一种道路交通扬尘控制措施效果评估系统及评估方法
【专利摘要】本发明公开了一种道路交通扬尘控制措施效果评估系统及评估方法，所述的道路交通扬尘控制措施效果评估系统包括交通扬尘收集装置、输送管路、扬尘颗粒物浓度监测装置、背景点颗粒物浓度监测装置、车辆运行状态测量记录系统和数据记录分析系统；本发明的道路交通扬尘控制措施效果评估系统通过对采取控制措施前后的数据统计计算和对比分析，能准确、直观地评价控制措施效果，且由于本发明的道路交通扬尘控制措施效果评估系统排除了背景颗粒物浓度的干扰，使得其所得到的控制效率数据误差小。
【专利说明】一种道路交通扬尘控制措施效果评估系统及评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及环境监测领域，尤其涉及一种道路交通扬尘控制措施效果评估系统及 评估方法。
【背景技术】
[0002] 目前，道路交通扬尘控制措施主要包括人工清扫、机械清扫、真空吸尘、机械式道 路冲洗、喷洒水、喷洒抑尘剂以及组合措施等。对于这些控制措施对削减道路交通扬尘排放 的效果尚无监测系统及评估方法。有报道通过路边大气颗粒物浓度对比或路面积尘负荷的 对比分析道路交通扬尘的控制效果，但是路边大气颗粒物浓度受大气背景浓度和采样点位 置的影响大，使数据误差较大，路面积尘负荷是影响交通扬尘排放的因素之一，不能完全代 表扬尘排放水平。
【发明内容】
[0003] 本发明的第一个目的是提供一种能够准确、直观的评价控制措施效果，且数据误 差小的道路交通扬尘控制措施效果评估系统。
[0004] 本发明的第二个目的是提供一种能够准确、直观的评价控制措施效果，且数据误 差小的道路交通扬尘控制措施效果评估方法。
[0005] 本发明解决第一个技术问题采用如下技术方案：一种道路交通扬尘控制措施效果 评估系统，包括交通扬尘收集装置、输送管路、扬尘颗粒物浓度监测装置、背景点颗粒物浓 度监测装置、车辆运行状态测量记录系统和数据记录分析系统；
[0006] 所述交通扬尘收集装置与所述输送管路连通，以将所述交通扬尘收集装置收集的 车辆扬尘通过所述输送管路进行输送；
[0007] 所述扬尘颗粒物浓度监测装置、背景点颗粒物浓度监测装置和车辆运行状态测量 记录系统均与所述数据记录分析系统连接；
[0008] 所述扬尘颗粒物浓度监测装置用于监测所述车辆扬尘中的颗粒物浓度；
[0009] 所述背景点颗粒物浓度监测装置用于监测所述背景空气中的颗粒物浓度。
[0010] 可选的，所述交通扬尘收集装置固定于车辆的底盘上，且所述交通扬尘收集装置 的收集口距离车辆的轮胎胎面lcm，收集口的宽度大于车辆的轮胎宽度10cm，收集口的高 度与车辆的底盘高度相同，所述收集口的底部距离地面2cm。
[0011] 可选的，所述输送管路固定于所述车辆的底盘上，且其内径为20cm，长度不少于 I. 5m〇
[0012] 可选的，所述扬尘颗粒物浓度监测装置包括第一采样管、第二采样管、压力调节 管、气流调节管、抽气管、气体抽吸设备、皮托管、第一压力传感器、第二压力传感器和控制 单元；
[0013] 所述皮托管设置于所述输送管路内；
[0014] 所述第一采样管的一端为被采样气体入口，其插入所述输送管路内；另一端与所 述压力调节管连接；
[0015] 所述第二采样管的一端与所述压力调节管连接，另一端连接颗粒物监测仪；
[0016] 所述颗粒物监测仪与所述数据记录分析系统连接，以将所述颗粒物监测仪所监测 的颗粒物浓度数据传递至所述数据记录分析系统；
[0017] 所述压力调节管的管壁上开设有多个通气孔；
[0018] 所述气流调节管包覆所述压力调节管，且所述气流调节管的两端分别固定于所述 第一采样管和第二采样管的管壁上，且其内部形成一空腔；
[0019] 所述抽气管的一端与所述空腔相连通，另一端通过节流阀连接至气体抽吸设备；
[0020] 所述第一压力传感器设置于所述第二采样管内；所述第二压力传感器与所述皮托 管连接；
[0021] 所述第一压力传感器、第二压力传感器和气体抽吸设备均信号连接于所述控制单 J Li 〇
[0022] 可选的，所述背景点颗粒物浓度监测装置包括第一采样管、第二采样管、压力调节 管、气流调节管、抽气管、气体抽吸设备、皮托管、第一压力传感器、第二压力传感器和控制 单元；
[0023] 所述皮托管设置于所述车辆的顶部；
[0024] 所述第一采样管的一端为被采样气体入口，且其设置于所述车辆的顶部；另一端 与所述压力调节管连接；
[0025] 所述第二采样管的一端与所述压力调节管连接，另一端连接颗粒物监测仪；
[0026] 所述颗粒物监测仪与所述数据记录分析系统连接，以将所述颗粒物监测仪所监测 的颗粒物浓度数据传递至所述数据记录分析系统；
[0027] 所述压力调节管的管壁上开设有多个通气孔；
[0028] 所述气流调节管包覆所述压力调节管，且所述气流调节管的两端分别固定于所述 第一采样管和第二采样管的管壁上，且其内部形成一空腔；
[0029] 所述抽气管的一端与所述空腔相连通，另一端通过节流阀连接至气体抽吸设备；
