機動車尾氣在線監測系統

一、 項目背景

據國家環保部統計，在大氣的主要污染中近幾年煤煙污染(主要是S0₂等)得到了比較好的控制，但是NO等污染物的比例早逐年上升趨勢，而NO的主要排放源之一來自于在用機動車尾氣的排放。按照目前經濟發展狀況，機動車的數量按照每年10％的速度遞增，機動車尾氣已經或將很快成為很多城市大氣的主要污染源。

目前，人們對在用機動車的關注通常只偏重于安全性能和動力性能，而對車輛帶來的尾氣污染一般來說重視不夠。其中相當一部分車輛由于超載、過度使用，維護保養條件差等情況，使得其尾氣中污染物排放量要比美國等發達國家高15倍以上。

早在2000年，我國部分城市就開始用簡易工況法取代當時的怠速法來進行車輛年檢的工作，北京在2002年下半年在全國*正式應用了簡易工況法檢測，在全國范闈內*對車輛的NO排放采取了嚴格控制措施，近兩年，昆明、深圳、杭州等城市也由于實施了簡易工況法聯網，對機動車尾氣的排放控制都取得了良好的效果。

實踐證明：通過實施有效的機動車排放監管系統(建立I/M制度)，對保證車輛的達標使用，加速老舊同車輛的更新淘汰，減少機動車排放污染，改善大氣環境質量，是目前zui為有效的辦法。

為了使城市的空氣更加透明，更加清新，藍天白云更多地出現在人們的視野里，各地都加快了改善大氣環境質量的步伐，其中，對機動車尾氣排放進行有效的監測和控制成為實現城市大氣質量的根本性好轉的關鍵措施。

二、 功能特點

基于RFID的汽車尾氣在線監測平臺是針對環保領域機動車排氣污染監督管理工作的實際需求而研制開發。系統將綜合運用RFID（無線射頻）技術、圖像識別技術、數據加密技術、視頻監管、計算機與網絡技術等國內的技術手段有機的結合運用，旨在增強機動車環保標志管理工作的信息化、智能化，完善機動車排放監管系統(I/M 制度)。通過對高排放車輛的精確管理，保證在用車的達標使用，加速老舊車輛的更新淘汰，減少機動車排放污染，改善大氣環境質量。在項目建設完成后，具有以下功能特點：

• 信息審核、申請及處理

待檢車輛錄入人員通過入待建車輛的車牌號碼和車牌顏色，系統將自動提取該車輛的檔案信息，錄入人員核對車輛信息，確保每輛車錄入的數據都是準確的，確保在基礎數據的公正公平，不存在弄虛作假。

若車輛信息有誤，檢測員可申請修改車輛數據。錄入人員可申請復檢車輛跨站檢測解鎖檢測，還可申請更換車輛檢測方法進行檢測。

• 檢測業務查詢

系統實現檢測業務數據的查詢功能，通過檢測機構區域、檢測機構名稱、設備編號、檢測類型、檢測方法、車牌號碼、檢測日期、檢測結果、車牌類別、檢測報告編號、復測情況、檢測機構性質、數據類型等屬性進行查詢，對查詢結果可查看詳細信息，并導出Excel、Word等類型文件，或生成日報、周報、月報、年報等幾種形式展示。

• 檢測站點管理

檢測站點管理主要實現檢測站點的添加、刪除、設置和修改信息等操作，還包括對多個站點發標審核進行管理、授權設置，各站點的資質申報、資質到期提示、資質延續申報、終止或變更的管理，將對檢測站點的日常管理和審核實現自動化和信息化管理。

• 檢測業務統計

系統實現檢測業務數據的統計功能，通過區域、站點名稱、報表類型、首檢情況、燃料類別、檢測方法、檢測結果、日期等進行統計，對統計結果可查看詳細信息，統計結果可導出Excel、Word等類型文件，并生成餅狀圖、柱狀圖、日報、周報、月報、年報等幾種形式展示。

• 過程數據分析

過程數據分析模塊通過對排放過程數據的自動分析能判斷檢測過程中檢測設備是否正確安裝，檢測設備是否工作正常，檢測設備內的軟件系統是否符合規范。系統采用多種可疑數據分析的算法，通過對防裝置記錄的過程數據進行連續自動的智能分析，并與檢測結果進行比對，自動篩選檢測過程中的可疑數據，實現對檢測行為的重點排查。

