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摘要:本文通过对机动车尾气的监测研究,提出了一套基于短距离无线通信ZigBee技术的车载尾气实时监测设计方案。该方案能实时监控机动车尾气排放浓度,能及时反映汽车发动机的技术状况,发现汽车发动机的故障,有效避免了因汽车发动机等故障引起的严重的汽车尾气污染,通过GPRS将数据上传至控制中心,也可为尾气检测治理提供重要依据。
关键词:ZigBee;CC2530;无线传感器;车载尾气监测
中图分类号:TP274.5 文献标识码:A
1 引言
随着汽车保有量的急速增长,汽车尾气污染问题已经成为城市空气污染最重要的来源,实现对汽车排放污染进行有效控制已成为我国环境保护一项刻不容缓的任务,尾气检测分析不仅是检查排放污染物治理效果的唯一途径,而且还是对发动机工作状况及性能判定的重要手段[1]。尾气分析是在发动机不同工况下,通过检测废气中不同成分气体的含量来判断发动机各系统故障的方法[2]。目前市场上有不少机动车尾气分析仪出现,但主要用于一些监测和维修机构,车载尾气监测系统目前市场还没有较成形的产品,车载尾气监测系统可以实时连续的监测尾气的各项参数,通过这些参数可以反映发动机的燃烧状况和对空气污染的情况,这样可及时发现汽车的故障,及早维修从而达到保证汽车安全和防止更多的尾气污染[3]。
ZigBee是一种低速、低功耗、短距离传输的无线网络通讯协议,底层采用IEEE802.15.4标准规范的媒体存取层和实体层,ZigBee网络层支持星型、树型和网状拓扑。它比其他无线技术性价比更高、功耗更少,适合用于车载尾气监测系统。
本文主要介绍车载尾气实时监测系统的设计应用,利用无线尾气传感器组建ZigBee网络,实现汽车尾气浓度的自动采集和传输,利用嵌入式网关对数据进行实时监测处理,发现浓度超标等异常能及时报警。
2 系统总体设计
车载尾气实时监测系统的设计主要分为系统总体设计、硬件电路设计和软件设计三部分。汽车尾气中含有CO、CO2、HC化合物、NOx、SO2、微粒物质等污染物。本系统需检测CO、CO2、HC化合物、O2和NOx五种尾气浓度。CO、CO2、HC化合物用红外传感器检测,O2用氧传感器检测,NOx用氮氧传感器检测。这三种尾气传感器内置于尾气排放管中。本文设计中选用基于ZigBee无线通讯协议的CC2530芯片作为控制器和射频收发器,它有不同的运行模式,能适应超低功耗要求的系统,运行模式之间的转换时间短,进一步确保了低能源消耗,能到达省电和延长电池寿命的目的。
为降低总体功耗,系统采用了ZigeBee星型网络拓扑结构,如图1所示。采用具有良好首发性能的CC2530芯片作为协调器负责接收三个网络底层传感器节点的信息,通过串口与网关连接传输数据。网关选用处理速度快且稳定的ARM11内核,稳定的WinCE6.0实时操作系统。
车载尾气监测系统主要包括无线传感器发射模块、协调器接受模块和网关处理模块。无线传感器发射模块安装于尾气排放管中,主要包括传感器、射频发送器和电源组成,主要用于采集尾气浓度;协调器接受模块和网关处理模块安装于汽车主机中,用CC2530芯片(包含射频接收器)接受底层传感器节点的信息,并将信息通过串口送至网关;网关处理模块负责对数据进行相关处理,当数据异常时能及时报警提醒驾驶员。
3 具体硬件电路和软件设计
车载尾气监测系统主要包括无线传感器发射模块、协调器接受模块和网关处理模块。
(1)车载尾气监测系统所选硬件
CC2530是用于2.4GHzIEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE应用的一个真正的片上系统(SoC)解决方案。它能够以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点。CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能,业界标准的增强型8051 CPU,系统内可编程闪存,8kBRAM和许多其他强大的功能[4]。
红外气体传感器选用固态多元探测器Gasboard-2000;NO传感器选用的是德国IP公司生产的电化学传感器;氧气传感器选用OOA101。
网关选用处理速度快且稳定的ARM11内核(S3C6410),采用稳定的WinCE6.0实时操作系统,拥有1GHz主频,外接7寸触摸屏,作为整个网关的显示主体,方便用户的各种演示。
(2)无线传感器发射模块
尾气传感器将采集到的尾气浓度信息发送给CC2530,由CC2530转换成数据帧经过射频发送器无线发送给协调器接受模块。为降低尾气传感器发射模块的功耗,系统平时处于休眠状态,操作以中断服务程序形式实现,CC2530中MCU采用定时唤醒工作方式,定时信号由尾气传感器提供。无线传感器发射模块结构如图2所示。
(3)协调器接受和网关处理模块
协调器接受模块仍然采用CC2530芯片,负责接收3个网络底层传感器节点的信息,通过串口与网关连接传输数据。网关处理模块核心为ARM11内核(S3C6410),选用WinCE6.0实时操作系统。可用C++设计监控主程序,对尾气浓度数据进行实时监控,并可通过外接触摸屏进行输入与显示,若遇数据异常,则启动报警功能。协调器接受和网关处理模块结构如图4所示。
协调器接受和网关处理模块的程序流程图如图4所示。
无线传感器发射模块以数据帧的形式发送数据,当发射模块中的MCU(8051)决定要将采集到的尾气传感器数据发送时,通过数据帧的前导位唤醒协调器接受模块,接着开始发送数据帧,数据帧格式如表1所示。
4 结束语
ZigBee通信技术因其低成本、低功耗,被成功应用于汽车电子产品中,本文将汽车尾气浓度检测参数通过ZigBee无线传输至协调器和网关处理模块,实时显示数据,遇异常情况启动报警。实验证明监测系统能够比较准确的测试出车辆的真实排放性能。不同温度和气压下检测的尾气浓度有较小的差异。同时还可以在此基础上进一步改进,通过GPRS或无线网络将汽车采集的尾气浓度数据上传至总控制中心(可由政府部门搭建),为尾气检测治理提供重要真实的依据。
参考文献:
[1] 王子华,陈原生,王青.汽车尾气治理与发动机性能的关系[J].机械管理开发,2004(5):31-33.
