CN110514255B - 汽车排放量检测方法及其检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种汽车排放量检测方法，包括如下步骤：S1.获取道路路网拓扑结构信息，在路网拓扑结构中确定出检测区域；S2.采集车辆信息，并构建车辆排放计算因子库；S3.构建车辆排放计算模型，将所采集的车辆信息以及计算因子代入到计算模型中计算车辆的排放量；S4.构建排放强度计算模型，将所计算的车辆排放量代入到排放强度计算模型中确定车辆排放强度；能够对确定的目标区域内的车辆的排放量以及车辆的排放强度进行准确的计算，从而能够为环境治理措施的制定提供准确的数据支撑。

Description

汽车排放量检测方法及其检测系统
技术领域
本发明涉及交通领域，尤其涉及一种汽车排放量检测方法及其检测系统。
背景技术
随着社会的发展，人们对于环境的要求越来越高，因此，需要对人们所居住的环境空气污染物进行测算，从而为合理的治理措施提供保证。
而燃油汽车的尾气排放也是重要的污染源之一，因此，需要对燃油汽车的尾气排放进行准确检测，燃油汽车的尾气排放包括行进过程中的尾气排放以及驻车过程中的蒸发排放，现有技术中，对于汽车的排放量一般根据当地车辆的登记情况进行粗略的估算，这种方式结果即为不准确，而且，现有技术的估算方式并不能将车辆的排放强度进行计算，从而不能根据车辆的排放量以及排放强度进行相应的处理措施的制定。
因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的方法及系统。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种汽车排放量检测方法及其检测系统，能够对确定的目标区域内的车辆的排放量以及车辆的排放强度进行准确的计算，从而能够为环境治理措施的制定提供准确的数据支撑。
本发明提供的一种汽车排放量检测方法，包括如下步骤：
S1.获取道路路网拓扑结构信息，在路网拓扑结构中确定出检测区域；
S2.采集车辆信息，并构建车辆排放计算因子库；
S3.构建车辆排放计算模型，将所采集的车辆信息以及计算因子代入到计算模型中计算车辆的排放量；
S4.构建排放强度计算模型，将所计算的车辆排放量代入到排放强度计算模型中确定车辆排放强度。
进一步，步骤S3中，根据如下方法确定车辆的排放量：Ei＝E1i+E2i；
其中，Ei为车辆的总的排放量，E1i为车辆尾气排放量，E2i为车辆的蒸发排放量；
Figure BDA0002193267970000021
i为第i个检测区域，j为第j类车辆，j＝1,2,…,n，n为车辆的总类型，EFij为第j类车辆在检测区域i的排放系数，Vij为第j类车辆在检测区域i的平均行驶里程，Pij为第j类型车辆在检测区域i的数量；
Figure BDA0002193267970000022
Pj为检测区域i的机动车保有量，Vik为检测区域i的机动车平均行驶里程，Vj为检测区域i中机动车平均行驶速度，EF1i为在检测区域i机动车行驶过程中蒸发排放系数，EF2i为在检测区域i机动车的综合排放系数。
进一步，根据如下方法计算排放系数EFij：
Figure BDA0002193267970000023
BEFij为第j类车辆的综合排放系数，
Figure BDA0002193267970000024
为环境修正因子，γj为平均速度修正因子，μj为车辆的劣化修正因子，θj为第j类车辆的其他使用条件修正因子。
进一步，根据如下方法确定环境修正因子
Figure BDA0002193267970000025
Figure BDA0002193267970000026
Figure BDA0002193267970000027
为目标车辆所处环境的温度修正因子，
Figure BDA0002193267970000028
为目标车辆所处环境的湿度修正因子，
Figure BDA0002193267970000029
为目标车辆所处环境的海拔修正因子。
进一步，根据如下方法确定车辆的排放强度：
Qijw＝qijw×li×Ei；
Figure BDA0002193267970000031
其中，Qijw为区域i第j类车辆的第w种污染物的排放强度，li为检测区域i内道路的总里程，Qjw为检测区域i内第j类车辆的总污染物的排放强度。
相应地，本发明还提供了一种汽车排放量检测系统，包括设置于路网中目标检测区域的采集单元、中继处理单元、远程监控服务器以及数据库服务器；
所述采集单元，用于采集目标车辆的环境信息以及目标车辆信息并输出至中继处理单元中；
所述中继处理单元，用于接收采集单元输出的环境信息和目标车辆信息并将接收到的信息打包发送至远程监控服务器；
