遙感技術在機動車排氣監測和管理中的實現

朱恩亮 王涵

摘 要：本文對遙感技術在機動車排氣監測和管理中的應用進行了研究，首先介紹了國內目前常用的機動車尾氣監測方法及其存在的問題，然后對遙感技術在機動車排氣監測和管理中從遙感技術的全時段自動監測排放、監測技術和標準體系的不斷完善、促進車輛維護和保養機制的形成、監測尾氣的凈化裝置四個方面進行了詳細描述。

關鍵詞：遙感;機動車排氣;檢測

0 引言

隨著環境污染的持續加劇以及可持續發展理念的提出，國家對于機動車尾氣的排氣管理要求越來越嚴格，自2019年7月起，國內十幾個省市開始執行國六排放標準，從而限制汽車污染物排放，減少一氧化碳、碳氫化合物等有害氣體對人體造成的危害以及對生態環境造成的破壞[1]。隨著新技術的不斷發展，一系列智能化技術不斷滲透到生活的各行各業，為提升居民生活質量以及提升國家職能機關的服務能力提供了很大的幫助。汽車尾氣的監測和管理一直存在諸多問題，借鑒新技術實現機動車排擠的監測和管理，提升監測效率和管理水平具有重大的現實意義[2]。

1 國內機動車排氣監測和管理存在的問題

1.1 機動車尾氣監測方法

現如今，國內機動車尾氣監測方法主要由雙怠速監測法和簡易穩態工況法（簡稱ASM）。雙怠速監測法可以在機動車低怠速和高怠速情況下進行其尾氣的監測，但是由于怠速監測的無負荷作用以及怠速的高低是人為控制的，因此存在的誤差較大。此種監測方式只可實現對碳氫化合物、一氧化碳的監測，無法實現氮氧化合物的監測，并且其重復性監測誤差超過30%[3]。ASM監測法，是指模擬機動車在25、40千米/時的條件下，進行機動車尾氣排放情況的檢測，檢測的項目有碳氫化合物、一氧化碳和氮氧化物。取樣是此種監測手段的核心工作，目前采用的取樣方法有三種，分別為直接取樣、全量取樣和變稀釋取樣法。其中直接取樣閥，是將探頭插入取發動機的排氣管道內部，采用取樣泵直接抽取一定數量的樣本，經過對樣本的過濾以后，對樣本內部的氣體導入到氣體分析儀中。為了規避在監測過程中，氣體中水分對監測結果造成影響，在系統中往往會加入冷凝排水裝置，實現對氣體的除濕功能。為了規避氣體中的蒸汽壓力低且沸點高的成分對氣體檢測產生誤差，取樣導管需要進行加熱式的管理，對于汽油機的管理其溫度應該保持在150℃上下，對于柴油機溫度應該保持在180℃～200℃之內[4]。此種取樣方式比較適合連續工況檢測。除直接取樣外，還有全量取樣和變稀釋度取樣法。全量取樣法和直接檢測法相同，也需要在系統中加入加熱系統，此種方式會使得高沸點的HC也容易凝聚而溶于水中隨之被放掉，造成一定的誤差。

1.2 尾氣監測存在的問題分析

在完成采樣后的樣品會進入到分析儀器內，通常來說儀器均是使用紅外線對氣體的分子進行光譜分析，并對其內部光線的遮擋程度來分析樣本中氣體濃度的高低，一旦汽車尾氣進行檢測系統的雙滾筒內部時，測功機便開始進行工作，當汽車速度達到規定的數值是，儀器便開始進行分析和工作，測試儀器會以10秒左右為一個測試單元對機動車進行檢測。從檢測原理上講，兩種方式都滿足檢測要求。但是由于利益關系，國內某些尾氣監測流于形式，個別監測點的儀器已經無法采樣了，仍然在執行尾氣監測工作，個別監測點對于怠速監測和ASM法監測并沒有明確的規定。由于燃油的品質差，使用工況檢測法無法通過檢測，但使用雙怠速監測法其通過率便比較高。個別企業在檢測過程中，徇私舞弊，將檢測儀器的膠管和采樣頭分離，儀器采集的均是空氣。同時，監測工作兩層皮的現象嚴重，機動車尾氣監測工作比較混亂。