[2] 赵英勋,刘明.汽车检测与诊断技术[M].北京:机械工业出版社,2003:23-28.
[3] 荀启峰.嵌入式车载尾气监测系统的研究[D].江苏大学硕士学位论文,2008(6).
[4] CC2530数据手册[EB/OL].http://zigbee-sh.cn/zigbee_info.asp.2011.
作者简介:
摘 要:本文针对目前汽车尾气检测是在专业的监测和维修机构进行,车载尾气监测系统市场上还很少出现,提出了一套可在汽车运行时能自动进行尾气监测系统的设计方案。车载尾气监测系统硬件平台采用S3C2410X嵌入式微处理器和尾气传感器为主。本文更详细地介绍了车载尾气监测系统的软件系统的设计与实现,并进行了整体的系统测试。
关 键 词:ARM9;车载尾气监测;S3C2410X;尾气传感器
1.引言
据统计,目前中国机动车数量已超过2亿,且每年以超过10%的速度增长。随之而来的是汽车尾气排放严重污染大气,成了引发雾霾天气的元凶之一。它对世界环境的负面效应也越来越大,尤其是危害城市环境,引发呼吸系统疾病,造成地表空气臭氧含量过高,加重城市热岛效应,使城市环境转向恶化[1]。
汽车尾气中含有CO、CO2、NOx、HC化合物、SO2等污染物。本系统需重点检测CO、CO2、HC化合物、O2和NOx五种尾气浓度。CO、CO2、HC化合物用红外传感器检测,O2用氧传感器检测,NOx用氮氧传感器检测。通过检测各尾气浓度可以反映发动机的技术状况,特别是燃油供给系统和点火系统的技术状况[2]。车载尾气监测系统可在汽车运行过程中自动监测尾气浓度,有利于及时了解尾气排放的参数,及时发现汽车发动机故障,有利于优化汽车的性能,提高汽车汽油的燃烧率,保障汽车经济运行。
2.硬件系统的设计
硬件总体设计包括尾气采集模块、中央控制模块两个部分,总体设计结构如图1所示。
尾气采集模块通过尾气传感器检测尾气浓度,信号经过放大、滤波后,A/D转换成数字信号后交由处理器进行处理。
中央控制模块选取体积小、价格低、功耗小、安全可靠的ARM9 S3C2410X处理器。通过外接触摸屏完成输入与输出。
3.软件系统的设计
如果需要尾气检测,首先可通过get_handpad()来获取在触摸板上的点的位置。如果该点在尾气浓度检测按键区域内,就转入尾气采集模块去处理,否则继续等待。
软件设计主要包括两个模块:尾气采集模块、中央处理模块。
(1)尾气采集模块
尾气采集模块流程如图2所示,尾气采集模块主要对采集的模拟数据进行模数转换,首先初始化变量、设置每个A/D通道的采集次数,然后开始数据的采集,程序设计为每个通道采集10次,取平均值,在读A/D时,要有一定的延迟,以保证数据转换完成。
(2)中央处理模块
中央处理模块对尾气采集模块采集过来的数据进行处理,如果尾气浓度不超标,则通过LCD屏幕上显示,若超标则可发出警报。中央处理模块流程如图3所示。
4.实验测试结果与分析 [ ]
因为实验室条件的限制,选取了一辆起亚千里马的轿车在怠速工况下进行检测,选取了几个不同的环境进行检测。室内温度可以通过空调调节。
环境一:测试时的环境温度为6℃,天气晴朗,风速小于2级。
环境二:测试时的环境温度为16℃,天气晴朗,风速小于2级。
环境三:测试时的环境温度为26℃,天气晴朗,风速小于2级。
环境一以HC指标为例,取10次的平均值为359.5,10次中的最大值和最小值与其相比最大误差仅为0.021,CO的最大误差为0.038,CO2的最大误差为0.005,NOx的最大误差为0.025,O2的最大误差为0.019。
环境二以HC最大误差仅为0.020,CO的最大误差为0.073,CO2的最大误差为0.003,NOx的最大误差为0.033,O2的最大误差为0.011。
环境三以HC最大误差仅为0.024,CO的最大误差为0.109,CO2的最大误差为0.005,NOx的最大误差为0.020,O2的最大误差为0.019。
从数据分析可知,该车的重复性较好,检测系统能够比较准确的测试出车辆的真实排放性能。不同温度下检测的尾气浓度有较小的差异。当然因为实验条件限制没有改变环境的气压来进行测试,在不同气压下检测到的尾气浓度也会有差异[4]。
5.结束语
基于ARM9的汽车尾气监测系统能实时的监测尾气浓度,实时显示数据,遇异常情况启动报警,及时发现汽车隐患或故障;同时还可以在此基础上进一步改进,通过GPRS或无线网络将汽车采集的尾气浓度数据上传至总控制中心(可由政府部门搭建),为尾气检测治理提供重要真实的依据。
参考文献
[1] 沈竹士,刘栋.“老爷车”尾气污染成新难题[N].文汇报,2013.1.
[2] 赵英勋,刘明.汽车检测与诊断技术[M].北京:机械工业出版社,2003:23-28.
[3] 孙天泽.嵌入式设计及Linux驱动开发指南—基于ARM9处理器(第2版)[M].北京:电子工业出版社,2007:92-101.