所述远程监控服务器，与中继处理单元通信连接，用于接收目标车辆信息以及环境信息，并从数据库服务器中调取与当前目标车辆信息和环境信息相对应的计算因子，并计算当前目标车辆的排放量以及排放强度；
数据库服务器，与远程监控服务器通信连接，存储有环境信息和目标车辆信息与计算因子的对照表。
进一步，所述采集单元包括RFID读写器、设置于目标车辆的电子标签、温度传感器、湿度传感器、风向传感器、风速传感器、车速传感器、能见度传感器以及采集处理电路；
所述RFID读写器的输出端与采集处理电路的输入端连接，所述温度传感器、湿度传感器、风向传感器、风速传感器、车速传感器和能见度传感器的输出端与采集处理电路的输入端连接，所述采集处理电路与中继处理单元通信连接。
进一步，所述中继处理单元包括中继处理电路和中继传输电路；
所述中继处理电路与采集处理电路通信连接，所述中继处理电路通过中继传输电路与远程监控服务器通信连接。
进一步，所述远程监控服务器通过如下方法计算汽车的排放量：
Ei＝E1i+E2i；
其中，Ei为车辆的总的排放量，E1i为车辆尾气排放量，E2i为车辆的蒸发排放量；
Figure BDA0002193267970000041
i为第i个检测区域，j为第j类车辆，j＝1,2,…,n，n为车辆的总类型，EFij为在检测区域i第j类车辆的排放系数，Vij为在检测区域i第j类车辆的平均行驶里程，Pij为在检测区域i第j类型车辆的数量；
Figure BDA0002193267970000042
Pj为检测区域i的机动车保有量，Vik为检测区域i的机动车平均行驶里程，Vj为检测区域i中机动车平均行驶速度，EF1i为在检测区域i机动车行驶过程中蒸发排放系数，EF2i为在检测区域i机动车的综合排放系数；
Figure BDA0002193267970000043
BEFij为第j类车辆的综合排放系数，
Figure BDA0002193267970000044
为环境修正因子，γj为平均速度修正因子，μj为车辆的劣化修正因子，θj为第j类车辆的其他使用条件修正因子；
Figure BDA0002193267970000045
Figure BDA0002193267970000046
为目标车辆所处环境的温度修正因子，
Figure BDA0002193267970000047
为目标车辆所处环境的湿度修正因子，
Figure BDA0002193267970000048
为目标车辆所处环境的海拔修正因子。
进一步，所述远程监控服务器通过如下方法计算汽车的排放强度：
Qijw＝qijw×li×Ei；
Figure BDA0002193267970000051
其中，Qijw为区域i第j类车辆的第w种污染物的排放强度，li为检测区域i内道路的总里程，Qjw为检测区域i内第j类车辆的总污染物的排放强度。
本发明的有益效果：通过本发明，能够对确定的目标区域内的车辆的排放量以及车辆的排放强度进行准确的计算，从而能够为环境治理措施的制定提供准确的数据支撑。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的流程图。
图2为本发明的电气结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做出进一步详细说明：
本发明提供的一种汽车排放量检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1.获取道路路网拓扑结构信息，在路网拓扑结构中确定出检测区域；比如：当前路网中，其道路结构比较单一，比如都是双向三车道，限速相同，并且道路路况(比如坡度差均在设定范围内)等，那么在这个路网中设置一个检测区域，如果道路结构负载，比如车道数不同，道路坡度落差较大，限速等因素均不相同，那么，在这个路网中就设置多个检测区域，针对于不同的道路状态进行动态信息的采集，从而为最终的测算结果的准确性提供保障；比如：在一周内不同天数的相同时段在相同的检测区域对目标车辆进行检测，或者在一天内不同时段以及不同检测区域对目标车辆进行信息采集；
S2.采集车辆信息，并构建车辆排放计算因子库；其中，计算因子数据库中存储有各参数信息与计算因子的关系表，根据实时采集的信息，然后查找该对照关系表，就能够得出相应的计算因子，从而利于对后续的准确的计算；其中，计算因子与参数信息对照表通过实时、实地的实验数据得到，其具体的实验方法为现有技术，在此不加以赘述；
S3.构建车辆排放计算模型，将所采集的车辆信息以及计算因子代入到计算模型中计算车辆的排放量；
S4.构建排放强度计算模型，将所计算的车辆排放量代入到排放强度计算模型中确定车辆排放强度。通过上述方法，能够对确定的目标区域内的车辆的排放量以及车辆的排放强度进行准确的计算，从而能够为环境治理措施的制定提供准确的数据支撑。