2 遙感技術在機動車排氣監測和管理中的實現

隨著遙感技術的發展，目前已經在四方面應用在了機動車排氣監測和管理過程中，主要如下：基于遙感技術的全時段自動監測排放、監測技術和標準體系的不斷完善、促進車輛維護和保養機制的形成、監測尾氣的凈化裝置。

2.1 基于遙感技術的全時段自動監測

隨著城市的不斷發展，大氣污染越來越嚴重，污染物的主要形式為CO和HC等，以上物質均是以顆粒狀存在，顆粒物是造成城市霧霾的主要原因之一。遙感技術作為一種依托于先進科技的技術形式，采用遙感技術可以實現無人值守，其檢測效率比傳統的人工檢測更高，同時也不會影響正常的行駛。遙感技術的核心優勢在于能夠實現對車輛尾氣排放數據的間接監測，它不需要直接接觸車輛就可以實現監測和控制，以此借助于數據分析來對不同車輛尾氣污染物的排量進行全面的掌握和分析。

2.2 促進檢測技術和標準的日益成熟

目前國內實行尾氣遙感檢測的城市已經超過70個，全國已經國內已經建成遙感檢測400臺以上，監測設備分為移動式遙感和非移動式遙感監測。近年來國家也出臺了各類政策，明確提出對于遙感監測設備和車輛的管理辦法，要力爭建立國家、省市級別的聯網檢測，重點對高排放的柴油和汽油進行檢測。目前，各類遙感監測辦法已經相繼出臺出來，遙感監測技術目前已經在我國相關環境管理工作中有著十分重要的意義，很多地區都高度重視此項技術的有效運用，特別是針對監測結果和視頻等不一致的問題，對檢驗機構和相關部門進行嚴懲和處罰，特別是對于高排放車輛進行重點和精準化的監管和處理。據相關調查可知，目前北京、天津等城市就已經充分運用遙感技術對于超標排放車輛進行了監管和控制，目前已經成功處罰車輛共計萬余輛。從中也可以看出，目前遙感監測技術在我國具備了廣闊的發展空間，同時期發展體系和標準體系正在有效建立，不斷走向成熟。

2.3 促進車輛保養機制的不斷形成

采用遙感技術能夠實現當前采用的檢查維修計劃（I/M制度）是否有效，檢查I/M制度以外的車輛（過境車和未登記車）是否是空氣污染主要來源之一，從而更加清晰地對于生態環境質量與尾氣排放的相關關系。這樣能夠有效地對于排放監管空白進行有效修補，及時地發現并懲戒車輛超標問題，降低大氣排放污染物的總量。

2.4 促進監測尾氣的凈化裝置的形成

對機動車尾氣排放進行限制可以從根源上解決問題。機動車尾氣的凈化裝置主要是減少CO等物質的排放，經過實際檢測其減排效果會達到90%及以上。對于柴油車尾氣的凈化裝置可以削減其顆粒物的產生，減排的效果可以達到70%以上。對于天然氣車尾的凈化裝置主要實現對NOx等物質的削減，其減排效果也能夠減少70%。

3 結論

新興技術的發展和不斷進步，高科技手段正在逐漸改變人們的生活。對于交通行業的發展也不例外，圖像識別等智能技術已經應用比較成熟。遙感技術也是一種新技術，可以實現低成本、快速的行駛過程中車輛的檢測，比較適合車輛尾氣狀況的采集，特別是城市空氣質量污染過程中機動車尾氣排放的檢測。充分使用新技術，實現重要交通節點內的機動車檢測是未來的發展方向，也可以為決策者對于交通管控方面的檢測提供數據支持。

參考文獻：

[1]李政鑫.遙感技術在機動車排氣監測和監管中的應用[J].資源節約與環保，2020（3）：81.

[2]張鵬程.遙感檢測設備在機動車尾氣檢測工作中的應用[J].資源節約與環保，2020（3）：62.

[3]金華冠，馬國強.金華市機動車排氣遙感監測技術應用與探析[J].建筑工程技術與設計，2017（29）：197.

[4]農加進，黃榮，雙菊榮.遙感測量在機動車排放調查和I/M項目評估中應用的初步分析[J].廣州環境科學， 2005（4）：17-19.