[关键词] 城市物流;运输;绿色化;途径;方法
[基金项目] 湖南省哲学社会科学基金项目的阶段性成果之一,项目编号:2010YBB206
[作者简介] 秦文展,湖南涉外经济学院管理学院物流教研室副教授,博士,研究方向:物流管理、供应链管理,湖南 长沙,410001
[中图分类号] F511.41 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723(2012)06-0015-0003
一、城市物流运输对环境造成的影响及其危害
随着交通运输业发展,在它给人们带来诸多好处的同时,也给人们带来了巨大的烦恼,甚至影响到人们的生存环境。在我国因运输造成的环境污染所占比列很大,并且危害严重。在工业大城市中,这种现象尤为严重,在现代化的工业大城市中,尤其是在车流高峰期,一氧化碳含量较高,可达50~100ppm。在交通繁忙的运输枢纽地带,CO水平可达100 ppm,通常高达8~14 ppm,高于允许标准7~13倍。大气中将近80%的CO是由汽车排放的。城市空气中80%~90%的CO、70%~80%的NOx等污染物,均来自汽车尾气。
(一)由汽车本身运行造成的污染
它主要包括汽车尾气污染、固体颗粒物污染。汽车尾气是指内燃机的排气行程中排出的燃烧残余的混合气体,由排气管排到大气中。汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx、CH等有害气体。固体颗粒物污染(TSP)包括飘尘(PM)和降尘。飘尘也叫可吸入尘,指粒径小于10微米的悬浮颗粒物,包括煤烟、烟气、雾及二次颗粒物和硫酸盐、硝酸盐颗粒物等,其中大部分比细菌(0.75微米)还小。粒径在0.1~10微米之间的悬浮微粒,一般由运载气体中的稀浓度的燃烧产物和水蒸气结成气很难沉降。扬尘指空气中粒径大于10微米的固体颗粒物,成分复杂,随来源不同,其性质有很大差异,主要来源于地面扬尘和燃料燃烧产物。汽车造成的固体颗粒物的污染主要是地面扬尘以及尾气中飘尘。地面扬尘与地面情况和汽车行驶速度有关。
(二)在货物运输过程中货物本身造成的污染
有些货物本身就含有有害物质,一旦处理不当或发生交通事故,有害物质的扩散就会对环境造成严重的污染,特别是在人口高度密集的城市里对人的健康危害更大。导致有害物质扩散的原因,除了交通意外事故外,管理不当也是一个重要原因,如遗撒问题。在运输水泥、沙石等粉状、沙状固体时,因振动、狂风、暴雨等因素引起的地面扬尘而造成环境污染。
(三)汽车运输对环境的污染和对社会的危害
1. CO
CO是大气的主要污染物之一,对人体的健康危害性较大。人体吸人CO后,进入血液时,它能取代血红蛋白中的氧。它与血红蛋白结合比氧亲和力大200~300倍,形成碳氧血红蛋白,使血液失去输氧能力,从而导致血液中氧浓度大大下降,血液的输氧功能严重受挫,致使机体出现各种缺氧症状。
2. SO2
SO2为无色带很强刺激性气味的有害气体。空气中含有0.3~1 ppm的SO2时即可使人感受到。通常认为当空气中SO2水平超过0.5 ppm时,就会对人体产生不利的影响。连续吸入受SO2污染的空气不仅有刺激作用,而且会增加呼吸道的阻力,严重时甚至造成呼吸困难。当空气中SO2浓度大于500 ppm时有致命的危险性。
3. 光化学烟雾与酸雨
光化学烟雾为一次污染物和二次污染物的混合物所形成的污染现象。因为二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物等各种污染物在一定的气象条件下会发生化学反应,产生对动植物和材料有害的臭氧、甲醛等二次污染物。它有强烈的氧化性和腐蚀性,对人和动物有强烈的刺激作用。酸雨是因空气中的二氧化硫、氮氧化物等酸性物质与空气中的水和颗粒物结合,通过降雨的形式落到地面,有很强的腐蚀性,对动植物和材料都有很大的危害。
4. 噪音
40分贝是正常的环境声音,一般被认为是噪音的卫生标准。在此以上便是有害噪音,它影响睡眠和休息,干扰工作,妨碍谈话,使听力受损。此外,还有NOx、CH、TSP等汽车尾气对人的身体也会构成危害。
综上所述,由于城市物流运输,尤其是不合理的交通运输,给城市带来比较严重的生态环境问题,甚至对人们的身体健康和生命安全构成威胁,这一问题亟须得到解决。笔者认为实现城市物流运输的绿色化、环境友好化是解决城市生态环境问题途径之一。
二、提高城市物流运输过程中绿色化的途径
(一)减少车辆对道路的占用
1. 合理分工,提高运输效率
物流运输合理化可以充分利用现有的运输能力,促进各种运输方式的合理分工,并以最小的社会运输劳动消耗,提高运输效率,及时满足国民经济发展的运输需求。通过合理分工,减少车辆出动次数,从而提高能源利用率,进一步可以降低能耗和对道路的占用。
2. 改进包装设计方案,降低包装体积或重量,提高车辆的一次运输量
在环保法规健全的国家,包装物的运输和回收处理已成为企业的一项重要责任和义务。从有利于运输的目标出发重新设计包装方式,实际上对于供应链上的所有企业都有多种益处。这种面向运输的设计思想还可进一步扩展到产品的设计,使所设计的产品也便于运输,创新的包装设计方案能有助于降低车辆使用次数。
随着社会的进步,经济的发展,全球机动车数量持续增加,机动车尾气造成的环境污染日益严重。在国内外许多大城市中,机动车尾气污染排放分担率相当高。以CO为例,1983年英国汽车尾气CO排放率占85%,1967年芝加哥为94%,1970年洛杉矶为98%,1965年纽约占96%[1],美国1995年汽车尾气污染排放率占总排放的66%,上海市在1998年机动车排放的CO就占到了总排放的64%[2],广州市1994年CO占88.8%,北京市1992年占62%[2]。机动车尾气中另外两种主要污染物NOx、HC的排放在总排放量中的分担率也非常高,如NOx,东京市在1975年汽车尾气排放分担率占到了80%[1]。
