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1、宝龙移动式机动车尾气遥测项目介绍一项目背景2010年3月，全国在用机动车保有量超过1.92亿辆，并以每年15%-25%的速度增长。机动车尾气排放造成的污染已经成为城市大气环境的主要污染源之一，特别是在一些大型城市，已经成为首要污染源。研究表明：机动车尾气排放一般占整个城市大气污染的60%以上，有的可达到80%90 ，最高地区甚至超过90%，已经严重影响人民生活质量和投资环境。近年来，随着经济的快速发展和城镇现代化进程的不断推进，机动车保有量剧增。急剧增多的机动车在为人民群众带来方便的同时，也加重了环境污染。据监测，1000 辆汽车每天会排出一氧化碳 3000 千克，碳氢化合物 200 至 40
2、0 千克，氮氧化合物 50 至 150 千克，以整个城市车辆保有量来说，车辆排气污染已经成为影响城市空气质量的重要因素。据监测，交通干线两侧人行道空气中，机动车排气污染占空气污染总量的一半以上。机动车排放的污染物主要集中在离地面一米左右的低层面，正处于人的呼吸带附近，对人体健康危害极大。主要体现在对人体细胞造成损伤，降低人体免疫力，容易引发呼吸道及心血管系统疾病。在特定条件下，机动车排放的污染物极易转化为强致癌物质，易造成光化学污染，给城市空气环境质量和市民的身心健康带来严重的危害。二项目必要性机动车尾气的主要污染为一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物以及碳烟微颗粒，城市空气的一氧化碳大
3、部分来自机动车尾气，主要是由于汽油不完全燃烧产生的，其是一种无色、无味、不易被人察觉的剧毒气体，吸入人体后，与血红蛋白结合，降低血红蛋白的输氧能力，过量吸入会发生头晕、头痛和呕吐等中毒症状，严重时甚至会导致死亡。碳氢化合物是燃料未完全燃烧时剩余的燃料被分解而形成，尽管在汽油车中含量不多，但其中却含有许多种强致癌物质，碳氢化合物和氮氧化合物在太阳紫外线照射下形成光化学烟雾（蓝雾），致人咳嗽、头痛和流泪，光化学烟雾在强光和对流不畅的环境中危害则更大。氮氧化合物是在发动机温度很高的负荷下，空气中的氮和氧在燃烧室高温高压生成的，高浓度的氮氧化物会引发人体神经中枢瘫痪、痉挛、也能引发肺水肿，闭塞性支气管
4、炎等。碳烟微颗粒是柴油车在大负荷下、燃烧室温度高、喷入染料较多、混合气形成不均匀、局部区域出现燃烧时空气不足、在高温缺氧条件下裂解、聚合引起的。碳烟微颗粒悬浮于空气中，吸入肺部会引起气喘病，过多排放黑色的碳烟还会妨碍视野，影响照明，引起交通事故。国外有关研究表明，80%以上机动车排放污染物是由大约 20%以下高污染车辆排放的。随着我国机动车排放标准的逐步升级，越来越多的低排放车辆投放市场，在道路上行驶的各种车辆的排放水平将会有很大差距。为了有效降低机动车排放对环境空气质量的污染，发现并治理高排放的车辆，对于改善城市空气质量状况是非常必要的。目前控制机动车污染的主要举措是机动车尾气年检和日常的路
5、检和巡检。作为环保部门执法的主要手段是路检和巡检。但实际监测过程中仍然存在很多问题，由于车流量巨大，拦车监测势必会造成车流行驶不通畅，车辆怠速或者低速慢行，产生更大的污染。传统的监测方法为接触式检测，效率低下，只能对其中极少部分车辆进行检测，可以起到部分威慑作用，但远远做不到筛选高污染车的目的。传统的尾气检测方法是在排气管采样，然后用常规仪器进行分析，费时费力、成本高、操作难度大。4 名工作人员一天只能检测 100 余辆车。而自 2005 年 7月 1 日起，采用原有的怠速法检测的数据不再具有法律效力；双怠速法检测方法弊端较多，其检测结果不能全面、准确反映机动车真实的排放状况。检测过程中人为性
