導語
在大連這座北方工業(yè)重鎮(zhèn),柴油貨車保有量超12萬輛,其排放的顆粒物與氮氧化物占機動車總排放量的35%以上。傳統(tǒng)人工路檢日均僅能篩查200余臺車輛,而黑煙車抓拍檢測系統(tǒng)通過“AI算法+物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)融合,實現(xiàn)單日最高2000臺車輛的高效監(jiān)管,超標車輛識別準確率突破95%。這一創(chuàng)新實踐不僅為北方城市空氣質(zhì)量改善提供關(guān)鍵技術(shù)支撐,更開創(chuàng)了移動源污染治理的“大連模式”。
一、技術(shù)架構(gòu):多設(shè)備協(xié)同構(gòu)建全維度取證體系
大連黑煙車抓拍檢測系統(tǒng)采用“卡口抓拍單元+黑煙車專用抓拍機+環(huán)境感知模塊”三合一架構(gòu),實現(xiàn)車輛動態(tài)信息全捕獲:
前端感知層
卡口單元配備35mm高清定焦鏡頭,支持0.001Lux低照度成像,可覆蓋3車道范圍。其內(nèi)置的CMOS傳感器通過全局曝光技術(shù),確保車輛時速120km/h時仍能清晰捕捉車牌信息。黑煙車專用抓拍機采用1200萬像素傳感器,結(jié)合深度學習算法,可識別間歇性冒煙、濃煙團等12種噴煙形態(tài),對黑煙區(qū)域的灰度平均值計算誤差小于0.25林格曼黑度級。智能分析層
分析終端搭載32TOPS處理性能的深度學習芯片,實時對比林格曼煙度條(0-5級)。當檢測值超過設(shè)定閾值時,系統(tǒng)自動觸發(fā)補光燈進行頻閃抓拍,并生成包含車牌號、車型、車速、煙塵濃度等信息的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。在2025年5月的專項測試中,系統(tǒng)對國三柴油貨車的識別準確率達98.7%,較人工目視判定效率提升40倍。環(huán)境自適應(yīng)層
內(nèi)置氣象監(jiān)測模塊可實時獲取溫濕度、風速、降雨量等參數(shù),自動調(diào)整黑煙識別閾值。例如,在2025年春季沙塵天氣期間,系統(tǒng)通過動態(tài)修正算法將誤判率控制在0.3%以下。車頭補光燈采用16顆LED燈珠,支持20°-60°可調(diào)發(fā)光角度,有效照射距離達80米;車尾補光燈配備48顆燈珠,頻閃峰值功率可調(diào)至200W,確保夜間抓拍圖像清晰度達1080P。
二、檢測方法:標準化流程確保數(shù)據(jù)權(quán)威性
系統(tǒng)檢測方法嚴格遵循中國計量協(xié)會團體標準,通過“黑度板比對+重復(fù)性驗證”雙環(huán)節(jié)確保精度:
黑度級數(shù)示值誤差檢測
將標準黑度板(規(guī)格900mm×600mm)放置于道路中間,距抓拍設(shè)備25米處。系統(tǒng)抓拍黑度板后,判斷級數(shù)并與標準值對比,誤差需≤0.25林格曼黑度級。例如,1.25級黑度板(黑色條格占總面積25%)的檢測值應(yīng)在1.00-1.50級范圍內(nèi)。黑度級數(shù)重復(fù)性驗證
對同一黑度板連續(xù)抓拍6次,采用貝塞爾公式計算重復(fù)性。在2025年6月的實測中,系統(tǒng)對1.25級黑度板的重復(fù)性標準差僅為0.08林格曼黑度級,遠低于行業(yè)要求的0.15級標準。跨車道識別能力測試
采用超分辨率重建技術(shù),系統(tǒng)可對斜向行駛車輛進行軌跡追蹤。在2025年6月的測試中,對跨3車道行駛的黑煙車抓拍成功率達92.6%,較傳統(tǒng)單相機方案提升37個百分點。
三、監(jiān)管閉環(huán):從“末端執(zhí)法”到“全周期治理”
