一,、項(xiàng)目背景
隨著城市不斷發(fā)展，機(jī)動車尾氣已成為空氣污染中具備數(shù)量多,、增長快,、流動強(qiáng)、分散廣等特性的污染源,，根據(jù)環(huán)保部門PM2.5來源解析工作研究結(jié)果表明,，目前 PM2.5 的主要來源是機(jī)動車、燃煤,、工業(yè)生產(chǎn)和揚(yáng)塵,，其中：機(jī)動車占比較高的代表城市有北京、深圳,、杭州,、廣州等；燃煤占比較高的代表城市有石家莊,、南京等,；揚(yáng)塵、流動源,、工業(yè)生產(chǎn)占比較高代表城市：天津,、上海、寧波等,?？諝馕廴驹唇y(tǒng)計分布如下圖：
大氣污染源分析統(tǒng)計
汽車尾氣中，使用柴油的大型車是排放細(xì)顆粒物的"重犯",，包括大公交,、各單位的班車，以及大型運(yùn)輸卡車等,，機(jī)動車減排成為一個起步晚,、人手少、任務(wù)重、難度大的污染減排新領(lǐng)域,。在用機(jī)動車管理日益成為城市管理的重要部分,；其管理智能化程度也直接反映了智慧城市管理水平。各地政府陸續(xù)根據(jù)自身情況制定相應(yīng)實(shí)施條例,，如:《西安市機(jī)動車和非道路移動機(jī)械排氣污染防治條例》(環(huán)保部門處500 元以下罰款),、《武漢機(jī)動車排氣污染防治條例》(環(huán)保部門處500 元以下罰款)、《深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)機(jī)動車排氣污染防治條例》(交警部門處500元以下罰款),、《山東省機(jī)動車排氣污染防治條例》(公安機(jī)關(guān)處200元罰款)等,。國家財政方面，國家中央財政每年都設(shè)立大氣污染防治專項(xiàng)基金,，解決突出大氣污染問題,。機(jī)動車尾氣排放監(jiān)測項(xiàng)目也是大氣污染防治專項(xiàng)基金項(xiàng)目之一。尾氣遙感監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)動車尾氣檢測數(shù)據(jù)的實(shí)時采集,、監(jiān)控、分析與處理,，為政府決策,、了解綜合環(huán)境信息提供數(shù)據(jù)支持，并且對所有檢測站尾氣檢測的過程進(jìn)行監(jiān)控,，以確保數(shù)據(jù)采集的規(guī)范性與真實(shí)性,。
系統(tǒng)利用尾氣遙測路檢、道路空氣監(jiān)測,、智能識別等先進(jìn)的前端動態(tài)監(jiān)測采集單元,，組成區(qū)域道路監(jiān)測路網(wǎng)，結(jié)合后端數(shù)據(jù)傳輸與信息平臺,，通過與其他信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)或信息交換,，實(shí)現(xiàn)對車輛排放檢測全程跟蹤和環(huán)保標(biāo)志化管理，將為環(huán)保執(zhí)法部門嚴(yán)格控制機(jī)動車尾氣排放污染,，實(shí)現(xiàn)排污總量控制,，以更加精細(xì)和動態(tài)的方式實(shí)現(xiàn)跨部門實(shí)時、高效,、智能化監(jiān)管與執(zhí)法,。
二、系統(tǒng)概況
機(jī)動車尾氣遙測系統(tǒng)分為移動式和固定式兩大類,，固定式遙測系統(tǒng)安裝在城市干路上,，可對來往車輛進(jìn)行不間斷測量，其中包括水平固定式和垂直固定式(龍門架式),。而移動式遙測系統(tǒng)可靈活決定測量時間和測量地點(diǎn),，形成對固定點(diǎn)遙測測量的有效補(bǔ)充。對此,，公司推出移動式機(jī)動車尾氣遙測系統(tǒng),，產(chǎn)品在應(yīng)用中的安裝方式如下所示,。