6、强，给化油器车留下了作弊的机会。检测指标单一，只能测量一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）的排放浓度，而无法测量出氮氧化物（NOx）的排放浓度；而工况法，需要被检车辆进场检测，检测效率低，远远满足不了实时检测的要求。2004 年 5 月 1 日中华人民共和国道路交通安全法正式实施后，交警部门在机动车辆路检中对尾气超标车辆不再暂扣车辆行驶证或驾驶证，使得路检工作较难开展，国内部分城市的机动车辆尾气在线排放监控几近空白，然而，在用车尾气超标现象依然严重，由此产生了尾气超标车辆治理的难题。而采用机动车尾气遥测系统对道路行驶中车辆进行尾气监测，可以快速地发现行驶中的高排放车辆，是最有效、最经济、最方便
7、的监测方法，其优点是快速、高效、不影响司机正常行驶，不会造成交通堵塞，对清洁车辆自动豁免，自动化程度高，每个监测点一天监测可检测 5000 辆以上，效率是传统方法的十倍以上，并对在用车车主起到强有力的宣传作用同时，使监测人员受污染程度大大减少，劳动强度大大降低，避免了和车主正面冲突，工作环境更加健康安全。尾气遥测技术凭借其快速、灵便和监测面广的优点越来越受到人们的关注和信赖。国家环境保护总局在在用机动车排放检测规范编制说明中介绍：“该项监测技术主要应用在以下三个方面：1、发现高排放车辆。2、豁免清洁车辆。3、地区性排放因子特征的研究和评估” 。在用机动车排放检测规范还规定： 有条件的地区可采用
8、遥感测量方法对道路行使的机动车实施污染物排放监测，发现污染物排放严重的车辆，通知其到当地机动车排放检测机构按照当地规定的检测方法进行污染物排放检测。”事实上车辆在一个年检周期后上路行驶时，由于保养维修、载重负荷、驾驶习惯等原因，尾气排污情况会有较大变化，司机也很难关心到尾气排放是否依旧超标，除定期检验外管理部门也没有更有效的其它手段，造成了监管空白。据调查近年来老旧车、化油器车的反弹率大于改造车，改造车又大于电喷车，电喷车又相对大于 2 年以内的新车，遥测技术恰好填补了这段时间监管上的空白。遥测过程中所录入大量的信息数据还能为管理层和社会提供审计、筛选、检查、城考、限行、区域排比等多方面的技术
9、参数，可反复使用，为环境管理提供可靠依据，其应用前景十分广阔。遥测技术与传统的检验方法相比具有巨大的社会效益和经济效益。机动车尾气遥感监测技术在国内许多城市得到应用，事实证明是一种行之有效的方法。建设机动车尾气遥感监测项目，可在很短的时间内监测行驶中机动车排放的一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物以及颗粒物烟度， 记录车辆信息，同时可以在线或者离线对监测数据进行分析，为机动车尾气排放监测及环保管理提供有力的数据支持。三项目建设内容简介3.1 汽车尾气监测系统系统采用红外吸收光谱技术、紫外差分吸收光谱技术、微弱信号检测技术及计算机软硬件、图象识别技术。光谱吸收原理是利用不同污染物对不同频率
10、的光波有不同的吸收，吸收谱线可作为识别不同气体分子的“指纹”，以吸收谱线的位置和强度确定分子的成分和浓度。从而完成对实际行驶过程中的机动车所排放尾气的多种污染物 CO、CO2、NO、HC 和尾气烟度进行自动遥测，实时输出监测结果，结合车辆识别技术，对超标排放的车辆采取措施，以达到控制城市空气污染的目的。该技术不需要抽取样品，避免了由于采样带来的不准确性，可真实反映机动车尾气排放的污染状况。相对常规监测仪器来讲，它具有监测范围广，速度快，监测污染气体种类多，常规维护费用较低，代表了将来机动车尾气监测技术的发展趋势。3.2 车牌识别系统拍照识别系统主要由专用摄像机及控制系统、车牌照识别系统及相关功
11、能软件组成，由于车辆前牌照一般相对于后拍照更易于辨别，一般监测时将摄像机摆放在车辆行驶前方，通过摄像机采集车辆照片或视频信息，结合牌照自动识别软件辨别车辆牌照，作为车辆环保信息统计或措施处理的依据。结合安徽宝龙环保科技有限公司新近增加的黄标绿标车筛选查询功能，结合车管部分车辆信息数据，对车辆环保标志管理制度实施督导。3.3 速度、加速度系统安徽宝龙环保科技有限公司研发的速度和加速度传感器，不仅能测出机动车的运动速度，还可以测出其加速度及车长信息，这在某些场合显得很有必要。在使用过程中只需一次对准，安装在路边较为隐蔽，不会被侦察，可以实现无人值守等优点。3.4 其它a.便携电源由于设备各部分之间