系統(tǒng)深度整合至大連市移動源污染防治智慧平臺,形成“檢測-執(zhí)法-修復(fù)”閉環(huán)管理:
數(shù)據(jù)中樞建設(shè)
平臺集成超1500萬條動態(tài)排放數(shù)據(jù),覆蓋全市18家柴油貨車銷售企業(yè)、1400余家重點用車單位及所有排放檢驗機構(gòu)。通過AI算法建立車輛排放畫像庫,對高風險車輛實施“紅黃藍”三級預(yù)警。2025年一季度,系統(tǒng)精準鎖定32家尿素添加異常企業(yè),查處污染控制裝置篡改案件47起。靶向執(zhí)法機制
生態(tài)環(huán)境部門與公安交管部門建立數(shù)據(jù)共享通道,形成“環(huán)保取證、公安處罰、部門配合”的聯(lián)合執(zhí)法模式。系統(tǒng)自動生成包含時間、地點、車牌號、林格曼黑度值的完整證據(jù)鏈,2025年5月查處的276臺超標車輛中,98%的證據(jù)被法院采信。源頭管控創(chuàng)新
推行“備案登記+環(huán)保標牌”制度,累計核發(fā)機械環(huán)保標識1.8萬張。建立“紅黑榜”動態(tài)考核機制,對連續(xù)3次抽檢合格的32家企業(yè)實施“無事不擾”,對14家失信主體納入聯(lián)合懲戒名單。同時推出階梯式補貼政策,提前淘汰國三及以下柴油貨車最高可獲4.5萬元補助,帶動新能源車更新量達780余臺。
四、常見問題解答
Q1:系統(tǒng)是否會誤判正常車輛?
系統(tǒng)采用“三重校驗”機制:首次抓拍后72小時內(nèi)對同一車輛進行二次復(fù)核;林格曼黑度值超過3級時,自動觸發(fā)人工審核流程;建立2000輛“白名單”車輛數(shù)據(jù)庫,排除灑水車、消防車等特殊車輛干擾。2025年數(shù)據(jù)顯示,系統(tǒng)誤判率僅0.17%。
Q2:如何保障數(shù)據(jù)安全?
平臺通過等保三級認證,采用區(qū)塊鏈技術(shù)對抓拍數(shù)據(jù)進行加密存儲,所有數(shù)據(jù)調(diào)取需經(jīng)三級審批。與公安交管部門建立數(shù)據(jù)共享專線,確保信息傳輸安全。
Q3:其他城市能否復(fù)制大連模式?
系統(tǒng)具備模塊化擴展能力,可根據(jù)城市規(guī)模靈活配置抓拍設(shè)備數(shù)量。目前已形成《移動源智慧監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范》地方標準,為全國推廣提供技術(shù)支撐。在沈陽、長春等城市的試點中,系統(tǒng)均實現(xiàn)90%以上的超標車輛識別準確率。
五、成效驗證:科技賦能驅(qū)動空氣質(zhì)量持續(xù)改善
系統(tǒng)運行兩年來,大連市移動源污染治理取得顯著成效:
- 排放削減:柴油貨車NOx排放量下降28%,PM2.5年均濃度降至23微克/立方米,較2023年改善19%。
- 執(zhí)法效能:單日最大處理違法案件量從12起提升至200起,執(zhí)法成本降低65%。
- 產(chǎn)業(yè)升級:推動本地環(huán)??萍计髽I(yè)發(fā)展,相關(guān)專利數(shù)量增長3倍,形成年產(chǎn)值超5億元的智慧環(huán)保產(chǎn)業(yè)集群。
大連黑煙車抓拍檢測系統(tǒng)的實踐證明,科技賦能是實現(xiàn)環(huán)境治理現(xiàn)代化的必由之路。通過“數(shù)據(jù)+算法+場景”的深度融合,不僅破解了移動源污染監(jiān)管難題,更探索出一條“精準治污、科學治污、依法治污”的新路徑。隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的進一步應(yīng)用,智慧環(huán)保必將為美麗中國建設(shè)注入更強動能。