汽、柴油車輛經(jīng)過機(jī)動車尾氣遙測系統(tǒng)時,，觸發(fā)遙測主機(jī)位置判定單元,，此時系統(tǒng)即刻準(zhǔn)備開始測量，當(dāng)車輛全部通過遙測系統(tǒng)且排放的尾氣煙羽在光路中時,，遙測系統(tǒng)開始測量,。遙測主機(jī)發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出特定波長的激光和紫外光通過機(jī)動車尾氣環(huán)境后被反射單元返回到遙測主機(jī)接收系統(tǒng)，遙測主機(jī)系統(tǒng)通過光源被尾氣煙羽吸收的強(qiáng)度差值初步計算出尾氣中 CO,、CO2,、NO、HC 等氣體排放信息,。速度/加速度單元測量得到車輛的運(yùn)行狀態(tài)信息,，同時車牌識別系統(tǒng)記錄車輛的車牌數(shù)據(jù)，一體氣象環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)收集測量的環(huán)境參數(shù)以便更加精準(zhǔn)的測量和分析,。同時實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的監(jiān)控與管理,，實(shí)時分析監(jiān)測系統(tǒng)的工作狀態(tài)。各單元通過測量現(xiàn)場的機(jī)動車尾氣遙感監(jiān)測系統(tǒng)控制軟件的計算機(jī)控制運(yùn)行,，測量信息可以通過 LED 屏幕顯示,。
三、工作原理
移動式機(jī)動車尾氣遙測系統(tǒng)采用先進(jìn)的可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜(TDLAS)技術(shù),、紫外差分光譜(DOAS)技術(shù),、微弱信號檢測技術(shù)及計算機(jī)軟硬件、圖像識別技術(shù),。
可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜(TDLAS)技術(shù)是利用激光波長的可調(diào)諧性,，激光的發(fā)射波長隨著工作溫度和電流的變化而改變。通過對電流的周期性調(diào)制,，可以使激光波長在小范圍內(nèi)周期性變化,，在每個周期內(nèi)可以獲得被測氣體的“單線吸收譜線”數(shù)據(jù)和背景氣體、粉塵等干擾因素的譜線數(shù)據(jù),。在氣體檢測與濃度分析中,，為了提高探測靈敏度，一般會根據(jù)現(xiàn)場工況選擇合適的吸收譜線和合適的激光器調(diào)制參數(shù),，圖2.1為可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)原理框圖,。
采用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜(TDLAS)技術(shù)使用的半導(dǎo)體激光的譜寬小于0.0001nm，約為紅外光源譜寬的1/106,，遠(yuǎn)小于被測氣體吸收譜線的譜寬,。其頻率調(diào)制掃描范圍也僅包含被測氣體單吸收譜線(半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)也因此被稱為單線光譜技術(shù)),，因此成功消除了背景氣體交叉干擾影響。
四,、技術(shù)優(yōu)勢
移動式機(jī)動車尾氣遙測系統(tǒng)通過可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù),、紫外差分吸收光譜技術(shù),、微弱信號檢測技術(shù)及圖像識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)對汽柴油車尾氣中 CO、CO2、NO,、HC 和不透光度的檢測,，響應(yīng)時間快(小于 0.8s)，系統(tǒng)操作簡單,。測量信號通過 WIFI 傳輸，可外接 LED 顯示屏,，顯示車輛的尾氣排放信息,。此外,，該系統(tǒng)還具有以下特點(diǎn)：
1)體積小巧輕便
高度集成的一體化設(shè)計,，體積小巧輕便，更利于操作,。
2)高效的現(xiàn)場布置
采用*的光路調(diào)節(jié)模塊,，在現(xiàn)場高效的完成布置。
3)一體化標(biāo)定系統(tǒng)
多個組分(CO,，CO2,，HC，NO,，不透光度,，速度加速度)可同時進(jìn)行標(biāo)定，并且支持手動和自動校準(zhǔn)方式,，操作簡潔方便，工作效率高,。
