汽车尾气遥感监测技术应用研究

冯蓬

【摘 要】汽车尾气遥感监测技术是一种快速检测车辆尾气的方式之一，目前在我国许多城市的尾气检测工作中得到广泛应用。本文结合笔者实践经验，介绍了汽车尾气遥感监测技术，在此基础上阐述了遥感监测技术的应用现状和特点，就提高遥感监测技术提出一些有效的措施，为该技术的应用提供参考。

【关键词】汽车尾气；遥感监测；污染防治

汽车尾气遥感监测技术作为近年来发展较为迅速的一项高科技尾气监测技术，具有快速、费用低、效率高和实用性强等优点，能够极大降低道路工作人员的工作压力，节省大量的物力和财力，目前在许多城市的尾气检测当中有所应用。但是，由于汽车尾气检测结果容易受到道路条件、周边环境和汽车状况等因素的影响，在一定程度上制约了遥感监测技术的发展。因此，本文通过分析汽车尾气遥感监测技术，提出一些有效的措施，希望提高汽车尾气检测结果的准确性。

1.汽车尾气遥感监测技术简介

1.1汽车尾气遥感监测技术的发展过程

汽车尾气遥感监测技术自上世纪90年代发展到今天，经历了从红外线到激光技术两个主要阶段，检测项目由单项CO检测逐渐发展成为对汽车的CO、HC、NOx、CO2这四个项目分别进行压燃式汽车不透光烟度检测。

此外，多光束测量也较好地提高了遥感监测设备的检出率及遥感监测数据的可靠性。

1.2设备构成

汽车尾气遥感监测设备主要由尾气分析系统、电子照相装置、车辆辨识系统、气象仪器、测速装置和控制管理计算机系统等组成，见图1。

2.汽车尾气遥感监测系统的组成及现场设置

汽车尾气遥感检测系统主要由以下几部分组成： 尾气检测光源和检测器、速度和加速度测量装置、车牌摄像仪、尾气分析仪、数据处理装置和监视器等。在道路上实际监测时， 仪器的设置如图1所示。

选择适当的监测地点对于提高检测成功率是十分重要的， 这可以使车辆在正常负载的加速状态下被测， 避免被测车辆在空挡滑行、减速或为马力过大的状况下运行。交通状况和仪器的安置地点的最佳条件是：

（1）车流量在每小时200～3600 辆次之间。

（2）平均车速在10～110km/ h 之间。

（3）车辆最好在轻微加速下，以能产生较强的排放烟羽。

（4）相随两车之间须有适当距离， 以免两车排放的烟羽重叠影响测试。

（5）选择在略有上坡的单行车道或桥梁引道入口设置测点。

（6）选择在高速公路收费站缴费完毕车辆加速驶离的单向车道内设置测点。

合适的监测地点需要通过调查分析和现场试验来确定， 在监测地点确定后， 还要对仪器设置的具体位置进行试验调整， 以求找到最佳的设置点位。根据我们的经验， 在设置监测仪器时， 须将车辆引离监测车道，绕道驶离，以免影响仪器校准。监测时最好将仪器隐蔽起来， 以免被测车辆的司机看到仪器因好奇而减速观看， 使监测数据偏离正常。

3.遥感监测技术应用分析

3.1影响遥感监测结果的因素分析

当车辆在道路上行驶时车况是在不断变化的，就加速减速两种状况来说，一个在加油一个则在踩刹车，其操作性能和发动机的运行状况发生了明显变化，毫无疑问车辆的排放状况也将发生明显变化，这是导致遥感监测结果重复性不好的主要原因。其次，环境条件，比如湿度、风速等对遥感监测结果的影响也非常大，湿度过大，在空气中形成凝结有细微粒子的细小颗粒水珠，这些水珠将对遥感监测光谱有吸收反射等作用，在一定程度上会影响遥感监测测量结果。当风速过大时，汽车排出的尾气将会迅速扩散，遥感监测的烟羽量就会太低，也将影响遥感监测结果。此外，测量本底值变化、道路条件、太阳光等在一定程度上对遥感监测结果也会有影响。

3.2影响遥感监测技术应用的瓶颈

汽车尾气遥感监测技术以其快速、不影响道路交通以及减少人力物力等特点为汽车尾气监管部门和监管人员所关爱和重视，但又因采用的是非接触测量方式，其测量结果会受诸多因素影响，导致人们对其应用范围和前景有些茫然，也是制约遥感监测技术进一步应用的瓶颈。因此，汽车尾气遥感监测技术应用的突破点是怎样减小各种外界因素对其测量结果的影响，进一步提高遥感监测结果的重复性和可靠性，逐步实现遥感监测技术直接用于尾气执法监测工作。

