內(nèi)蒙古作為我國北方生態(tài)安全屏障的核心區(qū)域,正以黑煙車智能抓拍系統(tǒng)為突破口,推動機動車尾氣污染防治向“精準(zhǔn)化、智能化、生態(tài)化”轉(zhuǎn)型。該系統(tǒng)通過多光譜成像、深度學(xué)習(xí)算法與全場景覆蓋網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)對柴油貨車尾氣超標(biāo)排放的“發(fā)現(xiàn)即鎖定、鎖定即溯源、溯源即處置”全鏈條管控,為區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量改善提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。
一、多光譜融合成像:穿透復(fù)雜環(huán)境的“透視技術(shù)”
內(nèi)蒙古冬季低溫、沙塵多發(fā)的氣候特征對監(jiān)測設(shè)備提出嚴(yán)苛要求。黑煙車智能抓拍系統(tǒng)采用可見光與近紅外雙通道傳感器,可在0.001Lux微光環(huán)境下清晰捕捉車輛尾氣擴散形態(tài)。系統(tǒng)內(nèi)置環(huán)境自適應(yīng)算法,實時監(jiān)測溫度、濕度、PM2.5濃度等參數(shù),動態(tài)調(diào)整成像對比度與曝光時間。例如在沙塵濃度超300μg/m3時,系統(tǒng)自動切換抗干擾模式,利用偏振光技術(shù)消除顆粒物反射干擾,確保尾氣黑度識別準(zhǔn)確率穩(wěn)定在92%以上。該技術(shù)突破傳統(tǒng)設(shè)備在復(fù)雜環(huán)境下的性能瓶頸,為北方地區(qū)提供可靠監(jiān)測方案。
系統(tǒng)硬件配置包含車頭與車尾雙補光裝置,支持環(huán)境亮度檢測與低照度自動開啟。車尾補光燈采用48顆高亮度LED燈珠,可視距離達(dá)200米,配合頻閃+爆閃功能,可清晰捕捉夜間行駛車輛的尾氣排放細(xì)節(jié)。氣象監(jiān)測模塊集成溫度、濕度、風(fēng)速、氣壓等傳感器,數(shù)據(jù)實時反饋至算法平臺,實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)對黑煙識別的動態(tài)修正。
二、深度學(xué)習(xí)算法:從“形態(tài)捕捉”到“成分分析”的跨越
系統(tǒng)搭載的智能識別引擎基于百萬級車輛樣本訓(xùn)練,實現(xiàn)三大核心功能:
動態(tài)軌跡追蹤:通過YOLOv8目標(biāo)檢測算法結(jié)合卡爾曼濾波,對行駛車輛進行連續(xù)10幀跟蹤,精準(zhǔn)定位尾氣排放區(qū)域。在呼和浩特市某主干道測試中,系統(tǒng)對時速80公里車輛的跟蹤成功率達(dá)99.2%。
黑度分級判定:采用改進型林格曼黑度法,將尾氣黑度細(xì)分為0-5級標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合不透光煙度計數(shù)值(0-100%精度),可區(qū)分輕度冒煙(黑度≥1級)與重度超標(biāo)(黑度≥3級)車輛。鄂爾多斯市試點顯示,系統(tǒng)對黑度3級以上車輛的識別準(zhǔn)確率達(dá)98.7%。
車型智能匹配:利用ResNet50網(wǎng)絡(luò)提取車輛輪廓特征,自動識別貨車、客車、工程車等12類車型,并關(guān)聯(lián)車輛年檢信息。包頭市某物流通道部署后,系統(tǒng)成功鎖定87%的超標(biāo)老舊柴油貨車。
三、全場景覆蓋網(wǎng)絡(luò):構(gòu)建“點線面”立體防控體系
內(nèi)蒙古根據(jù)區(qū)域污染特征差異化部署監(jiān)測點位:
城市交通樞紐:在呼和浩特、包頭等城市主干道設(shè)置固定抓拍點,覆蓋80%以上柴油貨車通行量。呼和浩特市鄂爾多斯西街點位數(shù)據(jù)顯示,系統(tǒng)上線后黑煙車通行頻次下降71%,日均攔截超標(biāo)車輛12輛次。
工業(yè)物流通道:在鄂爾多斯、烏海等煤炭運輸樞紐的國道、省道安裝移動式設(shè)備,采用太陽能供電與5G無線傳輸技術(shù),實現(xiàn)24小時不間斷監(jiān)測。鄂爾多斯市109國道點位試點期間,共抓拍超標(biāo)車輛2300余輛次。
