基于遙感監測的機動車尾氣監測可視化系統研究

沈陽理工大學 鐘 璞 梁 英

針對城市道路機動車保有量迅速增加、機動車尾氣污染日益凸顯、管控壓力不斷加大的現狀，結合城市高排放車輛篩選與整治、黃標車淘汰等工作要求，融合尾氣遙感檢測、黑煙車電子抓拍等多種技術手段，與定期環保檢驗等系統互聯互通，為城市機動車污染監管體系的建立和完善，提供實用高效的監測技術保障和充足有效的監測數據支撐。

伴隨著我國經濟的快速發展，國內的機動車輛也不斷增多。而機動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境帶來嚴重污染。想要加強機動車尾氣的治理，還要加強車輛尾氣監測。因此，還應加強對機動車尾氣遙感監測系統的研究，以便引入高科技手段加強車輛管理。

1 機動車尾氣遙感監測系統研究

1.1 系統建設思路

通過系統的建設，可以實現以下的功能：

1)強化對檢驗機構檢測過程監管，確保機動車環保檢驗機構的檢測數據真實有效，實施檢驗全過程在線監控，提高檢驗機構的規范化運營水平。

監控中心和檢測科通過在用車監測數據庫對環檢機構進行監督管理，同時通過黑煙車、超標車輛信息反查環檢機構，例如：某環檢機構某段時間內檢測的車輛多次出現超標排放，就可以反向查找環檢機構的問題。

2)集中技術優勢，實現資源信息共享，強化體系內的數據整合能力；提高與公安，交通等部門的溝通協調能力，強化對環檢機構和維修企業的監督管理。

機動車污染控制工作政策性強、職責部門多、涉眾面廣，單靠環保一家單打獨斗難以開展。必須建立政府綜合管控、多部門協同配合的工作機制，從組織機構、政府規章、財政投入等方面進行保障和促進。

3)通過機動車排氣污染監控系統，充分利用物聯網等高科技手段，使系統高度智能化、自動化、精確化，實現自動監測、自動識別、自動抓拍、自動預警、自動傳輸、自動存檔。

強化老舊機動車強制報廢機制，提升對營運車輛強制報廢的有效管理和監控，加速高排放車輛淘汰進程。

1.2 系統工作原理

利用機動車尾氣遙感監測系統，能夠在0.7秒時間內，完成對通過監測站點的機動車的各種污染物（CO、NO、HC、不透光度等）的實時在線監測的特點，并且可以實現無人值守。

采用黑煙車電子抓拍系統，利用視頻抓拍、視頻圖像識別等技術，自動識別監測點位車輛排放黑煙情況，與林格曼黑度進行對比分析，篩選出冒黑煙車輛，并記錄其污染過程，同時上傳至系統平臺，作為后期處罰證據。

1.3 系統技術關鍵

1.3.1 光譜吸收技術

機動車排氣遙測路檢設備采用光譜吸收技術，在車輛正常行駛經過瞬間，遙感系統發出探測光穿過機動車尾氣煙團經反射單元返回探測單元，系統繼而計算并完成對機動車尾氣排放的二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、氮氧化合物（NOX）等各項檢測；同時系統還可以測量柴油車尾氣的不透光煙度和光吸收系數；通過測量車輛經過瞬間的速度和加速度，可分析車輛工作狀態，生成最終的遙測結果。

1.3.2 黑煙車智能識別與自動抓拍

黑煙車智能監控識別設備是集成光學成像技術、智能視覺技術以及交通監控技術為一體對道路中行駛的機動車尾氣黑煙進行實時在線監測的產品，采用的技術是智能交通監控技術和黑煙識別技術相結合的一種先進技術。系統首先使用高清攝像機作為前端捕捉車輛視頻，然后將取得的道路交通視頻進行實時圖像處理，對道路行駛車輛的尾部特征進行模式識別，提取車輛尾氣特征，進行特征比對，判斷車輛的排放煙度閾值，對冒黑煙車輛進行標記后上傳到管理平臺，為車輛冒黑煙的污染行為提供相關處罰依據。

2 機動車尾氣遙感監測系統應用

2.1 建立移動源污染物排放信息數據庫

通過收集全市機動車污染物排放、非道路機械設備信息及執法情況等數據建設一個完整的移動源污染防治綜合管理數據庫，并附以相應的在線數據分析軟件，可以隨時掌握車輛情況，完成各級各類報表生成和管理，并可以對這些數據進行分析，增強決策的科學性和一致性，從而，進一步推動監管工作的信息化進程。利用自動化科技手段，最大程度提高管理效率，節省人力資源及管理成本。滿足各級部門對機動車排氣監管業務管理的需要，加強內部管理，規范服務流程，提高工作效率，提高員工素質，提升管理能力。

2.2 冒黑煙車專項治理

采用視頻抓拍方法，在冒黑煙車經過設備時，切實做到車輛牌照及排氣林格曼黑度等信息的搜集與保存，并可通過打印機實時打印監測結果，再通過前方攔車或發通知函等形式，對冒黑煙車進行即時處理，切實做到對冒黑煙車輛的震懾作用。

2.3 分析機動車排氣污染對空氣質量影響程度和規律

根據監測道路車流量情況，結合監測數據，分析機動車排氣污染對我市空氣質量影響程度和規律。基于遙測數據庫和道路機動車污染源數據庫，進行大數據應用和分析，建立車流量、車輛類型、燃油類型、時間段、污染物濃度等之間的關系，摸清城市主干道空氣污染的變化規律，計算出機動車排氣污染對我市空氣污染的貢獻率（如PM2.5）、分析機動車尾氣排放對道路空氣質量的影響等。

2.4 促進車主提高環保意識，自覺遵守環保法律法規

通過遙測方法進行機動車尾氣污染巡回檢驗、黑煙車電子抓拍、非道路移動機械設備管理等監控方法推廣，本身也是一種環保宣傳。對于超標排放的機動車，通過行政處罰辦法，可以有效地促進車主環保意識的提高，從而加強對機動車的日常保養和維護，減少機動車污染排放，自覺遵守環保法律、法規和相關機動車排放標準。

3 結論

通過分析發現，機動車尾氣遙感監測系統具有無接觸的監測優勢，可以對正在駕駛的機動車自動進行尾氣監測，同時不影響車輛的正常行駛。而采用系統進行機動車管理，可以得到真實、準確的尾氣監測數據結果，同時加強交通管理與環境關聯性，提高車輛檢驗工作效率，因此可以在機動車尾氣監測方面得到較好的應用。