4.提高遥感监测技术应用能力的建议

4.1增强应用部门交流活动，促进遥感监测应用技术的共同提高

遥感监测技术应用于汽车尾气检测本身就是一种技术突破，总体上讲，汽车尾气遥感监测技术因具有良好的统计特性在排放调查、排放控制效益评估等方面在国内外都得到了良好应用，但在实际应用中各地则根据当地汽车尾气监管工作需要也在探索其应用，且这种探索仅限于某个城市的工作，如能在城市间，甚至在大区域间组织各种应用交流活动，将各地的应用经验进行交流，能进一步促进遥感监测技术应用工作的共同提高。

4.2设备生产企业应更进一步加强试验研究，提高设备的测量精度与重复性

提高汽车遥感监测技术和设备检测能力的关键在于设备生产厂商。设备生产厂商可以考虑从如下几方面开展相关研究工作，以进一步提高设备的总体性能。

4.2.1广泛收集用户应用意见，不断改进产品质量

技术的应用是靠用户实现，而往往用户的需求又有力地促进了应用技术的进步。用户是仪器设备直接使用者，能不断发现使用过程中出现的问题，也能结合实际工作提出新的应用要求。因此，遥感监测设备要在应用上有新的突破或突破其应用瓶颈，遥感监测设备厂商应广泛收集各方面的各种应用意见，从设备硬件与软件方面都应不断改进设备性能与质量，以进一步提高设备的稳定性和促进遥感监测技术的应用。

4.2.2开展车辆运行工况排放试验研究，提高遥感监测与其它尾气测量技术间的相关性

要突破遥感监测技术的应用瓶颈，笔者认为遥感监测设备厂商应进一步开展大量的试验研究，应与其它尾气检测方法进行试验比对研究，除对检测结果进行比对和相关性分析研究外，更重要的是应进行遥感监测与其它测量可靠与重复较好的尾气检测技术间的比对试验研究，应开展各种工况法下的连续试验比对，通过收集到的检测数据，对各自的测量数据进行回归，建立各自在不同车辆行驶状况下的回归曲线，并将其作为遥感监测设备检测结果动态修正的曲线，这样也许能良好地减少车辆工况变化对遥感监测结果的影响。

4.2.3开展检测条件因素影响研究，进一步减小或消除测量条件对遥感监测应用的限制

由于汽车尾气遥感监测技术是直接在道路上进行测量，测量位置与点位及设备安装位置等虽可以人为控制，但测量环境的变化是人为无法控制的，因此，开展检测条件因素影响研究，也将有助于遥感监测精度与测量重复性的提高。同样，也应形成不同测量条件与不同测量环境状况的动态影响曲线作为遥感监测设备检测结果动态修正的曲线，以减消测量条件和环境变化对遥感监测测量结果的影响。

4.3使用部门应根据监管要求，量体裁衣定制有特色的遥感监测设备，以促进遥感监测技术的进步

为了促进遥感监测技术在佛山的应用，根据汽车尾气监管工作需求，在采购遥感监测设备时对设备性能主要提出了如下新的需求：

（1）要求设备能同时测量柴油车和汽油车，且能对车辆使用燃油类别进行分类，并将其按燃料类别进行数据的分开保存。

（2）能将环保标志车辆信息参数导入设备软件数据库，以实现对车辆标志信息的识别。

（3）具备检测结果导出功能，以便于检测数据的分析与处理。

（4）具备动态排放限值设置功能，方便标准限值变更时的设置。

提出的技术需求再一次促进了遥感监测设备的技术进步。因此，各地在进行遥感监测设备的采购时可以因地制宜地提出符合当地监管需要的要求，以促进遥感监测设备功能的进一步完善与提高，逐步扩宽动车尾气遥感监测技术的应用范围。

5.结语

遥感监测技术是许多城市用来检测汽车尾气的高科技尾气监测技术，虽然目前其检测结果容易受到许多因素的影响。但相信随着科学技术的进一步发展，通过不断的试验和实践，将会提高尾气检测的准确性和汽车尾气监管效率，从而减少对城市大气的污染。

参考文献：

[1] 戴莉莎.机动车尾气遥测技术应用于发展研究[J].现代商贸工业.2010年第19期.

[2] 张效刚.汽车尾气遥感技术探讨[J].广东自动化与信息工程.2005年第03期.