邊境口岸區(qū)域:在滿洲里、二連浩特等口岸出入口部署設(shè)備,對跨境運輸車輛實施尾氣“入關(guān)檢測”。2024年滿洲里口岸數(shù)據(jù)顯示,系統(tǒng)攔截超標(biāo)入境車輛占比達(dá)15%,有效阻斷跨境污染傳輸。
四、數(shù)據(jù)聯(lián)動執(zhí)法:打通“監(jiān)測-處置-復(fù)核”閉環(huán)
系統(tǒng)構(gòu)建三級數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)機制:
前端實時預(yù)警:設(shè)備檢測到黑煙車后,3秒內(nèi)完成車牌識別、圖像抓拍與黑度分級,數(shù)據(jù)通過加密通道傳輸至云端平臺。呼和浩特市試點顯示,系統(tǒng)日均生成有效證據(jù)鏈200余條。
中臺智能派單:平臺自動關(guān)聯(lián)車輛年檢、環(huán)保檢測等信息,生成包含時間、地點、黑度等級的電子證據(jù)包,推送至屬地環(huán)保、交管部門執(zhí)法終端。包頭市某區(qū)執(zhí)法中隊反饋,系統(tǒng)派單響應(yīng)時間從傳統(tǒng)模式的2小時縮短至15分鐘。
后端處置復(fù)核:執(zhí)法人員通過手持終端查看證據(jù)鏈,對超標(biāo)車輛實施現(xiàn)場處罰或限期整改。車主可通過系統(tǒng)上傳維修憑證完成閉環(huán)管理。烏海市試點顯示,該模式使案件處理效率提升3倍,重復(fù)超標(biāo)率下降至5%以下。
五、車主服務(wù)生態(tài):從“被動處罰”到“主動減排”的轉(zhuǎn)變
系統(tǒng)創(chuàng)新“監(jiān)測+服務(wù)”雙輪驅(qū)動模式:
預(yù)警提醒服務(wù):通過短信平臺向車主推送車輛尾氣排放異常預(yù)警,提供附近正規(guī)維修廠信息與維修補貼政策。呼和浩特市試點期間,共發(fā)送預(yù)警信息1.2萬條,引導(dǎo)車主主動維修車輛占比達(dá)68%。
在線復(fù)檢通道:車主可在系統(tǒng)預(yù)約指定檢測站進行免費復(fù)檢,檢測數(shù)據(jù)實時上傳平臺,合格車輛自動解除黑名單狀態(tài)。鄂爾多斯市某檢測站數(shù)據(jù)顯示,復(fù)檢車輛尾氣達(dá)標(biāo)率從42%提升至89%。
信用積分管理:建立車主環(huán)保信用檔案,對主動維修車輛給予積分獎勵,積分可兌換保險優(yōu)惠、年檢綠色通道等權(quán)益。包頭市試點顯示,該模式使車主主動維修率從28%提升至79%,形成“治理-激勵-再治理”的良性循環(huán)。
六、技術(shù)迭代方向:AI與物聯(lián)網(wǎng)的深度融合
未來系統(tǒng)將向“智能預(yù)測+精準(zhǔn)治理”升級:
OBD數(shù)據(jù)直采:通過車載診斷接口實時讀取發(fā)動機工況數(shù)據(jù),結(jié)合尾氣排放參數(shù)構(gòu)建車輛健康模型,提前預(yù)警潛在超標(biāo)風(fēng)險。呼和浩特市某物流企業(yè)試點顯示,該技術(shù)使車輛故障維修響應(yīng)時間縮短60%。
區(qū)塊鏈存證技術(shù):利用區(qū)塊鏈不可篡改特性,確保抓拍數(shù)據(jù)從采集到執(zhí)法全流程可追溯,為跨區(qū)域聯(lián)合執(zhí)法提供可信證據(jù)。內(nèi)蒙古與寧夏、甘肅等省份已啟動數(shù)據(jù)共享試點。
碳減排核算應(yīng)用:將黑煙車治理納入碳交易體系,根據(jù)車輛減排量生成碳積分,探索“生態(tài)補償+市場激勵”雙軌機制。鄂爾多斯市某煤礦企業(yè)通過治理超標(biāo)車輛,年獲得碳積分收益超50萬元。
內(nèi)蒙古黑煙車智能抓拍系統(tǒng)通過“技術(shù)精準(zhǔn)化、管理智能化、服務(wù)生態(tài)化”三位一體建設(shè),為北方地區(qū)大氣污染防治提供創(chuàng)新解決方案。隨著5G、AIoT等技術(shù)的普及,這一模式將持續(xù)優(yōu)化,助力實現(xiàn)“十四五”空氣質(zhì)量改善目標(biāo),筑牢祖國北疆生態(tài)安全屏障。