三、 系統原理

本方案采用在主要路段設置遠距離讀寫器，汽車上安裝電子標簽的方式對通過該路段的汽車進行動態尾氣檢測。汽車上的電子標簽記錄本車*的ID號，以及尾氣是否達標的信息，當汽車通過安裝讀寫器的路段時會把這些信息發送給讀寫器，讀寫器通過以太網或GPRS連接遠程服務器，可以將尾氣超標的汽車ID傳給遠程服務器。相關部門可以通過登陸遠程服務器對尾氣超標的汽車進行處理。

電子標簽采用有源RFID技術，工作頻率2.4GHz，識別距離70m，識別速度可達200公里/小時，采用GFSK調制方式，工作溫度-25℃~+85℃，工作濕度小于90%；當尾氣超標時，電子標簽采用主動方式進行工作，主動將本車ID及尾氣指標參數發射給讀寫器；在標簽內部增加高能電池，可保證電子標簽工作5年。

讀寫器的工作頻點、調制方式與電子標簽一樣，發射功率可以軟件設置，讀寫器通過以太網或GPRS連接遠程服務器，可以將尾氣超標的汽車ID傳給遠程服務器。相關部門可以通過登陸遠程服務器對尾氣超標的汽車進行處理。

通過將前端檢測設備實施聯網，建立一套完整的機動車排放數據庫管理信息系統，完成管理、控制、數據采集、分析決策等工作，同時整合實現新車管理、環保標志發放管理、路檢、抽檢管理、維修管理、在用車監管及淘汰報廢等機動車污染綜合管理功能。

在車輛進行尾氣檢測過程中，檢測線采集的數據實時上傳云中心，云中心在5秒內完成檢測結果計算，并與標準限值進行比對，然后下發裁決結果。

檢測線只是一個數據采集端，所有數據的運算、比對都在云中心進行，檢測線無法作假，也更方便環保部門監管，在云檢測系統運行過程中，可隨時通過視頻和數據查看任意一條檢測線的工作情況。根據相關要求，每條檢測線都要配備監控攝像頭，工作人員只要點擊任意一個視頻畫面，實時檢測數據就會顯示在圖像旁邊的屏幕上。檢測過程中的每一秒的檢測數據都實時在屏幕上顯示，如果出現問題，可以進行視頻、數據雙追溯，有效杜絕故意造假行為。

zui后所有數據均上傳至云檢測中心，云檢測管理中心能夠提供省、市、縣的精確污染量綜合數據，有利于政府部門控制區域大氣污染物排放總量和對高排放車輛實施淘汰政策。云檢測系統基于真實的檢測數據源進行各項智能圖表統計分析，可按時、日、周、月、季、年進行各項污染分析和狀態分析，為政策研究和排放量公布提供可信數據源。

四、 系統框架

系統是以一個監管中心、檢測站為主體架構，系統整體運行在計算機硬件、網絡、存儲平臺、操作系統、數據庫平臺以及中間件平臺上，用來搭建整個機動車尾氣在線監測系統的底層結構，連接車輛檢測設備控制系統、視頻監控設備、后臺數據管理系統及公共服務平臺等，此外還包含用于支撐機動車尾氣排放監管系統的基礎組件和一些中間件。監控中心端系統包括車輛管理、車型庫管理、檢測機構管理、環保標志管理、報警等子系統，檢測站端系統包括車輛報檢、標志聯網發放、數據采集等子系統。

機動車尾氣在線檢測系統建設方案包括五大平臺，分別是機動車污染防治感知平臺、網絡和基礎設施平臺、環境管理數據庫平臺、應用支撐平臺和對外發布平臺。

4.1  機動車尾氣污染防治感知平臺

主要包括處于監測前端的視頻或錄像設備、檢測設備或儀器等實時監控與采集機動車排放尾氣的各類監測數據，具備網絡數據傳輸功能，與環境數據管理中心相連，實現數控中心與檢測場所間實時的數據傳輸和監控；交管部門提供相應的接口，實現跨部門的數據交互；提供路檢信息和抽檢信息的接口，實現數據的交互和對數據進行統一管理。

4.2  網絡和基礎設施平臺

系統具有數據通訊功能，周期地采集各個現場數據采集器發來的各種信息，進行處理、存儲、顯示及上傳。系統能提供模擬信號和RS232、RS422、RS485等數字信號的接入及輸出功能，可按照環保部門要求通過GPRS、撥號、電纜線、有線局域網、無線局域網、GSM、光纖等多種傳輸方式，向數據庫平臺定時傳輸數據和圖表，并隨時接受數據查詢。

