机动车尾气遥感监测系统

针对城市道路机动车保有量迅速增加、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、道路环境空气质量实时监测等多种技术手段，与定期环保检验等系统互联互通，为城市移动源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。根据遥测系统安装方式的不同，遥测系统可分为固定垂直式，固定水平式以及移动式遥测系统。固定垂直式安装使用示意图固定水平式安装使用示意图移动式遥感监测车示意图测量原理(1)采用中红外可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)测量一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、碳氢化合物(HC)、一氧化氮(NO)，相比于其他测量方法测量更准确，光源更稳定;(2)采用550-570nm波长的绿激光或其他等效光源原理检测机动车不透光烟度;(3)林格曼黑度可使用视频摄像设备进行拍摄;(4)不透光烟度测量原理应符合《在用柴油车排气污染物测量方法及技术要求》(遥感检测法) HJ845-2017中的相关技术要求。运营工作内容机动车遥感监测平台的运维工作主要分为日常运维、质控管理、数据分析服务等，根据国家最新监测系统技术要求和规范，定期检查站点环境、仪器仪表、数据传输、条件支持等运行状态，及时处理故障，做好预防性维护工作;同时定期做好监测质控管理，保证数据的可溯源和可靠性。对遥感监测设备运行时的数据进行分析，形成报告。具体内容见下表。实施方案选点方案(1)位于城市交通流量较大的重要交通道口，以国家高速公路、省级高速公路、国道、省道和城市快速路为主;(2)位于柴油货车等高污染车辆通行的主要通道，属于各城市的物流主通道、重要港口集疏通道或重要交通干线等;(3)位于具有一定坡度的长上坡路面或红绿灯路口的车辆起步区域等，且该路段交通流量要适中，车辆通行车速不大于80公里/小时，每辆车通行的时间间隔一般不应小于1秒，单车道车流量不超过1000辆/小时，不能是经常发生拥堵的路段;(4)检测地点应尽可能少雨、雾天气，风速多数时间小于5米/秒，环境温度在-20～45℃之间，相对湿度≤85%，大气压力在70～106kPa之间。按照上述环境条件要求，检测点一般不应位于海边、高山风口、雨雾比较严重的山区等路段。(5)检测地点的供电及网络安装、使用、维护条件方便，需具有稳定的220V电压的供电系统和具备带宽20M以上的公共光纤或宽带网络。检测地点最好位于交通运输部门牵头建设的路网信息监控系统(如车流监测点)或公安交管部门牵头建设的车辆违章监控系统(如超速抓拍点)周边，以方便利用已有的供电和网络条件;(6)同一道路(如同一条高速公路)在同一区(县)范围内有多处满足要求的路段时，在各路段的车流组成情况等变化不大的情况下，优选其中一处作为建设地点。机动车尾气遥感监测系统 针对城市道路机动车保有量迅速增加、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、道路环境空气质量实时监测等多种技术手段，与定期环保检验等系统互联互通，为城市移动 源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。根据遥测系统安装方式的不同，遥测系统可分为固定垂直式，固定水平式以及移动式遥测系 统。 固定垂直式安装使用示意图 固定水平式安装使用示意图 移动式遥感监测车示意图 安装方式对比 类别性能 固定式 移动式 垂直式 水平式 车载系统 布点+ 多车道、有坡道+ 多车道、有坡道+ 单车道、有坡道+ 系统校准 内置标气池校准、标气审核 内置标气池校准、°标气审核+ 内置标气池校准、标气审核+ 相邻车道影响 无 有 无 人力要求 无人值守 无人值守 3-4人+ 地面要求 高+ 低+ 低+ 造价 高 低 低 测量原理 (1)采用中红外可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)测量一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、 碳氢化合物(HC)、一氧化氮(NO)，相比于其他测量方法测量更准确，光源更稳定; (2)采用550-570nm波长的绿激光或其他等效光源原理检测机动车不透光烟度; (3)林格曼黑度可使用视频摄像设备进行拍摄; (4)不透光烟度测量原理应符合《在用柴油车排气污染物测量方法及技术要求》(遥感检测法) HJ845-2017中的相关技术要求。 不同监测原理对比 检测方法 NDIR 非分散红外光谱 DOAS 差分吸收光谱 TDLAS 可调谐半导体激光光谱 光源 红外光源 紫外光源 (氛灯/气灯) 激光器· 红外光源 激光器· (氛灯/气灯) 测量选择性及受背景气体影响 光源为复合光,光谱范围宽,包含多种气体吸收谱线,选择性低,测量易受背景气体(尤其是湿度)干扰影响 受大气分子、水汽和气溶胶影响较大,特别是大气能见度低时不能在探测端得到足够光强从而无法进行测量 激光为单色光,光谱线宽极窄,分辨率高,可以精确测量待测气体单根分子吸收谱线,不受背景气体影响。 光源特性 复合光、稳定性弱、发散角大。 单色光、稳定性强、准直光 光源寿命 般不到1年, 大于5年 信号稳定性及灵敏度 采用直接吸收测量方式,探测信号受到环境因素及震动等低频噪音干扰,信号稳定性低,灵敏度低 采用被长调制光谱技术,将测量域从低频域转至高频域,消除了环境因素及震动等低颇域噪音干扰,信号稳定性高,灵敏度高。 系统漂移 易发生漂移,需频繁标定 无漂移,无需标定~ 地面反射方式 镜面反射,易损坏、受灰尘、水等影响、不易安装、需要路面施工 漫反射,易安装、不需要路面施工,不影响道路正常通行,不易损坏,不受环境影响。 运维成本 光源需定期更换,系统漂移需定期标定、镜面反射需频繁维护,运维成本高。 光源寿命长,系统无漂移无需标定,漫反射无需频繁维护,相比其它技术,极大的降低运维成本 机动车遥感监测平台的运维工作主要分为日常运维、质控管理、数据分析服务等，根据国家 最新监测系统技术要求和规范，定期检查站点环境、仪器仪表、数据传输、条件支持等运行 状态，及时处理故障，做好预防性维护工作;同时定期做好监测质控管理，保证数据的可溯 源和可靠性。对遥感监测设备运行时的数据进行分析，形成报告。具体内容见下表。 实施方案 选点方案 (1)位于城市交通流量较大的重要交通道口，以国家高速公路、省级高速公路、国道、省道 和城市快速路为主; (2)位于柴油货车等高污染车辆通行的主要通道，属于各城市的物流主通道、重要港口集疏 通道或重要交通干线等; (3)位于具有一定坡度的长上坡路面或红绿灯路口的车辆起步区域等，且该路段交通流量要 适中，车辆通行车速不大于80公里/小时，每辆车通行的时间间隔一般不应小于1秒，单 车道车流量不超过1000辆/小时，不能是经常发生拥堵的路段; (4)检测地点应尽可能少雨、雾天气，风速多数时间小于5米/秒，环境温度在-20～45℃之 间，相对湿度≤85%，大气压力在70～106kPa之间。按照上述环境条件要求，检测点一般 不应位于海边、高山风口、雨雾比较严重的山区等路段。 (5)检测地点的供电及网络安装、使用、维护条件方便，需具有稳定的220V电压的供电系 统和具备带宽20M以上的公共光纤或宽带网络。检测地点最好位于交通运输部门牵头建设 的路网信息监控系统(如车流监测点)或公安交管部门牵头建设的车辆违章监控系统(如超速 抓拍点)周边，以方便利用已有的供电和网络条件; (6)同一道路(如同一条高速公路)在同一区(县)范围内有多处满足要求的路段时，在各路段的 车流组成情况等变化不大的情况下，优选其中一处作为建设地点。