本实施例中，步骤S3中，根据如下方法确定车辆的排放量：Ei＝E1i+E2i；
其中，Ei为车辆的总的排放量，E1i为车辆尾气排放量，E2i为车辆的蒸发排放量；
Figure BDA0002193267970000061
i为第i个检测区域，j为第j类车辆，j＝1,2,…,n，n为车辆的总类型，EFij为在检测区域i第j类车辆的排放系数，Vij为在检测区域i第j类车辆的平均行驶里程，Pij为在检测区域i第j类型车辆的数量；
Figure BDA0002193267970000062
Pj为检测区域i的机动车保有量，Vik为检测区域i的机动车平均行驶里程，Vj为检测区域i中机动车平均行驶速度，EF1i为在检测区域i机动车行驶过程中蒸发排放系数，EF2i为在检测区域i机动车的综合排放系数。
具体地，根据如下方法计算排放系数EFij：
Figure BDA0002193267970000063
BEFij为第j类车辆的综合排放系数，
Figure BDA0002193267970000064
为环境修正因子，γj为平均速度修正因子，μj为车辆的劣化修正因子，θj为第j类车辆的其他使用条件修正因子。
根据如下方法确定环境修正因子
Figure BDA0002193267970000071
Figure BDA0002193267970000072
Figure BDA0002193267970000073
为目标车辆所处环境的温度修正因子，
Figure BDA0002193267970000074
为目标车辆所处环境的湿度修正因子，
Figure BDA0002193267970000075
为目标车辆所处环境的海拔修正因子，通过上述方法，能够准确计算出车辆的排放量。
本实施例中，根据如下方法确定车辆的排放强度：
Qijw＝qijw×li×Ei；
Figure BDA0002193267970000076
其中，Qijw为区域i第j类车辆的第w种污染物的排放强度，li为检测区域i内道路的总里程，Qjw为检测区域i内第j类车辆的总污染物的排放强度，通过上述方法，能够准确确定出检测区域的排放强度，并且根据排放强度以及排放量，为后续的治理、处理措施提供数据保障。
相应地，本发明还提供了一种汽车排放量检测系统，包括设置于路网中目标检测区域的采集单元、中继处理单元、远程监控服务器以及数据库服务器；
所述采集单元，用于采集目标车辆的环境信息以及目标车辆信息并输出至中继处理单元中；
所述中继处理单元，用于接收采集单元输出的环境信息和目标车辆信息并将接收到的信息打包发送至远程监控服务器；
所述远程监控服务器，与中继处理单元通信连接，用于接收目标车辆信息以及环境信息，并从数据库服务器中调取与当前目标车辆信息和环境信息相对应的计算因子，并计算当前目标车辆的排放量以及排放强度；
数据库服务器，与远程监控服务器通信连接，存储有环境信息和目标车辆信息与计算因子的对照表。
具体地，所述采集单元包括RFID读写器、设置于目标车辆的电子标签、温度传感器、湿度传感器、风向传感器、风速传感器、车速传感器、能见度传感器以及采集处理电路；
所述RFID读写器的输出端与采集处理电路的输入端连接，所述温度传感器、湿度传感器、风向传感器、风速传感器、车速传感器和能见度传感器的输出端与采集处理电路的输入端连接，所述采集处理电路与中继处理单元通信连接，其中，通过电子标签，可以获取车辆的车牌号、车辆类型、车辆排量、车用燃料类型、初次登记日期、车辆排放标准、车辆行驶时间以及车辆行驶里程，从而能够对计算因子进行准确的查询确认，车辆类型(货车、客车、小型轿车等)、车辆燃油类型用来确定目标车辆的目标车辆使用条件(即其他使用条件)修正因子θi，初次登记日期用来确定目标车辆的劣化因子，车辆速度用于对该类车辆速度修正因子进行确定；有风速传感器、温度传感器、湿度传感器以及风向传感器、能见度传感器等来检测检测区域所处的环境，由温度、湿度以及海拔信息计算环境计算因子，然而，温度、湿度会收到风速、风向以及能见度的影响，因此，通过风速、风向以及能见度对温度因子以及湿度因子进行修正，比如：当前温度为A，风速为B，风向东北，能见度为C；那么，在对照表中，具有风速范围、风向以及能见度范围中查找是否包含当前的风速B、风向东北以及能见度C，然后在包含当前的风速B、风向东北以及能见度C下的温度A所对应的温度因子，当然湿度计算因子的确定方法与温度相同，而海拔高度则通过当前检测区域所处的海拔位置确定。
