一、項目背景
隨著(zhù)城市不斷發(fā)展，機動(dòng)車(chē)尾氣已成為空氣污染中具備數量多、增長(cháng)快、流動(dòng)強、分散廣等特性的污染源，根據環(huán)保部門(mén)PM2.5來(lái)源解析工作研究結果表明，目前 PM2.5 的主要來(lái)源是機動(dòng)車(chē)、燃煤、工業(yè)生產(chǎn)和揚塵，其中：機動(dòng)車(chē)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；揚塵、流動(dòng)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計分布如下圖：
大氣污染源分析統計
汽車(chē)尾氣中，使用柴油的大型車(chē)是排放細顆粒物的"重犯"，包括大公交、各單位的班車(chē)，以及大型運輸卡車(chē)等，機動(dòng)車(chē)減排成為一個(gè)起步晚、人手少、任務(wù)重、難度大的污染減排新領(lǐng)域。在用機動(dòng)車(chē)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。各地政府陸續根據自身情況制定相應實(shí)施條例，如:《西安市機動(dòng)車(chē)和非道路移動(dòng)機械排氣污染防治條例》(環(huán)保部門(mén)處500 元以下罰款)、《武漢機動(dòng)車(chē)排氣污染防治條例》(環(huán)保部門(mén)處500 元以下罰款)、《深圳經(jīng)濟特區機動(dòng)車(chē)排氣污染防治條例》(交警部門(mén)處500元以下罰款)、《山東省機動(dòng)車(chē)排氣污染防治條例》(公安機關(guān)處200元罰款)等。國家財政方面，國家中央財政每年都設立大氣污染防治專(zhuān)項基金，解決突出大氣污染問(wèn)題。機動(dòng)車(chē)尾氣排放監測項目也是大氣污染防治專(zhuān)項基金項目之一。尾氣遙感監測系統實(shí)現了機動(dòng)車(chē)尾氣檢測數據的實(shí)時(shí)采集、監控、分析與處理，為政府決策、了解綜合環(huán)境信息提供數據支持，并且對所有檢測站尾氣檢測的過(guò)程進(jìn)行監控，以確保數據采集的規范性與真實(shí)性。
系統利用尾氣遙測路檢、道路空氣監測、智能識別等先進(jìn)的前端動(dòng)態(tài)監測采集單元，組成區域道路監測路網(wǎng)，結合后端數據傳輸與信息平臺，通過(guò)與其他信息系統聯(lián)網(wǎng)或信息交換，實(shí)現對車(chē)輛排放檢測全程跟蹤和環(huán)保標志化管理，將為環(huán)保執法部門(mén)嚴格控制機動(dòng)車(chē)尾氣排放污染，實(shí)現排污總量控制，以更加精細和動(dòng)態(tài)的方式實(shí)現跨部門(mén)實(shí)時(shí)、高效、智能化監管與執法。
二、系統概況
機動(dòng)車(chē)尾氣遙測系統分為移動(dòng)式和固定式兩大類(lèi)，固定式遙測系統安裝在城市干路上，可對來(lái)往車(chē)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(mén)架式)。而移動(dòng)式遙測系統可靈活決定測量時(shí)間和測量地點(diǎn)，形成對固定點(diǎn)遙測測量的有效補充。對此，公司推出移動(dòng)式機動(dòng)車(chē)尾氣遙測系統，產(chǎn)品在應用中的安裝方式如下所示。
汽、柴油車(chē)輛經(jīng)過(guò)機動(dòng)車(chē)尾氣遙測系統時(shí)，觸發(fā)遙測主機位置判定單元，此時(shí)系統即刻準備開(kāi)始測量，當車(chē)輛全部通過(guò)遙測系統且排放的尾氣煙羽在光路中時(shí)，遙測系統開(kāi)始測量。遙測主機發(fā)射系統發(fā)出特定波長(cháng)的激光和紫外光通過(guò)機動(dòng)車(chē)尾氣環(huán)境后被反射單元返回到遙測主機接收系統，遙測主機系統通過(guò)光源被尾氣煙羽吸收的強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(chē)輛的運行狀態(tài)信息，同時(shí)車(chē)牌識別系統記錄車(chē)輛的車(chē)牌數據，一體氣象環(huán)境參數監測系統收集測量的環(huán)境參數以便更加精準的測量和分析。同時(shí)實(shí)現對系統的監控與管理，實(shí)時(shí)分析監測系統的工作狀態(tài)。各單元通過(guò)測量現場(chǎng)的機動(dòng)車(chē)尾氣遙感監測系統控制軟件的計算機控制運行，測量信息可以通過(guò) LED 屏幕顯示。
三、工作原理
移動(dòng)式機動(dòng)車(chē)尾氣遙測系統采用先進(jìn)的可調諧半導體激光吸收光譜(TDLAS)技術(shù)、紫外差分光譜(DOAS)技術(shù)、微弱信號檢測技術(shù)及計算機軟硬件、圖像識別技術(shù)。
