汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的原理及應(yīng)用

徐建磊

摘 要： 近些年來(lái)，隨著我國(guó)城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)收入的不斷發(fā)展進(jìn)步，導(dǎo)致了汽車(chē)的使用日益增多，而這其中也帶來(lái)了嚴(yán)重的汽車(chē)尾氣污染問(wèn)題，尾氣污染甚至已經(jīng)成為諸多城市主要的大氣污染源，使城市空氣環(huán)境質(zhì)量不斷惡化。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)不斷深入，汽車(chē)尾氣污染必須得到重視，通過(guò)有效的監(jiān)控和治理，才能夠真正解決城市污染問(wèn)題。本文將對(duì)汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析闡述，將介紹汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的原理、使用中存在的問(wèn)題以及應(yīng)用范圍，給業(yè)界人士一些參考借鑒，共同促進(jìn)我國(guó)城市化建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，提高我國(guó)環(huán)境保護(hù)水平。

關(guān)鍵詞： 汽車(chē)尾氣;遙感監(jiān)測(cè)技術(shù);光譜分析技術(shù);大氣污染;凈化裝置;機(jī)動(dòng)車(chē)

【中圖分類(lèi)號(hào)】X87 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）11-0153-02

機(jī)動(dòng)車(chē)目前已經(jīng)成為我國(guó)普遍使用的交通工具，滲透在我們的生活中，既方便了我們的日常出行，更在另一層次上擴(kuò)大了內(nèi)需，帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，也使我國(guó)在機(jī)械化生產(chǎn)等領(lǐng)域上得了顯著的成績(jī)。但是隨著機(jī)動(dòng)車(chē)的廣泛使用，汽車(chē)尾氣中所含有的一氧化碳、氮氧化合物、硫化物、碳?xì)浠衔?、氫化物等也造成了城市?yán)重的大氣污染。促使行業(yè)內(nèi)及政府部門(mén)必須通過(guò)有效的措施來(lái)監(jiān)測(cè)和控制機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣所帶來(lái)的嚴(yán)重污染問(wèn)題，而汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)便為這項(xiàng)工作提供了有效的技術(shù)手段。

1 汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的原理

汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)際上是一種實(shí)驗(yàn)室光譜分析技術(shù)，其專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)為長(zhǎng)光程吸收光譜法，該技術(shù)方法可以實(shí)現(xiàn)在道路上正在行駛的機(jī)動(dòng)車(chē)進(jìn)行實(shí)時(shí)的尾氣檢測(cè)，獲悉汽車(chē)尾氣排放物的濃度和成分。主要原理是運(yùn)用光源發(fā)射紅外線以及紫外線到對(duì)面的光學(xué)反射鏡上，反射鏡可以將截獲的紅外線和紫外線再反射到檢測(cè)器內(nèi)，當(dāng)汽車(chē)尾氣通過(guò)時(shí)，所排放的尾氣會(huì)擋住這些光束，由于汽車(chē)尾氣不會(huì)將光束完全遮擋住，會(huì)吸收一定的光線，從而對(duì)反射鏡反射給檢測(cè)器內(nèi)的光線強(qiáng)度造成影響，從而可以在監(jiān)測(cè)期內(nèi)獲得檢測(cè)數(shù)據(jù)，了解汽車(chē)尾氣排放物中所含有的污染物成分及濃度。

但是這個(gè)過(guò)程之中，汽車(chē)排氣管所排出的尾氣會(huì)迅速的擴(kuò)散到空氣之中，濃度發(fā)生改變。不僅如此，檢測(cè)時(shí)其他氣體或者是風(fēng)速、風(fēng)向都會(huì)對(duì)汽車(chē)尾氣的濃度產(chǎn)生干擾影響，導(dǎo)致檢測(cè)的結(jié)果出現(xiàn)偏差。所以運(yùn)用汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)，必須要加強(qiáng)對(duì)于濃度的控制，否則很難實(shí)現(xiàn)直接檢測(cè)就得到正確的結(jié)果?，F(xiàn)在，在運(yùn)用汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的過(guò)程中，我們已經(jīng)對(duì)相關(guān)的測(cè)法進(jìn)行了強(qiáng)化，強(qiáng)化的對(duì)象主要是針對(duì)汽車(chē)尾氣的各種污染物質(zhì)的濃度而進(jìn)行的。通過(guò)符合科學(xué)邏輯的公式計(jì)算和推導(dǎo)，能夠使?jié)舛鹊臏y(cè)試保持在一定的準(zhǔn)確性上。雖然汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)有一定的弊端，但是卻可以避免機(jī)動(dòng)車(chē)在非運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)于尾氣檢測(cè)所產(chǎn)生的影響。當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)處于非運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，監(jiān)控技術(shù)可以將汽車(chē)尾部的車(chē)牌和圖像進(jìn)行拍攝，利用電腦大數(shù)據(jù)自動(dòng)化查找出汽車(chē)排放的相關(guān)數(shù)據(jù)以及汽車(chē)的性能參數(shù)，依照相關(guān)的參數(shù)從而判斷出該汽車(chē)的汽車(chē)尾氣排放情況。此外，隨著技術(shù)的發(fā)展起步，我國(guó)的汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)增設(shè)了可調(diào)二極管激光器技術(shù)，該技術(shù)的使用使尾氣的監(jiān)測(cè)范圍進(jìn)一步的擴(kuò)大，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)特定氣體濃度進(jìn)行量程的檢測(cè)。