近年来,随着经济的迅速发展以及机动车保有量的持续增长,机动车排放所造成的污染也日益成为人们所关注的焦点[3~9]。自九十年代以来本市加强了在用车尾气排放检测、普及使用无铅汽油、提前执行轻型车新车排放标准等一系列机动车污染控制措施,较为有效地控制了中心城区的环境空气质量继续恶化的势头,但郊区环境空气质量受机动车污染排放影响日益突出。2000年全市NOx年均浓度0.056毫克/立方米,比1995年上升了10%;城区和郊县NOx年均浓度为0.090毫克/立方米和0.032毫克/立方米,分别比1995年上升了23%和39%,见表1[10]。
表1.1995~2000年上海市NOx年日平均浓度变化
年份全市城区郊县
浓度
(微克/立方米)相对浓度
(%)浓度
(微克/立方米)相对浓度
(%)浓度
(微克/立方米)相对浓度
(%)
1995511007310023100
19975911610514428122
2000561109012332139
根据国外机动车发展经验可知,当人均国内生产总值达到3000美元以上时,轿车将成为机动车保有量增长的主要方向。作为国际大都市的上海,汽车工业的发展不仅预示和带动本市经济的腾飞,同时,人民生活水平的提高也急切期待现代化便捷交通方式的到来和家庭汽车的普及,机动车在今后相当长时间内将保持快速增长的速度。根据市交通所预测,到2020年本市机动车保有量将达到200~350万辆,是2000年的3~5倍,可以预见如果不采取措施加以控制,本市大气环境势必进一步恶化。
目前,国内外对于机动车污染控制的研究,主要集中于两个方面,一是机动车排放因子的研究;二是机动车污染治理和控制对策的探讨。排放因子是反映机动车排放状况的最基本的参数,也是确定机动车污染物排放总量及其环境影响的重要依据。目前用来计算机动车排放因子的模式主要有美国加州空气资源局的EMFAC模式,欧洲共同体的COPERT模式,美国EPA的MOBILE系列模式。其中,MOBILE汽车源排放因子系列模型是美国环保局开发的计算车队排放水平的程序[11]。在该模型中,综合考虑了汽车的使用年限、行驶里程、新车排放因子、劣化系数、行驶速度、气温、I/M(检查/维护)制度以及车用油料特性等因素对排放的影响[12]。国内外对于该模式已有广泛的应用。墨西哥采用美国EPA的Mobile5a基本结构模式,用来计算5个特定区域中8种车型的排放因子。根据气温、平均车速、汽车操作模式,燃料挥发和里程自然增长率条件估计1960年到2020年的排放因子[13]。此模型在加拿大的多伦多地区[14]、泰国曼谷等也有所应用。MOBILE模式在国内的小范围内也得到了一定的应用。北京清华大学郝吉明、傅立新等于1997年曾结合北京市实际情况对MOBILE5进行修正,并将之应用于北京市机动车尾气排放的研究中;祝昌健等应用MOBILE5模式对广州市机动车尾气排放系数及污染趋势进行了探讨[15];李修刚等将MOBILE5模式用于南京市,将给出的南京市现状排放因子直接应用于南京市及附近城市的环境影响评价[16]。
将MOBILE5模式结合上海实际情况进行本土化已经有人做过尝试,但是由于基础数据严重不足,因此对于此模式的修正尚不能进行检验。主要的方法仍是采用美国FTP的测试数据,将上海市机动车目前的排放水平类比于美国70年代,计算得到不同车型的排放因子。
在污染物的扩散方面,目前一般沿用有限源高斯扩散模型,即根据线源的长度、高度、强度、距离、风速、风向和相应扩散参数计算空间任一点的污染物浓度[17]。但目前这方面的研究较少考虑城市空间的特殊性,即对城市各类人为设施,包括绿化、建筑等对扩散的影响考虑较少。
对于线源排放污染物的扩散研究,国外主要的模式有CALINE、BLP(BouyantLineandPointSourceModel)、CDM2(ClimatologicalDispersionModel)、ISC3(IndustrialSourceComplexModel)、RAM(Gaussian-PlumeMultipleSourceAirQualityAlgorithm)。以上模型均由美国环保局(USEPA)开发。其中,CALINE为稳态高斯扩散模型,用于确定高速公路下风向的空气污染浓度,要求地形相对不太复杂。BLP为高斯烟流扩散模型,用于处理炼铝工厂以及其它的工业污染源的单一建模问题,要求其烟流上升和下降是主要由固定线源所影响的。CDM2为气候稳态高斯烟流模型,用于确定城市区域平地下风向的长期(每季或每年)的污染物的算术平均浓度。ISC3是一个稳态高斯烟流模型,可用于评价来自与工业带相关的许多污染源的污染物的浓度。这个模型涉及到了下列因素:粒子的下沉和干沉降、风向、点面线及立体污染源、烟流的上升为距离的函数、点源的分离以及有限的地形调整功能。ISC3可以有长期和短期两种模式可供选取。RAM是高斯烟流多源空气质量算法,是一个稳态高斯烟流模型,用于估算相对稳定的污染物浓度,平均从一小时到一天、从点源到面源、在乡村或者城市的沉降,其地形条件可以假设。