系統中預置了多種通信協議(國家、省、地、市的通訊協議)，用戶只需選擇通信端口和通信協議，借助GPRS就能實現數據遠程上傳。

支持群發手機短信的方式發送排放數據和報警信息。客戶通過手機就可隨時隨地掌控系統運行情況。

4.3  中心數據庫平臺

包括數據庫服務器，數據庫是應用系統環境的核心，保存和提供系統基本信息參數；車型數據庫（VLT）；環保車型目錄數據；全市機動車環保數據庫；檢測站數據庫（包括檢測數據及視頻數據）；檢測站信息數據；路檢、抽檢、遙感檢測數據；對外發布數據；各類通知、投訴及反饋的數據管理；控制參數；維修信息。

由于數據支撐平臺的操作特點，使應用對于硬件的網絡、內存、CPU、硬件可靠性都具有較高的需求，根據業務壓力和應用規模，數據支持平臺服務器采用2臺服務器，部署雙機方案，如果其中一臺服務器由于業務壓力或者軟硬件故障引起的停機，可以由另一臺服務器承擔所有數據庫服務，保證中心數據平臺的高可靠性。

4.4  應用支撐平臺

包括檢測站監控服務器，車輛信息管理/抽檢服務器，這部分建設方案屬于機動車尾氣監管系統的核心應用支撐平臺，主要功能是接受保存各個檢測站的檢測工位傳送的數據和視頻，并自動加以分析；實現數據采集與傳輸、能檢測數據真實性分析、檢測站視頻監控功能、對檢測工位和檢測過程實施全面的監控和管理、檢測站信息管理；實現車輛檔案信息維護管理；對常規路檢、停放地抽檢、遙感檢測、超標車輛復檢以及其它自動檢測的管理功能;對常規路檢、停放地抽檢、遙感檢測、超標車輛復檢以及其它自動檢測的管理功能。

為滿足系統應能夠每天24小時連續不間斷工作，支持連續多個用戶的數據瀏覽和輸入和并發訪問，并能滿足后期業務擴展的要求。應用支撐平臺服務器選擇選擇雙路服務器。

4.5  對外發布平臺

主要功能包括公眾信息查詢及對外發布服務器，提供管理部門發布相關業務信息功能，面向公眾發布機動車管理相關的各項政策法規以及與環保相關的各種信息、新聞，及車輛相關信息的查詢功能。

公眾信息查詢及對外發布服務器是前端檢測平臺、公眾和后臺支撐平臺的接口，為了防止服務器的故障，導致用戶無法訪問支撐平臺，方案配置2臺以上服務器，既能實現客戶端接入的負載均衡，還能保證未來業務擴展。

此外，為了防止操作系統出現操作失誤、軟件錯誤或者硬件故障導致數據丟失，需要將全部或部分數據集合從后臺支撐平臺產生的數據，備份到一個獨立的設備中。由于平臺產生的數據量較大，考慮到方案的成本，本次方案中配置1臺備份一體機，采用LAN備份方式，將數據直接備份到存儲服務器本地。

五、 方案優勢

機動車尾氣在線監測系統通過的計算機網絡技術將機動車檢測機構的排氣污染檢測工位和檢測設備、流動檢測設備及未來新增加的檢測設備實施聯網，建立一套完整的機動車排放數據庫管理信息系統。

深入了解客戶應用，提供穩定可靠的硬件基礎平臺，幫助客戶完成管理、控制、數據采集、分析決策等工作。

方案致力于提高行政管理效率和綜合能力，為機動車污染防治的各項措施提供有效平臺和載體，為監督管理提供科學依據和決策支持，項目建成后具有以下優勢：

• 將的計算機網絡技術與認證的檢測排放終端設備、流動檢測設備及未來新增加的檢測設備與數據中心聯網，實現檢測實時同步進行數據采集、傳輸、監控、分析決策、管理服務等。

• 建立機動車排氣污染檢測站端系統，包括車輛檢測設備控制系統、檢測站管理、視頻監控設備，實現數據采集工作。

• 提供穩定可靠的計算機硬件、網絡、存儲等基礎平臺，用來搭建整個機動車尾氣排放監管系統的底層支撐平臺，為機動車尾氣監管系統提供穩定的計算能力和存儲資源。

• 硬件平臺具有良好的擴展性，滿足未來業務的擴展。

• 提供數據保護方案，保證數據安全性。