汽車尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用研究

馮蓬

【摘 要】汽車尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)是一種快速檢測(cè)車輛尾氣的方式之一，目前在我國(guó)許多城市的尾氣檢測(cè)工作中得到廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合筆者實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，介紹了汽車尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)，在此基礎(chǔ)上闡述了遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和特點(diǎn)，就提高遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)提出一些有效的措施，為該技術(shù)的應(yīng)用提供參考。

【關(guān)鍵詞】汽車尾氣；遙感監(jiān)測(cè)；污染防治

汽車尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)作為近年來發(fā)展較為迅速的一項(xiàng)高科技尾氣監(jiān)測(cè)技術(shù)，具有快速、費(fèi)用低、效率高和實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠極大降低道路工作人員的工作壓力，節(jié)省大量的物力和財(cái)力，目前在許多城市的尾氣檢測(cè)當(dāng)中有所應(yīng)用。但是，由于汽車尾氣檢測(cè)結(jié)果容易受到道路條件、周邊環(huán)境和汽車狀況等因素的影響，在一定程度上制約了遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展。因此，本文通過分析汽車尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)，提出一些有效的措施，希望提高汽車尾氣檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.汽車尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1汽車尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展過程

汽車尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)自上世紀(jì)90年代發(fā)展到今天，經(jīng)歷了從紅外線到激光技術(shù)兩個(gè)主要階段，檢測(cè)項(xiàng)目由單項(xiàng)CO檢測(cè)逐漸發(fā)展成為對(duì)汽車的CO、HC、NOx、CO2這四個(gè)項(xiàng)目分別進(jìn)行壓燃式汽車不透光煙度檢測(cè)。

此外，多光束測(cè)量也較好地提高了遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備的檢出率及遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性。

1.2設(shè)備構(gòu)成

汽車尾氣遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備主要由尾氣分析系統(tǒng)、電子照相裝置、車輛辨識(shí)系統(tǒng)、氣象儀器、測(cè)速裝置和控制管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等組成，見圖1。

2.汽車尾氣遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置

汽車尾氣遙感檢測(cè)系統(tǒng)主要由以下幾部分組成： 尾氣檢測(cè)光源和檢測(cè)器、速度和加速度測(cè)量裝置、車牌攝像儀、尾氣分析儀、數(shù)據(jù)處理裝置和監(jiān)視器等。在道路上實(shí)際監(jiān)測(cè)時(shí)， 儀器的設(shè)置如圖1所示。

選擇適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)地點(diǎn)對(duì)于提高檢測(cè)成功率是十分重要的， 這可以使車輛在正常負(fù)載的加速狀態(tài)下被測(cè)， 避免被測(cè)車輛在空擋滑行、減速或?yàn)轳R力過大的狀況下運(yùn)行。交通狀況和儀器的安置地點(diǎn)的最佳條件是：

（1）車流量在每小時(shí)200～3600 輛次之間。

（2）平均車速在10～110km/ h 之間。

（3）車輛最好在輕微加速下，以能產(chǎn)生較強(qiáng)的排放煙羽。

（4）相隨兩車之間須有適當(dāng)距離， 以免兩車排放的煙羽重疊影響測(cè)試。

（5）選擇在略有上坡的單行車道或橋梁引道入口設(shè)置測(cè)點(diǎn)。

（6）選擇在高速公路收費(fèi)站繳費(fèi)完畢車輛加速駛離的單向車道內(nèi)設(shè)置測(cè)點(diǎn)。

合適的監(jiān)測(cè)地點(diǎn)需要通過調(diào)查分析和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來確定， 在監(jiān)測(cè)地點(diǎn)確定后， 還要對(duì)儀器設(shè)置的具體位置進(jìn)行試驗(yàn)調(diào)整， 以求找到最佳的設(shè)置點(diǎn)位。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)， 在設(shè)置監(jiān)測(cè)儀器時(shí)， 須將車輛引離監(jiān)測(cè)車道，繞道駛離，以免影響儀器校準(zhǔn)。監(jiān)測(cè)時(shí)最好將儀器隱蔽起來， 以免被測(cè)車輛的司機(jī)看到儀器因好奇而減速觀看， 使監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)偏離正常。