我国目前汽车污染仅相当于国外70年代中期水平,现有汽车90%以上是国产车,由于排放控制技术落后,在同样运行工况下,国产车较发达国家同类产品排放量高几倍甚至几十倍,加上交通管理手段落后,在用车检查维修制度不完善,城市交通道路拥挤和市内居民集中,大量车况恶劣的车辆继续行驶,更加剧了污染物的排放。国产车平均日排污量为0.6—0.9kg[18]。本论文旨在借助GIS环境,根据城市路网、交通流量、车型比例等信息,采用经过修正的MOBILE模型,计算不同车型机动车的排放因子,从而确定每条路段不同污染物的排放量。由于机动车流量和排放因子是计算道路机动车污染物排放源强的关键参数[19~21],本论文将通过抽样调查和MOBILE模型修正得到了这两个量。在确定道路线源排放源强的基础上,利用CALINE3有限长线源扩散模式,建立上海市城区多线源污染扩散模式,以此来分析道路污染物扩散状况,并在GIS图形上进行显示,最终完成上海市交通线源污染管理信息系统。此系统可为政府有关部门制定道路交通污染管理制度、合理制定城市规划和建设管理决策提供理论依据。
参考文献
[1]上海市大气污染防治对策研究P1
[2]上海市环境科学院《世界银行——上海城市交通项目:减少上海城市车辆排污危害的战略》1997.9
[3]陈长虹等,上海市机动车排污状况与污染控制战略,1997,16(1):28
[4]赫崇衡等,汽车排气污染及治理现状和动向,上海环境科学,1996,15(8):11~13
[5]彭宝成等,汽车尾气对动物的生物效应研究,上海环境科学,1995,14(2):14~17
[6]王培洁,上海市汽车排气污染管理的现状与对策,上海环境科学,1994,13(7):7~8
[7]陈长虹等,城郊道路污染个例分析,上海环境科学,1993,12(9):13~17
[8]陈长虹等,城郊道路交通带状多线源污染扩散模式研究,上海环境科学,1993,12(11):7~10
[9]王素云等,上海市汽车排气污染在大气中的分担率,上海环境科学,1990,9(11):27~29
[10]上海市机车污染综合防治领导小组办公室,《上海市机动车污染综合防治规划及规划纲要》,2000,3
[11]傅立新等,MOBILE汽车源排放因子计算模式研究,环境科学学报,199717(4):474
[12]傅立新等,北京市机动车污染物排放特征,环境科学,200021(3):68
[13]WesternGovernor’sAssociationDenver,ColoradoandBinationalAdvisoryCommittee.Mobiel5-MexicoDocumentationandUser’sGuide.Nov.20,2000
[14]R.MclarenandD.L.Singleton.AnalysisofMotorVehicleSourcesandTheirContributiontoAmbientHydrocarbonDistributionsatUrbanSitesinTORONTODuringtheSouthernOntarioOxidantsStudy.AtmosphereEnvironment,30(12),1996
[15]祝昌健,广州市机动车尾气排放系数及污染趋势探讨,中国环境科学,199717(3):216
[16]李修刚等,用于城市交通规划的机动车污染物现状排放因子研究,交通运输工程学报,20021(4):87
[17]A.K.LuharandR.S.Patil.1989.Ageneralfinitelinesourcemodelforvehicularpollutionprediction.AtmosphericEnvironment,23:555-562
[18]贾艳杰,我国大城市汽车废气污染问题及其治理对策人文地理199712(3):48
[19]EPA,User’sGuidetoMOBILE5(MobileSourceEmissionFactoryModel),May1994
[20]EgglestonHS,GoriβenN.JourmardR,etal.CORINAIRworkinggrouponemissionfactorsforcalculatingemissionsfromroadtraffic[R].Methodologyandemissionfactors.ReportVol.1,No.EVR12260EN,Luxembourg,1989.
[21]pilationofairpollutantemissionfactors[R].USEnvironmentProtectionAgency.AP-42,NC,USA.1985.50-83
二、研究方案
1、研究目标、研究内容和拟解决的关键问题
研究目标:研究上海市机动车尾气排放造成的道路线源源强,以及机动车污染物在中心城区街道峡谷中的扩散效应,并在GIS系统上进行显示,完成自主开发的上海市交通线源污染管理信息系统。
研究内容:1)上海市主要道路机动车尾气排放源强;
2)机动车尾气在街道峡谷中的扩散效应;
3)交通污染在GIS平台上的实现。
关键问题:1)机动车大气污染排放源强计算模型;
2)上海市道路机动车尾气在峡谷中的扩散模拟;
3)地理信息系统与交通大气污染模型整体集成的方法和途径。
2、拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析
研究方法:基础数据调研、模型修正、机动车污染物排放和影响预测可视化界面设计、系统整合。
技术路线:如图1所示。
实验方案与可行性分析:
