一、项目背景
随着城市不断发展，机动车尾气已成为空气污染中具备数量多、增长快、流动强、分散广等特性的污染源，根据环保部门PM2.5来源解析工作研究结果表明，目前 PM2.5 的主要来源是机动车、燃煤、工业生产和扬尘，其中：机动车占比较高的代表城市有北京、深圳、杭州、广州等；燃煤占比较高的代表城市有石家庄、南京等；扬尘、流动源、工业生产占比较高代表城市：天津、上海、宁波等。空气污染源统计分布如下图：
大气污染源分析统计
汽车尾气中，使用柴油的大型车是排放细颗粒物的"重犯"，包括大公交、各单位的班车，以及大型运输卡车等，机动车减排成为一个起步晚、人手少、任务重、难度大的污染减排新领域。在用机动车管理日益成为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。各地政府陆续根据自身情况制定相应实施条例，如:《西安市机动车和非道路移动机械排气污染防治条例》(环保部门处500 元以下罚款)、《武汉机动车排气污染防治条例》(环保部门处500 元以下罚款)、《深圳经济特区机动车排气污染防治条例》(交警部门处500元以下罚款)、《山东省机动车排气污染防治条例》(公安机关处200元罚款)等。国家财政方面，国家中央财政每年都设立大气污染防治专项基金，解决突出大气污染问题。机动车尾气排放监测项目也是大气污染防治专项基金项目之一。尾气遥感监测系统实现了机动车尾气检测数据的实时采集、监控、分析与处理，为政府决策、了解综合环境信息提供数据支持，并且对所有检测站尾气检测的过程进行监控，以确保数据采集的规范性与真实性。
系统利用尾气遥测路检、道路空气监测、智能识别等先进的前端动态监测采集单元，组成区域道路监测路网，结合后端数据传输与信息平台，通过与其他信息系统联网或信息交换，实现对车辆排放检测全程跟踪和环保标志化管理，将为环保执法部门严格控制机动车尾气排放污染，实现排污总量控制，以更加精细和动态的方式实现跨部门实时、高效、智能化监管与执法。
二、系统概况
机动车尾气遥测系统分为移动式和固定式两大类，固定式遥测系统安装在城市干路上，可对来往车辆进行不间断测量，其中包括水平固定式和垂直固定式(龙门架式)。而移动式遥测系统可灵活决定测量时间和测量地点，形成对固定点遥测测量的有效补充。对此，公司推出移动式机动车尾气遥测系统，产品在应用中的安装方式如下所示。
汽、柴油车辆经过机动车尾气遥测系统时，触发遥测主机位置判定单元，此时系统即刻准备开始测量，当车辆全部通过遥测系统且排放的尾气烟羽在光路中时，遥测系统开始测量。遥测主机发射系统发出特定波长的激光和紫外光通过机动车尾气环境后被反射单元返回到遥测主机接收系统，遥测主机系统通过光源被尾气烟羽吸收的强度差值初步计算出尾气中 CO、CO2、NO、HC 等气体排放信息。速度/加速度单元测量得到车辆的运行状态信息，同时车牌识别系统记录车辆的车牌数据，一体气象环境参数监测系统收集测量的环境参数以便更加精准的测量和分析。同时实现对系统的监控与管理，实时分析监测系统的工作状态。各单元通过测量现场的机动车尾气遥感监测系统控制软件的计算机控制运行，测量信息可以通过 LED 屏幕显示。
三、工作原理
移动式机动车尾气遥测系统采用先进的可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术、紫外差分光谱(DOAS)技术、微弱信号检测技术及计算机软硬件、图像识别技术。
可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术是利用激光波长的可调谐性，激光的发射波长随着工作温度和电流的变化而改变。通过对电流的周期性调制，可以使激光波长在小范围内周期性变化，在每个周期内可以获得被测气体的“单线吸收谱线”数据和背景气体、粉尘等干扰因素的谱线数据。在气体检测与浓度分析中，为了提高探测灵敏度，一般会根据现场工况选择合适的吸收谱线和合适的激光器调制参数，图2.1为可调谐半导体激光吸收光谱技术原理框图。
