智易時(shí)代機(jī)動車尾氣在線監(jiān)測系統(tǒng)
一、 項(xiàng)目背景
據(jù)國家環(huán)保部統(tǒng)計(jì)，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(jī)動車尾氣的排放。按照目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，機(jī)動車的數(shù)量按照每年10％的速度遞增，機(jī)動車尾氣已經(jīng)或?qū)⒑芸斐蔀楹芏喑鞘写髿獾闹饕廴驹础?nbsp;
目前，人們對在用機(jī)動車的關(guān)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(dāng)一部分車輛由于超載、過度使用，維護(hù)保養(yǎng)條件差等情況，使得其尾氣中污染物排放量要比美國等發(fā)達(dá)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(dāng)時(shí)的怠速法來進(jìn)行車輛年檢的工作，北京在2002年下半年在全國*正式應(yīng)用了簡易工況法檢測，在全國范闈內(nèi)*對車輛的NO排放采取了嚴(yán)格控制措施，近兩年，昆明、深圳、杭州等城市也由于實(shí)施了簡易工況法聯(lián)網(wǎng)，對機(jī)動車尾氣的排放控制都取得了良好的效果。
實(shí)踐證明：通過實(shí)施有效的機(jī)動車排放監(jiān)管系統(tǒng)(建立I/M制度)，對保證車輛的達(dá)標(biāo)使用，加速老舊同車輛的更新淘汰，減少機(jī)動車排放污染，改善大氣環(huán)境質(zhì)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(lán)天白云更多地出現(xiàn)在人們的視野里，各地都加快了改善大氣環(huán)境質(zhì)量的步伐，其中，對機(jī)動車尾氣排放進(jìn)行有效的監(jiān)測和控制成為實(shí)現(xiàn)城市大氣質(zhì)量的根本性好轉(zhuǎn)的關(guān)鍵措施。
智易時(shí)代機(jī)動車尾氣在線監(jiān)測系統(tǒng)
二、 功能特點(diǎn)
基于RFID的汽車尾氣在線監(jiān)測平臺是針對環(huán)保領(lǐng)域機(jī)動車排氣污染監(jiān)督管理工作的實(shí)際需求而研制開發(fā)。系統(tǒng)將綜合運(yùn)用RFID（無線射頻）技術(shù)、圖像識別技術(shù)、數(shù)據(jù)加密技術(shù)、視頻監(jiān)管、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等國內(nèi)的技術(shù)手段有機(jī)的結(jié)合運(yùn)用，旨在增強(qiáng)機(jī)動車環(huán)保標(biāo)志管理工作的信息化、智能化，完善機(jī)動車排放監(jiān)管系統(tǒng)(I/M 制度)。通過對高排放車輛的精確管理，保證在用車的達(dá)標(biāo)使用，加速老舊車輛的更新淘汰，減少機(jī)動車排放污染，改善大氣環(huán)境質(zhì)量。在項(xiàng)目建設(shè)完成后，具有以下功能特點(diǎn)：
- 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(tǒng)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(shù)據(jù)都是準(zhǔn)確的，確保在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。錄入人員可申請復(fù)檢車輛跨站檢測解鎖檢測，還可申請更換車輛檢測方法進(jìn)行檢測。
- 檢測業(yè)務(wù)查詢
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)檢測業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的查詢功能，通過檢測機(jī)構(gòu)區(qū)域、檢測機(jī)構(gòu)名稱、設(shè)備編號、檢測類型、檢測方法、車牌號碼、檢測日期、檢測結(jié)果、車牌類別、檢測報(bào)告編號、復(fù)測情況、檢測機(jī)構(gòu)性質(zhì)、數(shù)據(jù)類型等屬性進(jìn)行查詢，對查詢結(jié)果可查看詳細(xì)信息，并導(dǎo)出Excel、Word等類型文件，或生成日報(bào)、周報(bào)、月報(bào)、年報(bào)等幾種形式展示。
- 檢測站點(diǎn)管理
檢測站點(diǎn)管理主要實(shí)現(xiàn)檢測站點(diǎn)的添加、刪除、設(shè)置和修改信息等操作，還包括對多個(gè)站點(diǎn)發(fā)標(biāo)審核進(jìn)行管理、授權(quán)設(shè)置，各站點(diǎn)的資質(zhì)申報(bào)、資質(zhì)到期提示、資質(zhì)延續(xù)申報(bào)、終止或變更的管理，將對檢測站點(diǎn)的日常管理和審核實(shí)現(xiàn)自動化和信息化管理。