12、数据通过无线方式传输，无电缆链接供电，故摄像机和监测主机需各配一个便携蓄电池供电。b.无线视频发射与接收器监测主机、摄像机分别与车载监控中心之间，通过路由器及网络设计，实施无线传输。c.气象参数仪、工业控制计算机、便携计算机、数显倾角仪、车载打印机等附件。3.5 遥测专用车1) 基本要求车体分为三个功能区：含有驾驶区、监测区（流动工作站）及设备装载区，区域间有隔断，隔断上有门窗；承载区须满足机动车尾气遥测系统设备的摆放要求；车体结构为高硬度、高强度全金属结构，其中内墙体防水阻燃可擦洗；车厢地面防滑、防腐蚀、防静电处理；具有较好的电绝缘性、热绝缘性、阻燃性和较好的保温性；车体侧窗后车门封闭，其它
13、窗避光处理。2) 车内监测支持设备要求配能满足车载及便携仪器工作需要的固定工作台及座椅；配车载便携仪器专业储存柜，并带有锁定装置；预留便携式仪器的存放空间，带减震垫，配备专用仪器托盘。3) 为了满足车载移动监控中心工作需求，配备供电及照明系统、空调及排风系统、车控系统及独立控制开关及顶置式 LED 电子显示屏等。四项目功能4.1 发现高排放车辆一般车辆都会被要求进行尾气排放定期年检, 如果一辆高排放车辆在下一次法定年检日期前即被发现并被要求进行维修, 就能减少其向大气中排放的污染物. 美国国家环保局(U.S.EPA)1996年发布了发现高排放车辆的技术指导文件EPA/AA/AMD/EIG/96
14、-01。美国德克萨斯州从1999年开始使用车辆尾气遥测发现高排放车辆的项目, 弗吉尼亚州已在2004年开始了该项目。同时国内部分城市，如北京、广州、深圳等地区，通过本设备，筛选高污染排放车辆，结合交管部门提供的相关车主信息，通过寄发车辆复检通知单的形式，督促部分污染车辆进检测线进行复检。判定并找出高排放车辆，通过督促其对车辆进行维护或对其实施强制报废等手段，从而有效降低车辆尾气污染。图 1 西安机动车尾气遥测应用现场4.2 豁免清洁车辆车辆尾气排放年检的目标是将不达标的车辆控制在总检测车辆数量的10%-20%，如果利用车辆尾气遥测技术发现清洁车辆, 免去其前去检测站进行年检, 不仅方便了车主,
15、 减少检测站的工作量, 而且对积极保养车辆的车主也是一种鼓励，美国国家环保署1998年发布了豁免清洁车辆的技术指导文件EPA420-P-98-007。美国的密苏里州和科罗拉多州分别自2000年和2001年开始了利用车辆尾气遥测技术豁免清洁车辆的项目。图 2 深圳机动车尾气遥测应用现场4.3 车况/项目评估机动车尾气遥测技术因其不干扰车辆行驶、快速、低成本检测车辆尾气排放的特点, 非常适用于整体车辆尾气排放状况数据的收集,可为决策者控制车辆尾气排放进一步规划提供有价值的数据。由于机动车数量巨大，车流的不确定性及现有检测手段的局限性，很难对城市空气质量污染中机动车尾气污染的贡献率等重要参数作科学的
16、评估。尾气遥测设备可以快速、灵活、准确的在一段时间内监测出大量的数据，并用实实在在的科学数据说话，使机动车尾气污染科学评估从技术角度发生质的飞跃，国外已经有些地方已经用遥测方法用作机动车尾气污染评估，但国内目前尚是空白。随着中国机动车尾气遥测事业的发展，每个城市能够结合自己的特点，落实科学的监测方法，得出大量的尾气排放各污染因子的数值，并对其进行统计分析，最后真实评估本地区尾气污染状况，再从中总结出规律及问题，从而为领导的决策提供科学的依据。其次，国际上一些正打算开展车辆检测与维护(I/M)制度的国家如瑞典、巴西、新加坡、印度和斯里兰卡等都在近几年开始了利用车辆尾气遥测技术对整体车辆尾气排放状况数据的收集项目。另外对于已实行I/M制度的国家和地区, 可以利用机动车尾气遥测技术来评估本国或本地区实行I/M制度后车辆整体尾气排放状况的变化, 如果发现前后变化明显