1)建立机动车排放源强计算模型、污染物扩散模型,以及基于GIS技术应用模型,其工作量较大,其中基础数据(包括车流量、车速)的调研尤其困难。但是通过参与上海市环境保护局2002年科技攻关项目——《上海市机动车发展和大气环境保护研究》,并搜集大量的国内外相关文献,可获得系统开发所需要的相关数据,因此本研究已经有较好基础。
2)参与《影响上海大气能见度的主要因素与控制管理对策研究》课题的研究工作,对于本市机动车污染现状和历史沿革已有所了解。
3)参与了“上海市数字城市大气环境模块”的工作,初步掌握了GIS系统开发和实现方法。
据此我认为,按期完成论文是可行的。
图1.研究技术路线
3、本论文的特色与创新之处
建立适合上海市情景的主要道路机动车尾气中污染物源强排放模式。建立线源扩散模式,使其适用于大城市中街道峡谷中机动车尾气污染物的扩散状况。给出上海市上空污染物扩散状况。
目前国内将交通污染模拟与地理信息系统结合的研究还不多见,因此本论文在该方面的研究将是一个新的尝试。
4、预期的论文进展和成果
预期进展:
2003.07——2003.09收集中外文文献
2003.09——2003.10基础数据的收集和处理
2003.10——2003.12模型的修正
2004.01——2003.03GIS系统的编程实现
2004.03——2004.05论文的撰写与修改
预期成果:
•研究上海市机动车尾气排放状况,建立源强计算模型;
•综合城市气象条件、交通污染物排放强度、建立污染物扩散模式,确定机动车污染物影响的时间变化、空间分布,;
•完成交通污染管理信息系统;
•除完成毕业论文之外,在国内外有关刊物上2篇。
三、论文大纲
摘要
前言
第一章大城市机动车尾气污染排放数值模拟的研究背景及意义
一、研究背景
二、国内外研究现状
第二章机动车排放因子计算模型
一、MOBILE6模型介绍
二、利用修正的MOBILE6计算机动车排放因子
第二章道路机动车尾气污染物排放源强
一、线源源强计算模式
二、上海市道路机动车尾气污染排放源强的计算
第三章城市上空污染物扩散模式
第四章街道峡谷污染物扩散模式
一、CALINE4模型介绍
二、模式修正
三、上海市街道峡谷污染物扩散模式的建立及应用
第五章上海市交通污染管理信息系统的建立
一、排放清单数据库的建立
二、系统的开发
第六章结论
参考文献
四、研究基础
1、已参加过的有关研究工作和已取得的研究工作成绩
(1)参加《中国气象百科全书》建筑气象、城市气象等内容的编写。
(2)参与上海市普陀区建设项目环境影响评价工作。
(3)参加“扬尘污染来源与控制管理研究”课题的研究工作。
(4)承担了“崇明岛综合开发项目”的大气监测和采样工作。
(5)参与“影响上海大气能见度的主要因素与控制管理对策研究”课题的研究工作。
(6)参与“机动车发展与大气环境保护研究”项目。
(7)参与“上海市能见度影响因子研究”研究生科研基金项目。
(8)参与上海市数字城市课题交通环境模块的模拟研究。
2、已具备的实验条件,尚缺少的实验条件和拟解决的途径
拥有以下主要设备:
•桌面地理信息系统软件ArcView3.2及其主要扩展模块
一、工作目标
通过集中攻坚专项行动,汽车维修企业维修备案、环保手续完善率达到100%,汽车维修企业危险废物处置能力显著提升,挥发性有机物(VOCS)有效治理,尾气治理维修企业(M站)规范运行。
二、工作时间
2021年4月至2021年8月底
三、工作重点
(一)整治汽车维修企业未按要求完善维修经营备案和环保手续的行为。
(二)整治汽车维修企业未按要求收集、贮存、处置危险废物,非法转移、倒卖、倾倒危险废物的行为。
(三)整治汽车维修企业露天喷烤漆,挥发性有机物(VOCS)治理不彻底的行为。
(四)整治汽车维修企业只收费不维护、传输虚假维修竣工证明,篡改破坏车载诊断(OBD)系统、采用临时更换污染控制装置等弄虚作假方式,帮助机动车所有人通过排放检验的行为。
四、工作措施
(一)完善维修备案、环保手续
1.市交通运输局公路运输管理所督促汽车维修企业按照《机动车维修管理规定》《中华人民共和国环境影响评价法》《建设项目环境影响评价分类管理名录》《固定污染源排污许可分类管理名录》等规定,自查经营备案手续和环保手续是否齐全。如经营备案手续不全,依法办理机动车维修经营备案手续;如环保手续不全,依法到生态环境局办理环境影响报告表和排污许可证等环保手续。
责任单位:市公路运输管理所、生态环境局项目审批股
完成时限:2021年5月30日
2.市交通运输局公路运输管理所对辖区内从事机动车维修经营业务的企业全面检查,严格按照《机动车维修管理规定》对机动车维修经营企业开展备案工作。未按要求进行备案的,严格按照《机动车维修管理规定》第四十九条、第五十条进行处罚。涉及未办理工商营业执照就从事机动车维修经营业务的企业,要将企业名单抄送给市市场监督管理局。
责任单位:市公路运输管理所
完成时限:2021年6月30日
3.市交通运输局公路运输管理所对照《建设项目环境影响评价分类管理名录》《固定污染源排污许可分类管理名录》,加强对汽车维修企业的检查。发现环保手续不全的,应抄告生态环境局。生态环境局对存在环境违法行为的,依法调查处理后,按相关要求对汽车维修企业办理环评和排污许可证等环保手续。
责任单位:市公路运输管理所、生态环境保护综合行政执法大队
完成时限:2021年7月30日
(二)规范管理危险废物
4.市交通运输局公路运输管理所督促辖区内一、二类及三类产生危险废物的汽车维修企业严格按照《省交通运输厅省环境保护厅关于进一步加强机动车维修行业危险废物规范化管理的通知》(川交函〔2017〕852号)要求,自查是否按要求制定和完善危险废物规范化管理规章制度、污染防治应急预案,健全危险废物管理台账,规范危险废物贮存场所和设施、危险废物转移处置行为,开展危险废物申报登记,对不规范的环保措施进行纠正。