3.遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用分析

3.1影響遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果的因素分析

當(dāng)車輛在道路上行駛時(shí)車況是在不斷變化的，就加速減速兩種狀況來說，一個(gè)在加油一個(gè)則在踩剎車，其操作性能和發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況發(fā)生了明顯變化，毫無疑問車輛的排放狀況也將發(fā)生明顯變化，這是導(dǎo)致遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果重復(fù)性不好的主要原因。其次，環(huán)境條件，比如濕度、風(fēng)速等對(duì)遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果的影響也非常大，濕度過大，在空氣中形成凝結(jié)有細(xì)微粒子的細(xì)小顆粒水珠，這些水珠將對(duì)遙感監(jiān)測(cè)光譜有吸收反射等作用，在一定程度上會(huì)影響遙感監(jiān)測(cè)測(cè)量結(jié)果。當(dāng)風(fēng)速過大時(shí)，汽車排出的尾氣將會(huì)迅速擴(kuò)散，遙感監(jiān)測(cè)的煙羽量就會(huì)太低，也將影響遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果。此外，測(cè)量本底值變化、道路條件、太陽光等在一定程度上對(duì)遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果也會(huì)有影響。

3.2影響遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用的瓶頸

汽車尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)以其快速、不影響道路交通以及減少人力物力等特點(diǎn)為汽車尾氣監(jiān)管部門和監(jiān)管人員所關(guān)愛和重視，但又因采用的是非接觸測(cè)量方式，其測(cè)量結(jié)果會(huì)受諸多因素影響，導(dǎo)致人們對(duì)其應(yīng)用范圍和前景有些茫然，也是制約遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)一步應(yīng)用的瓶頸。因此，汽車尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用的突破點(diǎn)是怎樣減小各種外界因素對(duì)其測(cè)量結(jié)果的影響，進(jìn)一步提高遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果的重復(fù)性和可靠性，逐步實(shí)現(xiàn)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)直接用于尾氣執(zhí)法監(jiān)測(cè)工作。

4.提高遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用能力的建議

4.1增強(qiáng)應(yīng)用部門交流活動(dòng)，促進(jìn)遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用技術(shù)的共同提高

遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用于汽車尾氣檢測(cè)本身就是一種技術(shù)突破，總體上講，汽車尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)因具有良好的統(tǒng)計(jì)特性在排放調(diào)查、排放控制效益評(píng)估等方面在國(guó)內(nèi)外都得到了良好應(yīng)用，但在實(shí)際應(yīng)用中各地則根據(jù)當(dāng)?shù)仄囄矚獗O(jiān)管工作需要也在探索其應(yīng)用，且這種探索僅限于某個(gè)城市的工作，如能在城市間，甚至在大區(qū)域間組織各種應(yīng)用交流活動(dòng)，將各地的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行交流，能進(jìn)一步促進(jìn)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用工作的共同提高。

4.2設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)更進(jìn)一步加強(qiáng)試驗(yàn)研究，提高設(shè)備的測(cè)量精度與重復(fù)性

提高汽車遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)和設(shè)備檢測(cè)能力的關(guān)鍵在于設(shè)備生產(chǎn)廠商。設(shè)備生產(chǎn)廠商可以考慮從如下幾方面開展相關(guān)研究工作，以進(jìn)一步提高設(shè)備的總體性能。

4.2.1廣泛收集用戶應(yīng)用意見，不斷改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量

技術(shù)的應(yīng)用是靠用戶實(shí)現(xiàn)，而往往用戶的需求又有力地促進(jìn)了應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步。用戶是儀器設(shè)備直接使用者，能不斷發(fā)現(xiàn)使用過程中出現(xiàn)的問題，也能結(jié)合實(shí)際工作提出新的應(yīng)用要求。因此，遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備要在應(yīng)用上有新的突破或突破其應(yīng)用瓶頸，遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備廠商應(yīng)廣泛收集各方面的各種應(yīng)用意見，從設(shè)備硬件與軟件方面都應(yīng)不斷改進(jìn)設(shè)備性能與質(zhì)量，以進(jìn)一步提高設(shè)備的穩(wěn)定性和促進(jìn)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。