2 汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)使用情況

汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)主要包括：攝像儀、尾氣分析儀、設(shè)計(jì)處理系統(tǒng)、檢測(cè)器、光源檢測(cè)等多個(gè)功能組成部分，為了使汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性得到有效的提升，也需要對(duì)檢測(cè)的場(chǎng)地進(jìn)行合理的設(shè)置。理想狀態(tài)下汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，汽車(chē)最好是處于正常負(fù)載的加速狀態(tài)，如果汽車(chē)正在空擋減速或者馬力過(guò)大時(shí)，都會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果。所以在進(jìn)行選場(chǎng)地選擇時(shí)，可以考慮到正常情況下汽車(chē)運(yùn)行最符需求的路段，并且也要考慮該路段的交通狀況，過(guò)于擁擠的交通也不利于檢測(cè)的結(jié)果的客觀性。進(jìn)一步的解釋下，當(dāng)汽車(chē)處于負(fù)荷輕微加速狀態(tài)時(shí)會(huì)排放出大量的尾煙，只有當(dāng)汽車(chē)處于每小時(shí)110公里以下的平均車(chē)速，車(chē)流量在200至3000輛車(chē)次時(shí)，所獲得的檢測(cè)結(jié)果是最佳的理想結(jié)果。

按照該原則進(jìn)行場(chǎng)地的選擇，首先，由于城市路段經(jīng)常會(huì)有兩車(chē)并行的時(shí)候，兩車(chē)并行同時(shí)排放的尾氣會(huì)造成數(shù)據(jù)的重疊，進(jìn)而影響檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。所以，檢測(cè)地點(diǎn)最好是選擇在橋梁入口位置、高速公路收費(fèi)站或者是緩坡單行車(chē)道附近，能夠進(jìn)一步的確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確;其次，需要到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)踐和調(diào)查，了解確認(rèn)監(jiān)測(cè)地點(diǎn)是否符合標(biāo)準(zhǔn);最后，確認(rèn)檢測(cè)地鐵之后，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)儀器的具體位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

3 汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)目前存在的問(wèn)題

3.1 應(yīng)用局限性大

由于汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)是非接觸式的檢測(cè)方法，所以以非常容易受到周邊環(huán)境因素的影響，比如雨雪天氣、大霧天氣或沙塵天氣等都不適宜開(kāi)展遙感監(jiān)測(cè)工作。對(duì)于測(cè)量場(chǎng)地的環(huán)境也有一定的要求除了上文所提到的車(chē)流量干擾因素外，所選用的場(chǎng)地路面應(yīng)該保持平滑，多為平路或者是上緩坡路，與轉(zhuǎn)彎路段要保持一定的距離。當(dāng)汽車(chē)車(chē)速或者是負(fù)載情況都不符合檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，也會(huì)影響到汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的使用。

3.2 檢出效率偏低

有的時(shí)候，即便一切測(cè)量條件都已滿足充沛，但是所獲得的遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也未必準(zhǔn)確和成功，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)警校測(cè)量數(shù)據(jù)無(wú)法得出結(jié)果的情況。比如，對(duì)于小型機(jī)動(dòng)車(chē)而言，能夠?qū)崿F(xiàn)的檢測(cè)率僅為60%左右;而大型機(jī)動(dòng)車(chē)或排氣管不在尾部的車(chē)輛，檢測(cè)率會(huì)更低，甚至無(wú)法檢測(cè)出。

3.3 重復(fù)性較差

車(chē)輛在不同的行駛情況下，汽車(chē)尾氣排放量會(huì)存在著較大的差異，所以會(huì)導(dǎo)致僅一臺(tái)車(chē)輛所獲得的不同時(shí)段的遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也不盡相同，也沒(méi)有一定的規(guī)律性。然而，對(duì)于實(shí)際的監(jiān)測(cè)工作來(lái)講，必須要有大量的重復(fù)數(shù)據(jù)才能夠通過(guò)統(tǒng)計(jì)得到更好的分析結(jié)果，而這種現(xiàn)狀就會(huì)導(dǎo)致汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的使用受到了一定的干擾。