- 檢測業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)檢測業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)功能，通過區(qū)域、站點(diǎn)名稱、報(bào)表類型、首檢情況、燃料類別、檢測方法、檢測結(jié)果、日期等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對統(tǒng)計(jì)結(jié)果可查看詳細(xì)信息，統(tǒng)計(jì)結(jié)果可導(dǎo)出Excel、Word等類型文件，并生成餅狀圖、柱狀圖、日報(bào)、周報(bào)、月報(bào)、年報(bào)等幾種形式展示。
- 過程數(shù)據(jù)分析
過程數(shù)據(jù)分析模塊通過對排放過程數(shù)據(jù)的自動分析能判斷檢測過程中檢測設(shè)備是否正確安裝，檢測設(shè)備是否工作正常，檢測設(shè)備內(nèi)的軟件系統(tǒng)是否符合規(guī)范。系統(tǒng)采用多種可疑數(shù)據(jù)分析的算法，通過對防裝置記錄的過程數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)自動的智能分析，并與檢測結(jié)果進(jìn)行比對，自動篩選檢測過程中的可疑數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對檢測行為的重點(diǎn)排查。
三、 系統(tǒng)原理
本方案采用在主要路段設(shè)置遠(yuǎn)距離讀寫器，汽車上安裝電子標(biāo)簽的方式對通過該路段的汽車進(jìn)行動態(tài)尾氣檢測。汽車上的電子標(biāo)簽記錄本車*的ID號，以及尾氣是否達(dá)標(biāo)的信息，當(dāng)汽車通過安裝讀寫器的路段時(shí)會把這些信息發(fā)送給讀寫器，讀寫器通過以太網(wǎng)或GPRS連接遠(yuǎn)程服務(wù)器，可以將尾氣超標(biāo)的汽車ID傳給遠(yuǎn)程服務(wù)器。相關(guān)部門可以通過登陸遠(yuǎn)程服務(wù)器對尾氣超標(biāo)的汽車進(jìn)行處理。
電子標(biāo)簽采用有源RFID技術(shù)，工作頻率2.4GHz，識別距離70m，識別速度可達(dá)200公里/小時(shí)，采用GFSK調(diào)制方式，工作溫度-25℃~+85℃，工作濕度小于90%；當(dāng)尾氣超標(biāo)時(shí)，電子標(biāo)簽采用主動方式進(jìn)行工作，主動將本車ID及尾氣指標(biāo)參數(shù)發(fā)射給讀寫器；在標(biāo)簽內(nèi)部增加高能電池，可保證電子標(biāo)簽工作5年。
讀寫器的工作頻點(diǎn)、調(diào)制方式與電子標(biāo)簽一樣，發(fā)射功率可以軟件設(shè)置，讀寫器通過以太網(wǎng)或GPRS連接遠(yuǎn)程服務(wù)器，可以將尾氣超標(biāo)的汽車ID傳給遠(yuǎn)程服務(wù)器。相關(guān)部門可以通過登陸遠(yuǎn)程服務(wù)器對尾氣超標(biāo)的汽車進(jìn)行處理。
通過將前端檢測設(shè)備實(shí)施聯(lián)網(wǎng)，建立一套完整的機(jī)動車排放數(shù)據(jù)庫管理信息系統(tǒng)，完成管理、控制、數(shù)據(jù)采集、分析決策等工作，同時(shí)整合實(shí)現(xiàn)新車管理、環(huán)保標(biāo)志發(fā)放管理、路檢、抽檢管理、維修管理、在用車監(jiān)管及淘汰報(bào)廢等機(jī)動車污染綜合管理功能。
在車輛進(jìn)行尾氣檢測過程中，檢測線采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳云中心，云中心在5秒內(nèi)完成檢測結(jié)果計(jì)算，并與標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行比對，然后下發(fā)裁決結(jié)果。
檢測線只是一個(gè)數(shù)據(jù)采集端，所有數(shù)據(jù)的運(yùn)算、比對都在云中心進(jìn)行，檢測線無法作假，也更方便環(huán)保部門監(jiān)管，在云檢測系統(tǒng)運(yùn)行過程中，可隨時(shí)通過視頻和數(shù)據(jù)查看任意一條檢測線的工作情況。根據(jù)相關(guān)要求，每條檢測線都要配備監(jiān)控?cái)z像頭，工作人員只要點(diǎn)擊任意一個(gè)視頻畫面，實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)都實(shí)時(shí)在屏幕上顯示，如果出現(xiàn)問題，可以進(jìn)行視頻、數(shù)據(jù)雙追溯，有效杜絕故意造假行為。
zui后所有數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，有利于政府部門控制區(qū)域大氣污染物排放總量和對高排放車輛實(shí)施淘汰政策。云檢測系統(tǒng)基于真實(shí)的檢測數(shù)據(jù)源進(jìn)行各項(xiàng)智能圖表統(tǒng)計(jì)分析，可按時(shí)、日、周、月、季、年進(jìn)行各項(xiàng)污染分析和狀態(tài)分析，為政策研究和排放量公布提供可信數(shù)據(jù)源。
四、 系統(tǒng)框架