4.2.2開展車輛運(yùn)行工況排放試驗(yàn)研究，提高遙感監(jiān)測(cè)與其它尾氣測(cè)量技術(shù)間的相關(guān)性

要突破遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用瓶頸，筆者認(rèn)為遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備廠商應(yīng)進(jìn)一步開展大量的試驗(yàn)研究，應(yīng)與其它尾氣檢測(cè)方法進(jìn)行試驗(yàn)比對(duì)研究，除對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)和相關(guān)性分析研究外，更重要的是應(yīng)進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)與其它測(cè)量可靠與重復(fù)較好的尾氣檢測(cè)技術(shù)間的比對(duì)試驗(yàn)研究，應(yīng)開展各種工況法下的連續(xù)試驗(yàn)比對(duì)，通過收集到的檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)各自的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸，建立各自在不同車輛行駛狀況下的回歸曲線，并將其作為遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備檢測(cè)結(jié)果動(dòng)態(tài)修正的曲線，這樣也許能良好地減少車輛工況變化對(duì)遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果的影響。

4.2.3開展檢測(cè)條件因素影響研究，進(jìn)一步減小或消除測(cè)量條件對(duì)遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用的限制

由于汽車尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)是直接在道路上進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量位置與點(diǎn)位及設(shè)備安裝位置等雖可以人為控制，但測(cè)量環(huán)境的變化是人為無法控制的，因此，開展檢測(cè)條件因素影響研究，也將有助于遙感監(jiān)測(cè)精度與測(cè)量重復(fù)性的提高。同樣，也應(yīng)形成不同測(cè)量條件與不同測(cè)量環(huán)境狀況的動(dòng)態(tài)影響曲線作為遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備檢測(cè)結(jié)果動(dòng)態(tài)修正的曲線，以減消測(cè)量條件和環(huán)境變化對(duì)遙感監(jiān)測(cè)測(cè)量結(jié)果的影響。

4.3使用部門應(yīng)根據(jù)監(jiān)管要求，量體裁衣定制有特色的遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備，以促進(jìn)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的進(jìn)步

為了促進(jìn)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)在佛山的應(yīng)用，根據(jù)汽車尾氣監(jiān)管工作需求，在采購遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備時(shí)對(duì)設(shè)備性能主要提出了如下新的需求：

（1）要求設(shè)備能同時(shí)測(cè)量柴油車和汽油車，且能對(duì)車輛使用燃油類別進(jìn)行分類，并將其按燃料類別進(jìn)行數(shù)據(jù)的分開保存。

（2）能將環(huán)保標(biāo)志車輛信息參數(shù)導(dǎo)入設(shè)備軟件數(shù)據(jù)庫，以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛標(biāo)志信息的識(shí)別。

（3）具備檢測(cè)結(jié)果導(dǎo)出功能，以便于檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析與處理。

（4）具備動(dòng)態(tài)排放限值設(shè)置功能，方便標(biāo)準(zhǔn)限值變更時(shí)的設(shè)置。

提出的技術(shù)需求再一次促進(jìn)了遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步。因此，各地在進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備的采購時(shí)可以因地制宜地提出符合當(dāng)?shù)乇O(jiān)管需要的要求，以促進(jìn)遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備功能的進(jìn)一步完善與提高，逐步擴(kuò)寬動(dòng)車尾氣遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍。

5.結(jié)語

遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)是許多城市用來檢測(cè)汽車尾氣的高科技尾氣監(jiān)測(cè)技術(shù)，雖然目前其檢測(cè)結(jié)果容易受到許多因素的影響。但相信隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，通過不斷的試驗(yàn)和實(shí)踐，將會(huì)提高尾氣檢測(cè)的準(zhǔn)確性和汽車尾氣監(jiān)管效率，從而減少對(duì)城市大氣的污染。

參考文獻(xiàn)：

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