江蘇省南京市建立起一套機動車尾氣排放的大數據收集和整理系統,利用全市518個遙測天線,通過專門的軟件對采集到的數據進行統計分析。一張張直觀的色彩渲染圖,一個個精細的尾氣排放數據,使得環保和交通部門可以一目了然地掌握道路污染情況,讓機動車尾氣排放管理和治污決策有了科學依據。目前,這套系統已投入應用中,取得了很好的效果。
測
環保信息卡發送車輛信息,精確測算每天各路段尾氣排放量
南京市機動車保有量正以平均每月2萬輛的速度遞增,年平均增速達20%,南京機動車保有量目前已達160多萬輛,由此產生的尾氣污染問題凸顯。
要想了解機動車尾氣排放的污染情況,首先要了解每輛機動車的排放信息。“排放信息的取得,以往主要通過實測。”南京市機動車排氣污染監督管理中心主任劉鐵說,這樣取得的數據既少又不準確。
針對這一問題,南京在機動車上安裝“環保信息卡”。市機動車排氣污染監督管理中心技術科科長孟磊介紹,環保信息卡大小如信用卡,安裝在每輛車的前擋風玻璃上,里面儲存著車輛的各種信息,如車牌號、發動機排量、排放標準、有無違章、黃標車還是綠標車等等,每次經過監控裝置時,環保信息卡發射出的信息,會被安裝在監控裝置上的天線自動接收。
孟磊向記者展示了南京市機動車污染聯防聯控電子執法平臺,上面顯示了經過環保監控天線的各種車輛的信息:10月30日,龍蟠中路長樂路以北東側監控點,共有2213輛車通過。在這些車中,綠標車占76.9%,黃標車占0.2%,無標車占2.3%;排放等級中,國4標準的排放車輛占61.9%,國3的占24.4%,國2的占11.6%。
鼠標一點,可以看到每輛車的具體環保信息。“你看,這臺‘路虎’車沒有經過環保年檢。”孟磊對記者說,相關部門通過這個信息,便可提醒車主進行環保檢測。
據介紹,目前南京全市共有167萬輛機動車,其中140萬輛汽車安裝了這種環保信息卡。“這些智能卡采用的是射頻識別技術,可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據。”孟磊說,這些卡片就像汽車的信息終端,每輛汽車在經過監控點時,自動向天線發射汽車的信息,這樣就可以了解到每臺汽車的尾氣排放情況。
安裝在全市道路的500個智能卡基站,通過感應經過車輛的智能卡信息,將每輛車的尾氣排放數據傳輸到智能交通公司后臺大數據分析中心。利用這個物聯網系統,全市每天乃至全年所有路段的尾氣排放量都可以精確計算出來。
“傳統的尾氣計算方法是根據城市的車輛總數、道路總數、車輛平均車速來估算,精確度不高。”孟磊說,這套系統的數據來自每輛車,計算結果更精確。
析
通過軟件模型進行數據分析,0.7秒算出尾氣污染物濃度
“尾氣遙測:車速45km/h,二氧化碳15%,一氧化碳0.02%。”記者開車經過南京市江東中路時,看到一排監控桿,與一般的監控桿不同的是,在攝像頭的下面,有四塊方形的天線,自動接收汽車發出的信息,比如車速、發動機工況等等。
這些遙測得來的信息,傳到南京城市智能交通有限公司的服務器上,在那里,工程師們將采集后的數據通過某種模型算法,得出各種污染物排放的情況。
公司副總經理袁高峰介紹:“傳統通過人工實測拿到的數據不僅少而且不精確,通過建立模型,將各種數據如汽車的發動機排放、某種速度下某車型發動機工況等進行計算,得出一個相對精確的污染數值。”遙測設備運用光譜吸收、微信號識別和演算技術,僅需0.7秒就可以測算出行駛車輛尾氣排放的污染物濃度,并通過網絡傳送至南京市機動車排氣污染監督管理中心。
在機動車排氣污染監督管理中心,孟磊點擊系統中的一個操作指令,電腦屏幕上立即顯現出各條道路的尾氣排放量。屏幕顯示,PM2.5和氮氧化物濃度最高的3條路分別是玄武湖隧道、玄武大道和龍蟠中路,一氧化碳濃度最高的3條路分別是玄武湖隧道、龍蟠中路、玄武大道。
孟磊分析說,龍蟠中路和玄武大道是南京市最為繁忙的兩條道路,每天早晚高峰發生擁堵的情況較多,因此尾氣排放量最大;玄武湖隧道和龍蟠中路隧道車流量較大,隧道內尾氣污染不易擴散,因此PM2.5濃度較高。
為了更直觀地了解機動車排氣情況,設計者還根據這些數據制作了一個排放強度的渲染圖。渲染圖上,全市各條道路的機動車尾氣排放強度一目了然,排放強度高的道路,顯示為紅色,其次是黃色,排放強度低的道路則為綠色。
用
有助于分析預測空氣質量,為污染治理提供數據支撐
“機動車尾氣是大氣污染物PM2.5和氮氧化物的重要來源。”劉鐵說,要做到科學客觀監督管理機動車尾氣排放,必須依靠大數據的支撐。“計算車輛尾氣排放總量的目的,是為尾氣污染治理提供數據支撐。”
記者在南京城市智能交通有限公司了解到,2013年南京核心區主要道路污染物的排放量中,氮氧化物排放量為5042噸,一氧化碳12138噸,碳氫化合物1679噸,PM2.5為198噸。
“這些數字簡單明了,給相關部門科學決策提供了客觀數據。”劉鐵說,這一系統除了能計算出PM2.5和氮氧化物濃度,還能根據全市道路上行駛的車輛排放標準、單雙號情況來測算污染物的變化。“例如,某個時段在路上行駛的黃標車有多少,排放了多少尾氣,可以據此計算出黃標車全部淘汰后能減少的污染量。”他說,同樣,如果在某路段實行單雙號限行或者改成單行道,污染排放減少量也能算出來。
劉鐵說,這一系統除了測算車排尾氣外,還有一個重要的應用,就是通過計算全市3000多條道路的污染物排放量,分析預測全市空氣質量。 “利用這套系統對南京市機動車尾氣進行監管,收效明顯。”