对于车辆的行驶里程，则由RFID读写器的位置来判断，比如：在检测去区域中，从A处到D处共有两条道路，一条为A-D，另一条为A-B-C-D，且A-D的距离小于另一条为A-B-C-D，而两条路径中设置有A、B、C和D共4各RFID采集器，A处的RFID读写器首次读取到目标车辆的电子标签的信息，而D处的RFID读写器最后一次读取到目标车辆的电子标签的信息，而在这个过程中，B处和C处均没有读取到目标车辆的信息，那么可以判断目标车辆直接从A处到D处，那么其行驶的里程就为A处到D处的距离，如果目标车辆一次从ABCD出现，那么其形式里程为A-B-C-D的距离。
本实施例中，所述中继处理单元包括中继处理电路和中继传输电路；
所述中继处理电路与采集处理电路通信连接，所述中继处理电路通过中继传输电路与远程监控服务器通信连接。其中，采集处理电路和中继处理电路均为现有的微处理器或者单片机，采集处理电路用于对各采集设备输出的信息进行汇总打包，然后传输至中继处理电路，中继处理电路将接收到的信息进行相应的协议转换处理，通过中继传输电路传输至远程监控服务器中，中继传输电路采用现有的有线或者无线的方式，比如采用光纤，中继传输电路就采用现有的光纤接口电路，那么中继处理电路将信息转换为中继传输电路能够识别信息，然后由光纤结构电路将信息转换光信息然后通过光纤传输至远程监控服务器；如果采用无线方式，比如采用现有的4G或者5G通信电路，那么中继处理电路就将信息根据4G或者5G通信协议进行转换，通过4G或者5G通信电路进行上传。
本实施例中，所述远程监控服务器通过如下方法计算汽车的排放量：
Ei＝E1i+E2i；
其中，Ei为车辆的总的排放量，E1i为车辆尾气排放量，E2i为车辆的蒸发排放量；
Figure BDA0002193267970000091
i为第i个检测区域，j为第j类车辆，j＝1,2,…,n，n为车辆的总类型，EFij为在检测区域i第j类车辆的排放系数，Vij为在检测区域i第j类车辆的平均行驶里程，Pij为在检测区域i第j类型车辆的数量；
Figure BDA0002193267970000092
Pj为检测区域i的机动车保有量，Vik为检测区域i的机动车平均行驶里程，Vj为检测区域i中机动车平均行驶速度，EF1i为在检测区域i机动车行驶过程中蒸发排放系数，EF2i为机动车的综合排放系数；
Figure BDA0002193267970000101
BEFij为第j类车辆的综合排放系数，
Figure BDA0002193267970000102
为环境修正因子，γj为平均速度修正因子，μj为车辆的劣化修正因子，θj为第j类车辆的其他使用条件修正因子；
Figure BDA0002193267970000103
Figure BDA0002193267970000104
为目标车辆所处环境的温度修正因子，
Figure BDA0002193267970000105
为目标车辆所处环境的湿度修正因子，
Figure BDA0002193267970000106
为目标车辆所处环境的海拔修正因子。
本实施例中，所述远程监控服务器通过如下方法计算汽车的排放强度：
Qijw＝qijw×li×Ei；
Figure BDA0002193267970000107
其中，Qijw为区域i第j类车辆的第w种污染物的排放强度，li为检测区域i内道路的总里程，Qjw为检测区域i内第j类车辆的总污染物的排放强度。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种汽车排放量检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1.获取道路路网拓扑结构信息，在路网拓扑结构中确定出检测区域；
S2.采集车辆信息，并构建车辆排放计算因子库；
S3.构建车辆排放计算模型，将所采集的车辆信息以及计算因子代入到计算模型中计算车辆的排放量；
S4.构建排放强度计算模型，将所计算的车辆排放量代入到排放强度计算模型中确定车辆排放强度；
步骤S3中，根据如下方法确定车辆的排放量：Ei＝E1i+E2i；
其中，Ei为车辆的总的排放量，E1i为车辆尾气排放量，E2i为车辆的蒸发排放量；
Figure FDA0002768347370000011
i为第i个检测区域，j为第j类车辆，j＝1,2,···,n，n为车辆的总类型，EFij为第j类车辆在检测区域i的排放系数，Vij为第j类车辆在检测区域i的平均行驶里程，Pij为第j类型车辆在检测区域i的数量；
Figure FDA0002768347370000012
Pj为检测区域i的机动车保有量，Vik为检测区域i的机动车平均行驶里程，Vj为检测区域i中机动车平均行驶速度，EF1i为在检测区域i机动车行驶过程中蒸发排放系数，EF2i为在检测区域i机动车的综合排放系数。
2.根据权利要求1所述汽车排放量检测方法，其特征在于：根据如下方法计算排放系数EFij：