可調諧半導體激光吸收光譜(TDLAS)技術(shù)是利用激光波長(cháng)的可調諧性，激光的發(fā)射波長(cháng)隨著(zhù)工作溫度和電流的變化而改變。通過(guò)對電流的周期性調制，可以使激光波長(cháng)在小范圍內周期性變化，在每個(gè)周期內可以獲得被測氣體的“單線(xiàn)吸收譜線(xiàn)”數據和背景氣體、粉塵等干擾因素的譜線(xiàn)數據。在氣體檢測與濃度分析中，為了提高探測靈敏度，一般會(huì )根據現場(chǎng)工況選擇合適的吸收譜線(xiàn)和合適的激光器調制參數，圖2.1為可調諧半導體激光吸收光譜技術(shù)原理框圖。
采用可調諧半導體激光吸收光譜(TDLAS)技術(shù)使用的半導體激光的譜寬小于0.0001nm，約為紅外光源譜寬的1/106，遠小于被測氣體吸收譜線(xiàn)的譜寬。其頻率調制掃描范圍也僅包含被測氣體單吸收譜線(xiàn)(半導體激光吸收光譜技術(shù)也因此被稱(chēng)為單線(xiàn)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(dòng)式機動(dòng)車(chē)尾氣遙測系統通過(guò)可調諧半導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)現對汽柴油車(chē)尾氣中 CO、CO2、NO、HC 和不透光度的檢測，響應時(shí)間快(小于 0.8s)，系統操作簡(jiǎn)單。測量信號通過(guò) WIFI 傳輸，可外接 LED 顯示屏，顯示車(chē)輛的尾氣排放信息。此外，該系統還具有以下特點(diǎn)：
1)體積小巧輕便
高度集成的一體化設計，體積小巧輕便，更利于操作。
2)高效的現場(chǎng)布置
采用*的光路調節模塊，在現場(chǎng)高效的完成布置。
3)一體化標定系統
多個(gè)組分(CO，CO2，HC，NO，不透光度，速度加速度)可同時(shí)進(jìn)行標定，并且支持手動(dòng)和自動(dòng)校準方式，操作簡(jiǎn)潔方便，工作效率高。
4)實(shí)時(shí)數據匹配
實(shí)時(shí)數據匹配，無(wú)需后期處理。實(shí)時(shí)輸出監測結果，并結合車(chē)輛識別技術(shù)，對超標排放的車(chē)輛進(jìn)行篩選。
5)遠程在線(xiàn)監控系統
在線(xiàn)監控電池狀態(tài)，標定狀態(tài)，系統報警信息，無(wú)線(xiàn)通訊信號等。*意義上遠程監控與操作，便于操作者監控系統參數。
6)自動(dòng)記錄與存儲
日志記錄所有操作信息和報警信息，方便查詢(xún)與追溯，便于問(wèn)題處理與解決。斷電不影響數據存儲。
五、系統組成
移動(dòng)式機動(dòng)車(chē)尾氣遙測系統主要由遙測主機、車(chē)牌自動(dòng)識別及拍照系統、速度/加速度測量系統、大氣環(huán)境參數監測系統、空氣質(zhì)量微型監測系統、主控計算機、LED 顯示屏及機動(dòng)車(chē)尾氣遙感監測系統控制軟件等組成。
組成部件功能說(shuō)明：
(1)遙測主機：對尾氣各組分進(jìn)行測量
(2)車(chē)牌自動(dòng)識別及拍照系統：車(chē)牌自動(dòng)抓拍識別
(3)速度/加速度測量系統：測量速度、加速度
(4)大氣環(huán)境參數監測系統：對周?chē)h(huán)境參數進(jìn)行實(shí)時(shí)測量
(5)機動(dòng)車(chē)尾氣遙感監測系統控制軟件：通過(guò)系統控制軟件實(shí)現測量、校準、數據傳輸等操作
(6)LED 顯示屏：顯示車(chē)輛測量結果
(7)空氣質(zhì)量微型監測系統：測量大氣環(huán)境 PM 及污染物含量
(8)主控計算機：車(chē)測量結果處理及分析
(9)黑煙車(chē)智能識別系統：識別黑煙車(chē)，林格曼黑度
技術(shù)參數：
| 項目 | 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、項目實(shí)施
移動(dòng)式尾氣遙感檢測車(chē)改變了傳統的汽車(chē)尾氣檢測方法，通過(guò)遙感監測車(chē)，對機動(dòng)車(chē)輛排放的污染氣體進(jìn)行準確抓拍并記錄車(chē)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(chē)輛，幾秒內就能顯示到遙感車(chē)內的屏幕上，一小時(shí)內就可檢測1000多輛車(chē)。
日前，移動(dòng)式設備已順利交付，能夠快速準確的對道路機動(dòng)車(chē)尾氣濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，實(shí)時(shí)“抓捕”超標車(chē)輛，成為環(huán)保部門(mén)的得力助手。
智易時(shí)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(yíng)大氣污染治理攻堅戰做貢獻。
監測端界面
管理端界面
黑煙車(chē)識別