4)實(shí)時數(shù)據(jù)匹配
實(shí)時數(shù)據(jù)匹配，無需后期處理。實(shí)時輸出監(jiān)測結(jié)果,，并結(jié)合車輛識別技術(shù),，對超標(biāo)排放的車輛進(jìn)行篩選。
5)遠(yuǎn)程在線監(jiān)控系統(tǒng)
在線監(jiān)控電池狀態(tài),，標(biāo)定狀態(tài),，系統(tǒng)報警信息，無線通訊信號等,。*意義上遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作，便于操作者監(jiān)控系統(tǒng)參數(shù),。
6)自動記錄與存儲
日志記錄所有操作信息和報警信息,，方便查詢與追溯,，便于問題處理與解決。斷電不影響數(shù)據(jù)存儲,。
五,、系統(tǒng)組成
移動式機(jī)動車尾氣遙測系統(tǒng)主要由遙測主機(jī),、車牌自動識別及拍照系統(tǒng),、速度/加速度測量系統(tǒng),、大氣環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)、空氣質(zhì)量微型監(jiān)測系統(tǒng),、主控計算機(jī),、LED 顯示屏及機(jī)動車尾氣遙感監(jiān)測系統(tǒng)控制軟件等組成。
組成部件功能說明：
(1)遙測主機(jī)：對尾氣各組分進(jìn)行測量
(2)車牌自動識別及拍照系統(tǒng)：車牌自動抓拍識別
(3)速度/加速度測量系統(tǒng)：測量速度,、加速度
(4)大氣環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)：對周圍環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時測量
(5)機(jī)動車尾氣遙感監(jiān)測系統(tǒng)控制軟件：通過系統(tǒng)控制軟件實(shí)現(xiàn)測量、校準(zhǔn),、數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮?br />
(6)LED 顯示屏：顯示車輛測量結(jié)果
(7)空氣質(zhì)量微型監(jiān)測系統(tǒng)：測量大氣環(huán)境 PM 及污染物含量
(8)主控計算機(jī)：車測量結(jié)果處理及分析
(9)黑煙車智能識別系統(tǒng)：識別黑煙車,，林格曼黑度
技術(shù)參數(shù)：
| 項(xiàng)目 | 測量范圍 | 測量精度 |
| CO | 0％－10％； | 相對誤差±10%,，誤差±0.25×10-2 |
| CO2 | 0％～16％,； | 相對誤差±10%，誤差±0.25×10-2 |
| HC | 0～10000×10-6,； | 相對誤差±10%,，誤差±10×10-6 |
| NO | 0～10000×10-6； | 相對誤差±10%,，誤差±10×10-6 |
| 不透光度 | 0～100%,。 | 相對誤差±5%，誤差±2％,。 |
六,、項(xiàng)目實(shí)施
移動式尾氣遙感檢測車改變了傳統(tǒng)的汽車尾氣檢測方法，通過遙感監(jiān)測車,，對機(jī)動車輛排放的污染氣體進(jìn)行準(zhǔn)確抓拍并記錄車輛信息,，可快速、高效篩選出行駛在道路上的高污染,、高排放車輛,，幾秒內(nèi)就能顯示到遙感車內(nèi)的屏幕上，一小時內(nèi)就可檢測1000多輛車,。
日前,，移動式設(shè)備已順利交付，能夠快速準(zhǔn)確的對道路機(jī)動車尾氣濃度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,，實(shí)時“抓捕”超標(biāo)車輛,，成為環(huán)保部門的得力助手。
智易時代將不斷提升服務(wù)品質(zhì),，為大氣污染治理工作出力,，為我國打贏大氣污染治理攻堅戰(zhàn)做貢獻(xiàn)。
監(jiān)測端界面
管理端界面
黑煙車識別
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