责任单位:市公路运输管理所
完成时限:2021年5月30日
5.市交通运输局公路运输管理所对汽车维修企业危险废物管理制度建立情况,废铅蓄电池、废矿物油、涂料废物等危险废物收集、贮存和处置情况进行检查。对未按要求落实主体责任,违规收集、贮存、处置危险废物的企业,督促限期整改,并在质量信誉考核中扣分。非法转移、倒卖、倾倒危险废物的问题线索,要及时抄告生态环境局。强化辖区内一、二类及三类产生危险废物的汽车维修企业的监督管理。
责任单位:市公路运输管理所
完成时限:2021年7月30日
6.生态环境保护综合行政执法大队严厉查处违法转移、倒卖、倾倒危险废物的环境违法行为。对企业把危险废物交由无资质单位处置、单位和个人非法收集危险废物、不严格执行转移联单制度和未经批准擅自转移等违法行为,依法严肃查处;对构成犯罪的移送司法机关追究刑事责任;开展VOCs专项执法检查。重点检查汽修企业打磨、喷涂等工艺环节治污设施的安装、运行情况和管理台账;严查、严处治污设施形同虚设、废气直排的行为;汽修企业的钣喷、烘干作业应是否在装有废气处理或者收集装置的密闭车间内进行,是否实现稳定达标排放。
责任单位:生态环境保护综合行政执法大队
完成时限:2021年7月30日
(三)有效治理VOCS
7.市交通运输局公路运输管理所督促有喷烤漆作业的汽车维修企业对照《省固定污染源大气挥发性有机物排放标准》(DB51/2377-2017)、《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB37822-2019)、《车辆涂料中有害物质限量》(GB24409-2020)等要求,对升级改造后的喷烤漆房是否符合标准要求进行自查,不符合要求的尽快完成整治,并取得相应的废气检测报告。大力推广使用水性、高固分等低挥发性涂料,采用静电喷涂等高涂着效率的涂装工艺;调漆、喷漆、流平和烘干工艺操作应置于喷烤漆房内;使用溶剂型涂料的喷枪应密闭清洗,产生的VOCs废气应集中收集并进行治理,实现达标排放;加大活性炭、活性棉等吸附介质更换力度,4月底前规范完成一轮次更换,更换的活性炭等吸附材料应建立相应的管理台账;预测将出现臭氧污染天时,汽修行业喷涂等涉VOCs排放较大工序,避开日照强烈时段(8:00-20:00)错时作业,减少对环境的影响。坚决取缔露天和敞开式汽修喷涂作业。
责任单位:市公路运输管理所
完成时限:2021年4月30日
8.市交通运输局公路运输管理所对汽车维修企业露天喷烤漆、喷烤漆房未升级改造,或升级改造后的喷烤漆房未取得相应的废气检测报告的汽车维修企业实行停业整改,并将露天喷烤漆等挥发性有机物治理不力的问题线索抄告生态环境局。
责任单位:市公路运输管理所
完成时限:2021年7月30日
9.市交通运输局公路运输管理所、生态环境保护综合行政执法大队鼓励辖区内诚信度高、业务量大、环保技术好的汽车维修企业领先创建绿色钣喷中心(技术要求可参照附件1),引导汽车维修企业使用符合节能环保要求的新设备、新工艺和新材料,鼓励涉及喷烤漆作业的汽车维修企业与绿色钣喷中心开展业务合作,促进行业钣喷漆集中化、节约化、环保型发展。
责任单位:市公路运输管理所、生态环境局污控股
完成时限:长期坚持
(四)规范管理M站
10.市交通运输局公路运输管理所对辖区内汽车尾气治理维修企业(M站)的场地、人员、设施、设备、联网状况、环境保护、配件管理等方面进行排查。对不符合汽车尾气治理维修企业(M站)技术要求的企业,要限期整改;对整改不合格的企业,要取消汽车尾气治理维修企业(M站)资格。
责任单位:市公路运输管理所
完成时限:2021年7月30日
11.市交通运输局公路运输管理所督促M站规范尾气治理维修服务、公示尾气治理维修收费标准,以车辆检测数据为基础科学诊断,合理制定维修治理方案,加强尾气治理维修合同管理,向车主提供维修竣工出厂合格证,建立维修质量保证期制度、尾气治理产品及配件追溯制度。涉及尾气净化关键装置的,需提供资质证明与产品符合性证明,并妥善保存汽车尾气治理维修档案。
责任单位:市公路运输管理所
完成时限:长期坚持
12.市交通运输局公路运输管理所通过查看汽车维修电子健康档案系统以及现场检查维修合同、结算清单、零配件更换记录等维修档案的方式,重点检查服务质量差、收费不规范等投诉多的M站。严厉打击只收费不维护、传输虚假维修竣工证明,通过违法违规方式帮助机动车所有人通过排放检验的行为,按照《机动车维修管理规定》对违法违规的维修企业予以严惩。对于情节严重的企业,要取消汽车尾气治理维修企业(M站)资格。生态环境保护综合行政执法大队依法查处机动车所有人、机动车排放检验机构和维修企业以临时更换机动车污染控制装置等弄虚作假的方式通过机动车排放检验的违法违规行为。
责任单位:市公路运输管理所、生态环境保护综合行政执法大队
完成时限:长期坚持
五、时间安排
(一)动员部署及自查自纠阶段(2021年5月)
印发《市环保汽修集中攻坚专项行动方案》。市交通运输局公路运输管理所,生态环境保护综合行政执法大队结合实际,细化专项行动实施方案,明确责任,开展动员部署,并督促汽车维修企业落实主体责任,按照《汽车维修企业污染防治自查表》(见附件2,以下简称《自查表》)开展自查自纠,于5月30日前将《自查表》报送市交通运输局公路运输管理所,并按计划完成整改。
(二)集中排查及整治阶段(2021年6月至7月)