系統(tǒng)是以一個(gè)監(jiān)管中心、檢測站為主體架構(gòu)，系統(tǒng)整體運(yùn)行在計(jì)算機(jī)硬件、網(wǎng)絡(luò)、存儲平臺、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫平臺以及中間件平臺上，用來搭建整個(gè)機(jī)動車尾氣在線監(jiān)測系統(tǒng)的底層結(jié)構(gòu)，連接車輛檢測設(shè)備控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控設(shè)備、后臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)及公共服務(wù)平臺等，此外還包含用于支撐機(jī)動車尾氣排放監(jiān)管系統(tǒng)的基礎(chǔ)組件和一些中間件。監(jiān)控中心端系統(tǒng)包括車輛管理、車型庫管理、檢測機(jī)構(gòu)管理、環(huán)保標(biāo)志管理、報(bào)警等子系統(tǒng)，檢測站端系統(tǒng)包括車輛報(bào)檢、標(biāo)志聯(lián)網(wǎng)發(fā)放、數(shù)據(jù)采集等子系統(tǒng)。
機(jī)動車尾氣在線檢測系統(tǒng)建設(shè)方案包括五大平臺，分別是機(jī)動車污染防治感知平臺、網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)設(shè)施平臺、環(huán)境管理數(shù)據(jù)庫平臺、應(yīng)用支撐平臺和對外發(fā)布平臺。
4.1 機(jī)動車尾氣污染防治感知平臺
主要包括處于監(jiān)測前端的視頻或錄像設(shè)備、檢測設(shè)備或儀器等實(shí)時(shí)監(jiān)控與采集機(jī)動車排放尾氣的各類監(jiān)測數(shù)據(jù)，具備網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸功能，與環(huán)境數(shù)據(jù)管理中心相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)控中心與檢測場所間實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)控；交管部門提供相應(yīng)的接口，實(shí)現(xiàn)跨部門的數(shù)據(jù)交互；提供路檢信息和抽檢信息的接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互和對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理。
4.2 網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)設(shè)施平臺
系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)通訊功能，周期地采集各個(gè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器發(fā)來的各種信息，進(jìn)行處理、存儲、顯示及上傳。系統(tǒng)能提供模擬信號和RS232、RS422、RS485等數(shù)字信號的接入及輸出功能，可按照環(huán)保部門要求通過GPRS、撥號、電纜線、有線局域網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、GSM、光纖等多種傳輸方式，向數(shù)據(jù)庫平臺定時(shí)傳輸數(shù)據(jù)和圖表，并隨時(shí)接受數(shù)據(jù)查詢。
系統(tǒng)中預(yù)置了多種通信協(xié)議(國家、省、地、市的通訊協(xié)議)，用戶只需選擇通信端口和通信協(xié)議，借助GPRS就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程上傳。
支持群發(fā)手機(jī)短信的方式發(fā)送排放數(shù)據(jù)和報(bào)警信息。客戶通過手機(jī)就可隨時(shí)隨地掌控系統(tǒng)運(yùn)行情況。
4.3 中心數(shù)據(jù)庫平臺
包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫是應(yīng)用系統(tǒng)環(huán)境的核心，保存和提供系統(tǒng)基本信息參數(shù)；車型數(shù)據(jù)庫（VLT）；環(huán)保車型目錄數(shù)據(jù)；全市機(jī)動車環(huán)保數(shù)據(jù)庫；檢測站數(shù)據(jù)庫（包括檢測數(shù)據(jù)及視頻數(shù)據(jù)）；檢測站信息數(shù)據(jù)；路檢、抽檢、遙感檢測數(shù)據(jù)；對外發(fā)布數(shù)據(jù)；各類通知、投訴及反饋的數(shù)據(jù)管理；控制參數(shù)；維修信息。
由于數(shù)據(jù)支撐平臺的操作特點(diǎn)，使應(yīng)用對于硬件的網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存、CPU、硬件可靠性都具有較高的需求，根據(jù)業(yè)務(wù)壓力和應(yīng)用規(guī)模，數(shù)據(jù)支持平臺服務(wù)器采用2臺服務(wù)器，部署雙機(jī)方案，如果其中一臺服務(wù)器由于業(yè)務(wù)壓力或者軟硬件故障引起的停機(jī)，可以由另一臺服務(wù)器承擔(dān)所有數(shù)據(jù)庫服務(wù)，保證中心數(shù)據(jù)平臺的高可靠性。
