激光遙測采集“指紋”科技創新助力機動車尾氣監測

　　近年以來，霧霾等空氣污染現象正越來越受到人們的關注，據環保部日前發布的數據顯示，2014年全國74個城市中只有8個城市空氣質量達到國家標準。環保部表示，目前中國大氣污染形勢依然嚴峻，傳統煤煙型污染、汽車尾氣污染與二次污染相互疊加，復合型污染特征突出。針對這種現象，各地環保部門近年來逐漸加大了機動車尾氣排放檢測力度，但由于傳統檢測手段的時效性限制，無法對道路上行駛車輛實現全面動態的監控。

　　機動車尾氣激光遙測系統的應用讓道路車輛尾氣排放水平隨時受到監控成為可能。據中國工程院院士、中科院安徽光學精密機械研究所所長劉文清介紹，這套系統由中國科學院安徽光學精密機械研究所與安徽寶龍科技環保有限公司共同研發，是“十五”國家863計劃支持的高技術研發項目，并得到國家級火炬計劃資助。

　　激光遙測采集尾氣“指紋”

　　相關數據顯示，我國機動車的保有量已經超過2.5億輛，到2020年，預計將突破3.5億輛。如何對行駛中的機動車尾氣進行快速檢測，對高排放的重污染車輛進行快速篩選，成為目前機動車尾氣檢測的重要課題。

　　據了解，環保部門的尾氣檢測一般是采用怠速法在檢測站進行，將汽車的排氣管通過管道連接檢測設備，通過分析排放的氣體成分，判定汽車是否超標。而通過激光遙測技術進行檢測，省去了汽車進入檢測站的時間，可以在路邊對任意行使車輛進行尾氣排放檢測，不僅極大的提高了效率，而且提高了道路車輛尾氣排放檢測的頻次，加大了重污染車輛快速篩選的力度。

　　劉文清介紹說，尾氣激光遙測設備具有自動化程度高、檢測效率高的特點，能夠在0.7秒內完成對道路中實際行駛機動車排氣污染物的參數測量，并可將數據實時傳輸到監測管理中心站。“這就像檢測酒駕，如果你讓每個司機都進醫院抽血化驗，顯然不科學也不現實，但如果用檢測儀器讓司機吹口氣，就可以知道他是否飲酒，只要對超標的司機再進行進一步的醫學檢查就可以了。激光遙測設備起到的就是這種檢測儀器的作用。”劉文清說。

　　機動車尾氣遙感監測系統采用的是先進的激光光譜原理：根據各種氣體分子所具有的“指紋”吸收光譜特征的不同，在道路一邊的機器發射激光，通過采集從道路對面安放的角反射鏡反射回來的激光，通過測量機動車尾氣對激光吸收的強度就能夠定量分析機動車排放的一氧化碳、氮氧化物和顆粒物煙度值等多個參數。儀器原理說起來簡單，但系統的構成卻十分復雜，包括氣體監測單元、車牌照識別與記錄單元、數據分析單元等，所有單元采集到的數據在計算機監視器上顯示結果，實現對道路車輛尾氣的動態監測。

　　國產技術服務社會民生

　　據了解，該項技術從2001年開始研發，2004年正式投入應用，取得了十分明顯的社會效益和經濟效益。劉文清表示，傳統的檢測儀器雖然也使用光學檢測手段，但使用的是紅外光譜技術，由于受濾光片帶寬的限制，多種氣體的交叉干擾難以避免，而激光技術采集的數據則更加準確。針對老百姓所關心的激光遙測方法數據準確性的問題，劉文清表示，實驗室環境和實際的道路環境存在較大的差別，在實際的道路環境下，測量的數據難免受到車輛行駛狀態、惡劣氣象條件等外部因素的干擾，而在道邊測量時，風速、風向和溫濕壓等氣象參數是無法重現的，但通過科學家和工程技術人員的攻關，已經找到剔除外部環境可能引起數據偏差的技術手段，例如，我們可以使激光器在每秒鐘內完成上千次有效測量，通過合理的數據算法，能夠得到穩定可靠的檢測數據。

　　安徽寶龍環保科技有限公司董事長杜光宇表示，在國產激光遙測系統投入運營之前，國內市場上的尾氣檢測設備基本被國外品牌壟斷，存在著產品價格昂貴、維修困難等問題。國產技術的應用，極大的降低了設備成本，讓自主品牌真正走上了創新的道路。“國外同類的設備，只能覆蓋160mm排氣管高度的區間。但我國機動車的構成相對復雜，機動車車的排氣管有高有低，160mm并不能完全覆蓋所有社會車輛。”杜光宇說，“而我們生產的這套激光遙測設備，可以覆蓋600mm的排氣管高度區間，適應了我國道路車輛的復雜情況。并且我們的價格更低，數據采集更加完善，產品曾經獲得科技部首批國家自主創新產品證書”。

　　據悉，這套尾氣遙測系統已經為北京奧運會、廣州亞運會和南京青奧會等多項國際重要賽事提供過服務，取得了良好的效果。并被北京、天津、西安、濟南等幾十個大中城市的環保部門采用，作為機動車尾氣監測的重要設備支持。

　　科技創新成果攻克“最后一公里”

　　近年來，國家大力推進創新驅動發展戰略，而通過技術創新促進經濟社會的發展，核心是科技成果和知識產權的高水平大規模轉移和有效的轉化運用。劉文清向記者表示，科技工作者要靜下心來，不能急于求成。在加快腳步追趕世界先進水平的路上，要尤其重視基礎的積累。“集成創新很重要，更要重視實業技術和實體經濟的發展，在基礎工業尤其是元器件領域，要加大投入力度，加強自主創新能力的建設。科技成果只有產業化，并能服務于國民經濟的發展，才是應有的發展之路。科研人員要有自主研發的能力，自主創新的信心，逐步改變相關領域長期受制于國外技術的局面，這是科研人的責任，也是科研人的使命。”劉文清講到。

　　經濟發展進入新常態，科技創新也需要進入新常態。像機動車激光尾氣遙測系統這樣的創新成果需要更多的涌現，為科技成果轉化攻克“最后一公里”難關提供更多更好的解決范例。