Figure FDA0002768347370000013
BEFij为第j类车辆的综合排放系数，
Figure FDA0002768347370000021
为环境修正因子，γj为平均速度修正因子，μj为车辆的劣化修正因子，θj为第j类车辆的其他使用条件修正因子。
3.根据权利要求2所述汽车排放量检测方法，其特征在于：根据如下方法确定环境修正因子
Figure FDA0002768347370000022
Figure FDA0002768347370000023
Figure FDA0002768347370000024
为目标车辆所处环境的温度修正因子，
Figure FDA0002768347370000025
为目标车辆所处环境的湿度修正因子，
Figure FDA0002768347370000026
为目标车辆所处环境的海拔修正因子。
4.根据权利要求1所述汽车排放量检测方法，其特征在于：根据如下方法确定车辆的排放强度：
Qijw＝qijw×li×Ei；
Figure FDA0002768347370000027
其中，Qijw为区域i第j类车辆的第w种污染物的排放强度，li为检测区域i内道路的总里程，Qjw为检测区域i内第j类车辆的总污染物的排放强度。
5.一种汽车排放量检测系统，其特征在于：包括设置于路网中目标检测区域的采集单元、中继处理单元、远程监控服务器以及数据库服务器；
所述采集单元，用于采集目标车辆的环境信息以及目标车辆信息并输出至中继处理单元中；
所述中继处理单元，用于接收采集单元输出的环境信息和目标车辆信息并将接收到的信息打包发送至远程监控服务器；
所述远程监控服务器，与中继处理单元通信连接，用于接收目标车辆信息以及环境信息，并从数据库服务器中调取与当前目标车辆信息和环境信息相对应的计算因子，并计算当前目标车辆的排放量以及排放强度；
数据库服务器，与远程监控服务器通信连接，存储有环境信息和目标车辆信息与计算因子的对照表；
所述远程监控服务器通过如下方法计算汽车的排放量：
Ei＝E1i+E2i；
其中，Ei为车辆的总的排放量，E1i为车辆尾气排放量，E2i为车辆的蒸发排放量；
Figure FDA0002768347370000031
i为第i个检测区域，j为第j类车辆，j＝1,2,···,n，n为车辆的总类型，EFij为第j类车辆在检测区域i的排放系数，Vij为第j类车辆在检测区域i的平均行驶里程，Pij为第j类型车辆在检测区域i的数量；
Figure FDA0002768347370000032
Pj为检测区域i的机动车保有量，Vik为检测区域i的机动车平均行驶里程，Vj为检测区域i中机动车平均行驶速度，EF1i为在检测区域i机动车行驶过程中蒸发排放系数，EF2i为在检测区域i机动车的综合排放系数；
Figure FDA0002768347370000033
BEFij为第j类车辆的综合排放系数，
Figure FDA0002768347370000034
为环境修正因子，γj为平均速度修正因子，μj为车辆的劣化修正因子，θj为第j类车辆的其他使用条件修正因子；
Figure FDA0002768347370000035
Figure FDA0002768347370000036
为目标车辆所处环境的温度修正因子，
Figure FDA0002768347370000037
为目标车辆所处环境的湿度修正因子，
Figure FDA0002768347370000038
为目标车辆所处环境的海拔修正因子。
6.根据权利要求5所述汽车排放量检测系统，其特征在于：所述采集单元包括RFID读写器、设置于目标车辆的电子标签、温度传感器、湿度传感器、风向传感器、风速传感器、车速传感器、能见度传感器以及采集处理电路；
所述RFID读写器的输出端与采集处理电路的输入端连接，所述温度传感器、湿度传感器、风向传感器、风速传感器、车速传感器和能见度传感器的输出端与采集处理电路的输入端连接，所述采集处理电路与中继处理单元通信连接。
7.根据权利要求6所述汽车排放量检测系统，其特征在于：所述中继处理单元包括中继处理电路和中继传输电路；
所述中继处理电路与采集处理电路通信连接，所述中继处理电路通过中继传输电路与远程监控服务器通信连接。
8.根据权利要求5所述汽车排放量检测系统，其特征在于：所述远程监控服务器通过如下方法计算汽车的排放强度：
Qijw＝qijw×li×Ei；
Figure FDA0002768347370000041
其中，Qijw为区域i第j类车辆的第w种污染物的排放强度，li为检测区域i内道路的总里程，Qjw为检测区域i内第j类车辆的总污染物的排放强度。
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