4.4 應(yīng)用支撐平臺
包括檢測站監(jiān)控服務(wù)器，車輛信息管理/抽檢服務(wù)器，這部分建設(shè)方案屬于機(jī)動車尾氣監(jiān)管系統(tǒng)的核心應(yīng)用支撐平臺，主要功能是接受保存各個(gè)檢測站的檢測工位傳送的數(shù)據(jù)和視頻，并自動加以分析；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與傳輸、能檢測數(shù)據(jù)真實(shí)性分析、檢測站視頻監(jiān)控功能、對檢測工位和檢測過程實(shí)施全面的監(jiān)控和管理、檢測站信息管理；實(shí)現(xiàn)車輛檔案信息維護(hù)管理；對常規(guī)路檢、停放地抽檢、遙感檢測、超標(biāo)車輛復(fù)檢以及其它自動檢測的管理功能;對常規(guī)路檢、停放地抽檢、遙感檢測、超標(biāo)車輛復(fù)檢以及其它自動檢測的管理功能。
為滿足系統(tǒng)應(yīng)能夠每天24小時(shí)連續(xù)不間斷工作，支持連續(xù)多個(gè)用戶的數(shù)據(jù)瀏覽和輸入和并發(fā)訪問，并能滿足后期業(yè)務(wù)擴(kuò)展的要求。應(yīng)用支撐平臺服務(wù)器選擇選擇雙路服務(wù)器。
4.5 對外發(fā)布平臺
主要功能包括公眾信息查詢及對外發(fā)布服務(wù)器，提供管理部門發(fā)布相關(guān)業(yè)務(wù)信息功能，面向公眾發(fā)布機(jī)動車管理相關(guān)的各項(xiàng)政策法規(guī)以及與環(huán)保相關(guān)的各種信息、新聞，及車輛相關(guān)信息的查詢功能。
公眾信息查詢及對外發(fā)布服務(wù)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(wù)器的故障，導(dǎo)致用戶無法訪問支撐平臺，方案配置2臺以上服務(wù)器，既能實(shí)現(xiàn)客戶端接入的負(fù)載均衡，還能保證未來業(yè)務(wù)擴(kuò)展。
此外，為了防止操作系統(tǒng)出現(xiàn)操作失誤、軟件錯(cuò)誤或者硬件故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，需要將全部或部分?jǐn)?shù)據(jù)集合從后臺支撐平臺產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，備份到一個(gè)獨(dú)立的設(shè)備中。由于平臺產(chǎn)生的數(shù)據(jù)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(jī)，采用LAN備份方式，將數(shù)據(jù)直接備份到存儲服務(wù)器本地。
五、 方案優(yōu)勢
機(jī)動車尾氣在線監(jiān)測系統(tǒng)通過的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將機(jī)動車檢測機(jī)構(gòu)的排氣污染檢測工位和檢測設(shè)備、流動檢測設(shè)備及未來新增加的檢測設(shè)備實(shí)施聯(lián)網(wǎng)，建立一套完整的機(jī)動車排放數(shù)據(jù)庫管理信息系統(tǒng)。
深入了解客戶應(yīng)用，提供穩(wěn)定可靠的硬件基礎(chǔ)平臺，幫助客戶完成管理、控制、數(shù)據(jù)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(jī)動車污染防治的各項(xiàng)措施提供有效平臺和載體，為監(jiān)督管理提供科學(xué)依據(jù)和決策支持，項(xiàng)目建成后具有以下優(yōu)勢：
- 將的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與認(rèn)證的檢測排放終端設(shè)備、流動檢測設(shè)備及未來新增加的檢測設(shè)備與數(shù)據(jù)中心聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)檢測實(shí)時(shí)同步進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、傳輸、監(jiān)控、分析決策、管理服務(wù)等。
- 建立機(jī)動車排氣污染檢測站端系統(tǒng)，包括車輛檢測設(shè)備控制系統(tǒng)、檢測站管理、視頻監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集工作。
- 提供穩(wěn)定可靠的計(jì)算機(jī)硬件、網(wǎng)絡(luò)、存儲等基礎(chǔ)平臺，用來搭建整個(gè)機(jī)動車尾氣排放監(jiān)管系統(tǒng)的底層支撐平臺，為機(jī)動車尾氣監(jiān)管系統(tǒng)提供穩(wěn)定的計(jì)算能力和存儲資源。
- 硬件平臺具有良好的擴(kuò)展性，滿足未來業(yè)務(wù)的擴(kuò)展。
- 提供數(shù)據(jù)保護(hù)方案，保證數(shù)據(jù)安全性。