市交通运输局公路运输管理所,生态环境保护综合行政执法大队全面排查维修环保手续不齐全、危险废物处置不规范、挥发性有机物(VOCS)治理不彻底、尾气治理维修不规范的汽车维修企业,严厉查处非法转移、倒卖、倾倒危险废物,露天喷烤漆,挥发性有机物(VOCS)排放超标,只收费不维护、传输虚假维修竣工证明,篡改破坏OBD系统、采用临时更换污染控制装置等弄虚作假方式帮助机动车所有人通过排放检验等行为的汽车维修企业,提高汽车维修行业污染防治能力。
(三)深化和工作总结阶段(2021年8月)
针对整改和查处的问题,市交通运输局公路运输管理所,生态环境保护综合行政执法大队要深入分析制度原因、监管原因,形成工作合力,完善监管措施,堵塞监管漏洞。同时,举一反三,强化汽车维修行业污染防治监督检查,巩固专项行动成果。
六、有关要求
(一)加强组织领导。市交通运输局公路运输管理所,生态环境保护综合行政执法大队要高度重视汽车维修企业污染防治与绿色发展工作的重要意义,增强责任心、积极性和主动性。结合工作实际,制定工作计划,细化落实责任领导、责任部门和具体工作人员,按照时间节点,一项一项抓,将专项行动措施和要求落实到操作层面,确保工作按计划稳步推进,取得实效。
(二)加强宣传培训。市交通运输局公路运输管理所,生态环境保护综合行政执法大队要加大汽车维修企业污染防治相关标准、规范的宣传培训力度,让汽车维修企业深刻理解“谁污染、谁治理”的主体责任,充分认识汽车维修企业危险废物、挥发性有机物的危害性,规范管理危险废物、规范治理挥发性有机物、汽车尾气排放物的重要性,增强企业落实污染防治措施的自觉自愿性。
(三)加强监督检查。市交通运输局公路运输管理所,生态环境保护综合行政执法大队要建立信息沟通机制,加大联合执法力度,对辖区内汽车维修企业污染防治情况开展专项检查,以高压态势及时纠正汽车维修企业违规、违法行为,促进汽车维修企业全面落实污染防治措施。对手续不完善、危险废物收集贮存不规范、挥发性有机物治理不到位的企业,要责令整改;对拒不整改的,要依法进行处罚;对非法转移、倒卖、倾倒危险废物,露天喷烤漆,只收费不维护、传输虚假维修竣工证明,篡改破坏OBD系统、采用临时更换污染控制装置等弄虚作假方式帮助机动车所有人通过排放检验的,要依法处罚;涉嫌犯罪的移交司法机关依法处理。
(四)加强工作考核。市交通运输局公路运输管理所,生态环境保护综合行政执法大队要切实落实环境保护“党政同责,一岗双责”,把汽车维修企业污染防治工作纳入2021年度绩效考核目标任务,强化工作考核。对工作推进滞后以及出现敷衍搪塞、推诿扯皮等行为,采取通报约谈、挂牌督办等手段,严肃追责问责。
(五)加强信息报送。市交通运输局公路运输管理所、生态环境保护综合行政执法大队于5月20日前将落实汽车维修企业污染防治工作联络人、联系方式报送市交通运输局和生态环境局。从6月起,市交通运输局公路运输管理所每月30日前汇总截至当月的工作开展情况,填写《环保汽修集中攻坚工作月报表》(见附件3)报送市交通运输局。2021年8月30日前,市交通运输局公路运输管理所将最后一次《环保汽修集中攻坚工作月报表》及专项整治工作总结报送市交通运输局。
附件:汽车维修绿色钣喷中心技术条件指南
汽车维修绿色钣喷中心技术条件指南
一、维修环保手续完备齐全
1.完成机动车维修经营备案或道路运输经营许可证仍在有效期内。
2.具有生态环境部门建设项目环境影响评价报告表、排污许可证(对照《建设项目环境影响评价分类管理名录》、《固定污染源排污许可分类管理名录》,应该取得对应手续的企业提供)。
二、使用低挥发性有机涂料
3.汽车维修绿色钣喷中心应全部使用水性漆等低挥发性有机涂料,涂料中VOCS含量应符合《低挥发性有机化合物含量涂料产品技术要求》(GB/T38597),并提供相应涂料的产品质量检验报告。
三、提高大气污染治理水平
4.按照《固体源废气检测技术规范》(HJ/T397)规定设置监测点位、采样检测平台。
5.固定源挥发性有机物排放达到《省固定污染物大气挥发性有机物排放标准》(DB51/2377-2017)第二阶段“表面涂装”行业排放限值要求,并提供固定源挥发性有机物排放检测报告(需每年提供);无组织排放应同时满足《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB37822-2019)要求。
6.油漆、腻子调配、涂覆(含底漆、中涂、底色漆、清漆喷涂),干燥、烘烤等涉挥发性有机物排放的工序应在有废气收集和治理设施的密闭空间内进行。表面前处理(打磨等)原则上应在密闭空间内进行,未在密闭空间内进行的应配备专用的除尘设备(系统)。
7.调漆间和喷漆房应为密闭空间,应具备全过程密闭的废气收集装置,配套VOCs高效处理工艺(如催化燃烧、蓄热催化燃烧、直接燃烧等工艺)或以活性炭吸附为主的多技术组合处理工艺(光氧化、光催化、低温等离子等工艺仅作为恶臭异味治理,不作为VOCs废气处理主要设施认定);采用多种技术组合工艺或高效处理工艺应设置颗粒物过滤预处理装置;涉及活性炭吸附技术的,应选择碘值不低于800毫克/克的活性炭,并按设计要求足量添加、及时更换。
8.参照《排污单位环境管理台账及排污许可证执行报告技术规范总则(试行)》(HJ944-2018)建立废气治理设施运行和维护管理台账;建立并规范钣金喷漆材料购买(使用)管理台账。
9.使用的涂料、稀释剂、固化剂、清洗剂等含VOCs产品应密闭存储,存放于无阳光直射的密闭场所;废涂料、稀释剂、容器、活性炭等含VOCs废物应分类放置于贴有标识的容器内,加盖或装袋密封,存放于密闭危废间内。