4 汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的具體應(yīng)用及成績(jī)

4.1 實(shí)現(xiàn)對(duì)凈化裝置的檢查

汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)中的二極管激光技術(shù)具有一定的可調(diào)性，能夠?qū)ζ?chē)環(huán)保催化裝置所產(chǎn)生的個(gè)別特殊氣體實(shí)現(xiàn)檢測(cè)功能，通過(guò)對(duì)該特殊氣體的檢測(cè)，可以了解到該機(jī)動(dòng)車(chē)是否安裝了催化凈化裝置，并且了解到該裝置是否充分的發(fā)揮效用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)凈化裝置的檢查目的。

4.2 實(shí)現(xiàn)對(duì)清潔車(chē)輛的篩查

對(duì)于城市汽車(chē)尾氣造成的大氣污染問(wèn)題，最有效的治理途徑便是鼓勵(lì)機(jī)動(dòng)車(chē)使用者能夠定期對(duì)車(chē)輛進(jìn)行保養(yǎng)和檢修，來(lái)提高車(chē)輛的使用性能，降低對(duì)于環(huán)境的污染。利用汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)，能夠檢測(cè)出車(chē)輛是否屬于清潔車(chē)輛。并且可以根據(jù)參數(shù)的結(jié)果，將清潔車(chē)輛考慮納入到年檢名單，這樣既可以降低機(jī)動(dòng)車(chē)環(huán)檢部門(mén)的檢測(cè)壓力，也能夠幫助群眾更好的完成汽車(chē)年檢任務(wù)，使群眾更愿意配合使用清潔車(chē)輛。

4.3 實(shí)現(xiàn)對(duì)污染車(chē)輛的篩查

汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)保持汽車(chē)運(yùn)行的狀態(tài)下進(jìn)行重污染汽車(chē)的篩選，經(jīng)過(guò)多次汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)篩查的不合格重污染汽車(chē)會(huì)被納入到大數(shù)據(jù)內(nèi)的黑名單中，并傳發(fā)給相關(guān)的責(zé)任管理部門(mén)。責(zé)任管理部門(mén)依據(jù)法律規(guī)定可以要求車(chē)輛使用者進(jìn)行限期整改，情況嚴(yán)重時(shí)，汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)所提供的數(shù)據(jù)也能夠成為強(qiáng)制淘汰汽車(chē)的依據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于污染車(chē)輛的有效管控。

4.4 實(shí)現(xiàn)對(duì)減排效果的驗(yàn)證

為了提高對(duì)于環(huán)境污染的治理，我國(guó)政府越來(lái)越關(guān)注對(duì)于汽車(chē)尾氣污染的控制工作，多年來(lái)出臺(tái)了一系列的相關(guān)政策，提高了汽車(chē)尾氣污染防治效果，而運(yùn)用汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)可以幫助這些政策得到更為有效的利用和落實(shí)。通過(guò)技術(shù)檢測(cè)得出來(lái)的數(shù)據(jù)能夠分析出空氣質(zhì)量與汽車(chē)尾氣排放量之間的關(guān)系，從而驗(yàn)證汽車(chē)尾氣減排工作力度是否到位。

4.5 實(shí)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果的客觀性

汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)作為一項(xiàng)新型的高科技技術(shù)，較之于傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)有著效率高、自動(dòng)化程度大、不影響汽車(chē)的正常運(yùn)行等特點(diǎn)，并且由于不會(huì)受到駕駛員、儀器操作員的干擾，能夠較為準(zhǔn)確的檢測(cè)出機(jī)動(dòng)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用情況，反映出汽車(chē)尾氣排放程度，能夠得到較為客觀的檢測(cè)結(jié)果。

結(jié)束語(yǔ)：汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)仍然是一項(xiàng)較新的檢測(cè)方法，相較于傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)有著卓越的成績(jī)表現(xiàn)，但是其中也有一些問(wèn)題影響著檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。業(yè)界人士在這些使用的時(shí)候，必須要充分考慮到干擾因素，通過(guò)技術(shù)的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)果的準(zhǔn)確和客觀，也希望相關(guān)的業(yè)界人士能夠不斷的積累經(jīng)驗(yàn)，提高技術(shù)的使用效果，完善技術(shù)的不足，切實(shí)的實(shí)現(xiàn)汽車(chē)尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)真正作用的發(fā)揮。而我們也可以看出，該技術(shù)的使用在環(huán)境保護(hù)政策的大環(huán)境下，必將會(huì)得到更為廣泛的應(yīng)用。

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