采用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术使用的半导体激光的谱宽小于0.0001nm，约为红外光源谱宽的1/106，远小于被测气体吸收谱线的谱宽。其频率调制扫描范围也仅包含被测气体单吸收谱线(半导体激光吸收光谱技术也因此被称为单线光谱技术)，因此成功消除了背景气体交叉干扰影响。
四、技术优势
移动式机动车尾气遥测系统通过可调谐半导体激光吸收光谱技术、紫外差分吸收光谱技术、微弱信号检测技术及图像识别技术实现对汽柴油车尾气中 CO、CO2、NO、HC 和不透光度的检测，响应时间快(小于 0.8s)，系统操作简单。测量信号通过 WIFI 传输，可外接 LED 显示屏，显示车辆的尾气排放信息。此外，该系统还具有以下特点：
1)体积小巧轻便
高度集成的一体化设计，体积小巧轻便，更利于操作。
2)高效的现场布置
采用*的光路调节模块，在现场高效的完成布置。
3)一体化标定系统
多个组分(CO，CO2，HC，NO，不透光度，速度加速度)可同时进行标定，并且支持手动和自动校准方式，操作简洁方便，工作效率高。
4)实时数据匹配
实时数据匹配，无需后期处理。实时输出监测结果，并结合车辆识别技术，对超标排放的车辆进行筛选。
5)远程在线监控系统
在线监控电池状态，标定状态，系统报警信息，无线通讯信号等。*意义上远程监控与操作，便于操作者监控系统参数。
6)自动记录与存储
日志记录所有操作信息和报警信息，方便查询与追溯，便于问题处理与解决。断电不影响数据存储。
五、系统组成
移动式机动车尾气遥测系统主要由遥测主机、车牌自动识别及拍照系统、速度/加速度测量系统、大气环境参数监测系统、空气质量微型监测系统、主控计算机、LED 显示屏及机动车尾气遥感监测系统控制软件等组成。
组成部件功能说明：
(1)遥测主机：对尾气各组分进行测量
(2)车牌自动识别及拍照系统：车牌自动抓拍识别
(3)速度/加速度测量系统：测量速度、加速度
(4)大气环境参数监测系统：对周围环境参数进行实时测量
(5)机动车尾气遥感监测系统控制软件：通过系统控制软件实现测量、校准、数据传输等操作
(6)LED 显示屏：显示车辆测量结果
(7)空气质量微型监测系统：测量大气环境 PM 及污染物含量
(8)主控计算机：车测量结果处理及分析
(9)黑烟车智能识别系统：识别黑烟车，林格曼黑度
技术参数：
| 项目 | 测量范围 | 测量精度 |
| CO | 0％－10％； | 相对误差±10%，误差±0.25×10-2 |
| CO2 | 0％～16％； | 相对误差±10%，误差±0.25×10-2 |
| HC | 0～10000×10-6； | 相对误差±10%，误差±10×10-6 |
| NO | 0～10000×10-6； | 相对误差±10%，误差±10×10-6 |
| 不透光度 | 0～100%。 | 相对误差±5%，误差±2％。 |
六、项目实施
移动式尾气遥感检测车改变了传统的汽车尾气检测方法，通过遥感监测车，对机动车辆排放的污染气体进行准确抓拍并记录车辆信息，可快速、高效筛选出行驶在道路上的高污染、高排放车辆，几秒内就能显示到遥感车内的屏幕上，一小时内就可检测1000多辆车。
日前，移动式设备已顺利交付，能够快速准确的对道路机动车尾气浓度进行实时监测，实时“抓捕”超标车辆，成为环保部门的得力助手。
欧洲杯压住平台将不断提升服务品质，为大气污染治理工作出力，为我国打赢大气污染治理攻坚战做贡献。
监测端界面
管理端界面
黑烟车识别
