，同時(shí)不影響車輛的正常行駛。而采用系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)動(dòng)車管理，可以得到真實(shí)、準(zhǔn)確的尾氣監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果，同時(shí)加強(qiáng)交通管理與環(huán)境關(guān)聯(lián)性，提高車輛檢驗(yàn)工作效率，因此可以在機(jī)動(dòng)車尾氣監(jiān)測方面得到較好的應(yīng)用。