基于遥感监测的机动车尾气监测可视化系统研究

2018-10-19沈阳理工大学

电子世界 2018年19期

沈阳理工大学钟璞梁英

针对城市道路机动车保有量迅速增加、机动车尾气污染日益凸显、管控压力不断加大的现状，结合城市高排放车辆筛选与整治、黄标车淘汰等工作要求，融合尾气遥感检测、黑烟车电子抓拍等多种技术手段，与定期环保检验等系统互联互通，为城市机动车污染监管体系的建立和完善，提供实用高效的监测技术保障和充足有效的监测数据支撑。

伴随着我国经济的快速发展，国内的机动车辆也不断增多。而机动车尾气中含有大量的污染气体，未能得到有效管控将给大气环境带来严重污染。想要加强机动车尾气的治理，还要加强车辆尾气监测。因此，还应加强对机动车尾气遥感监测系统的研究，以便引入高科技手段加强车辆管理。

1 机动车尾气遥感监测系统研究

1.1 系统建设思路

通过系统的建设，可以实现以下的功能：

1)强化对检验机构检测过程监管，确保机动车环保检验机构的检测数据真实有效，实施检验全过程在线监控，提高检验机构的规范化运营水平。

监控中心和检测科通过在用车监测数据库对环检机构进行监督管理，同时通过黑烟车、超标车辆信息反查环检机构，例如：某环检机构某段时间内检测的车辆多次出现超标排放，就可以反向查找环检机构的问题。

2)集中技术优势，实现资源信息共享，强化体系内的数据整合能力；提高与公安，交通等部门的沟通协调能力，强化对环检机构和维修企业的监督管理。

机动车污染控制工作政策性强、职责部门多、涉众面广，单靠环保一家单打独斗难以开展。必须建立政府综合管控、多部门协同配合的工作机制，从组织机构、政府规章、财政投入等方面进行保障和促进。

3)通过机动车排气污染监控系统，充分利用物联网等高科技手段，使系统高度智能化、自动化、精确化，实现自动监测、自动识别、自动抓拍、自动预警、自动传输、自动存档。

强化老旧机动车强制报废机制，提升对营运车辆强制报废的有效管理和监控，加速高排放车辆淘汰进程。

1.2 系统工作原理

利用机动车尾气遥感监测系统，能够在0.7秒时间内，完成对通过监测站点的机动车的各种污染物（CO、NO、HC、不透光度等）的实时在线监测的特点，并且可以实现无人值守。

采用黑烟车电子抓拍系统，利用视频抓拍、视频图像识别等技术，自动识别监测点位车辆排放黑烟情况，与林格曼黑度进行对比分析，筛选出冒黑烟车辆，并记录其污染过程，同时上传至系统平台，作为后期处罚证据。

1.3 系统技术关键

1.3.1 光谱吸收技术

机动车排气遥测路检设备采用光谱吸收技术，在车辆正常行驶经过瞬间，遥感系统发出探测光穿过机动车尾气烟团经反射单元返回探测单元，系统继而计算并完成对机动车尾气排放的二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOX）等各项检测；同时系统还可以测量柴油车尾气的不透光烟度和光吸收系数；通过测量车辆经过瞬间的速度和加速度，可分析车辆工作状态，生成最终的遥测结果。

1.3.2 黑烟车智能识别与自动抓拍

黑烟车智能监控识别设备是集成光学成像技术、智能视觉技术以及交通监控技术为一体对道路中行驶的机动车尾气黑烟进行实时在线监测的产品，采用的技术是智能交通监控技术和黑烟识别技术相结合的一种先进技术。系统首先使用高清摄像机作为前端捕捉车辆视频，然后将取得的道路交通视频进行实时图像处理，对道路行驶车辆的尾部特征进行模式识别，提取车辆尾气特征，进行特征比对，判断车辆的排放烟度阈值，对冒黑烟车辆进行标记后上传到管理平台，为车辆冒黑烟的污染行为提供相关处罚依据。

2 机动车尾气遥感监测系统应用

2.1 建立移动源污染物排放信息数据库

通过收集全市机动车污染物排放、非道路机械设备信息及执法情况等数据建设一个完整的移动源污染防治综合管理数据库，并附以相应的在线数据分析软件，可以随时掌握车辆情况，完成各级各类报表生成和管理，并可以对这些数据进行分析，增强决策的科学性和一致性，从而，进一步推动监管工作的信息化进程。利用自动化科技手段，最大程度提高管理效率，节省人力资源及管理成本。满足各级部门对机动车排气监管业务管理的需要，加强内部管理，规范服务流程，提高工作效率，提高员工素质，提升管理能力。

2.2 冒黑烟车专项治理

采用视频抓拍方法，在冒黑烟车经过设备时，切实做到车辆牌照及排气林格曼黑度等信息的搜集与保存，并可通过打印机实时打印监测结果，再通过前方拦车或发通知函等形式，对冒黑烟车进行即时处理，切实做到对冒黑烟车辆的震慑作用。

2.3 分析机动车排气污染对空气质量影响程度和规律

根据监测道路车流量情况，结合监测数据，分析机动车排气污染对我市空气质量影响程度和规律。基于遥测数据库和道路机动车污染源数据库，进行大数据应用和分析，建立车流量、车辆类型、燃油类型、时间段、污染物浓度等之间的关系，摸清城市主干道空气污染的变化规律，计算出机动车排气污染对我市空气污染的贡献率（如PM2.5）、分析机动车尾气排放对道路空气质量的影响等。