[0030] 所述第一压力传感器设置于所述第二采样管内；所述第二压力传感器与所述皮托 管连接；
[0031] 所述第一压力传感器、第二压力传感器和气体抽吸设备均信号连接于所述控制单 J Li 〇
[0032] 可选的，所述车辆运行状态测量记录系统为GPS系统，以通过所述GPS系统测量车 辆的行驶速度和/或加速度和/或位置信息。
[0033] 本发明解决第二个技术问题采用如下技术方案：一种道路交通扬尘控制措施效果 评估方法，采用上述的道路交通扬尘控制措施效果评估系统，其特征在于，包括以下步骤：
[0034] S10、将所述道路交通扬尘控制措施效果评估系统连接于车辆上；
[0035] S20、通过所述的背景点颗粒物浓度监测装置测量背景颗粒物浓度，通过扬尘浓度 监测装置测量车辆扬尘的颗粒物浓度；
[0036] S30、由背景颗粒物浓度和车辆扬尘的颗粒物浓度计算车辆行驶时扬尘排放潜 势；
[0037] S40、根据控制措施实施前、后分别得到的扬尘排放潜势，计算控制措施的控制效 果。
[0038] 可选的，采用如下公式计算扬尘排放潜势：
[0039] EP = [4. 0 X (Tt-Tb) 1/3] /V
[0040] 上式中，EP为排放潜势，单位为（g/km ·辆）Am/s) ;Ττ为车辆扬尘的颗粒物浓度， 单位为mg/m3 ;ΤΒ为背景颗粒物浓度,单位为mg/m3 ;V为车辆行驶速度,单位为m/s。
[0041] 可选的，所述步骤S40中，采用如下公式计算控制效率：
[0042]
【权利要求】
1. 一种道路交通扬尘控制措施效果评估系统，其特征在于，包括交通扬尘收集装置、输 送管路、扬尘颗粒物浓度监测装置、背景点颗粒物浓度监测装置、车辆运行状态测量记录系 统和数据记录分析系统； 所述交通扬尘收集装置与所述输送管路连通，以将所述交通扬尘收集装置收集的车辆 扬尘通过所述输送管路进行输送； 所述扬尘颗粒物浓度监测装置、背景点颗粒物浓度监测装置和车辆运行状态测量记录 系统均与所述数据记录分析系统连接； 所述扬尘颗粒物浓度监测装置用于监测所述车辆扬尘中的颗粒物浓度； 所述背景点颗粒物浓度监测装置用于监测所述背景空气中的颗粒物浓度。
2. 根据权利要求1所述的道路交通扬尘控制措施效果评估系统，其特征在于，所述交 通扬尘收集装置固定于车辆的底盘上，且所述交通扬尘收集装置的收集口距离车辆的轮胎 胎面lcm，收集口的宽度大于车辆的轮胎宽度10cm，收集口的高度与车辆的底盘高度相同， 所述收集口的底部距离地面2cm。
3. 根据权利要求2所述的道路交通扬尘控制措施效果评估系统，其特征在于，所述输 送管路固定于所述车辆的底盘上，且其内径为20cm，长度不少于1. 5m。
4. 根据权利要求2所述的道路交通扬尘控制措施效果评估系统，其特征在于，所述扬 尘颗粒物浓度监测装置包括第一采样管、第二采样管、压力调节管、气流调节管、抽气管、气 体抽吸设备、皮托管、第一压力传感器、第二压力传感器和控制单元； 所述皮托管设置于所述输送管路内； 所述第一采样管的一端为被采样气体入口，其插入所述输送管路内；另一端与所述压 力调节管连接； 所述第二采样管的一端与所述压力调节管连接，另一端连接颗粒物监测仪； 所述颗粒物监测仪与所述数据记录分析系统连接，以将所述颗粒物监测仪所监测的颗 粒物浓度数据传递至所述数据记录分析系统； 所述压力调节管的管壁上开设有多个通气孔； 所述气流调节管包覆所述压力调节管，且所述气流调节管的两端分别固定于所述第一 采样管和第二采样管的管壁上，且其内部形成一空腔； 所述抽气管的一端与所述空腔相连通，另一端通过节流阀连接至气体抽吸设备； 所述第一压力传感器设置于所述第二采样管内；所述第二压力传感器与所述皮托管连 接； 所述第一压力传感器、第二压力传感器和气体抽吸设备均信号连接于所述控制单元。
5. 根据权利要求2所述的道路交通扬尘控制措施效果评估系统，其特征在于，所述背 景点颗粒物浓度监测装置包括第一采样管、第二采样管、压力调节管、气流调节管、抽气管、 气体抽吸设备、皮托管、第一压力传感器、第二压力传感器和控制单元； 所述皮托管设置于所述车辆的顶部； 所述第一采样管的一端为被采样气体入口，且其设置于所述车辆的顶部；另一端与所 述压力调节管连接； 所述第二采样管的一端与所述压力调节管连接，另一端连接颗粒物监测仪； 所述颗粒物监测仪与所述数据记录分析系统连接，以将所述颗粒物监测仪所监测的颗 粒物浓度数据传递至所述数据记录分析系统； 所述压力调节管的管壁上开设有多个通气孔； 所述气流调节管包覆所述压力调节管，且所述气流调节管的两端分别固定于所述第一 采样管和第二采样管的管壁上，且其内部形成一空腔； 所述抽气管的一端与所述空腔相连通，另一端通过节流阀连接至气体抽吸设备； 所述第一压力传感器设置于所述第二采样管内；所述第二压力传感器与所述皮托管连 接； 所述第一压力传感器、第二压力传感器和气体抽吸设备均信号连接于所述控制单元。
6. 根据权利要求2所述的道路交通扬尘控制措施效果评估系统，其特征在于，所述车 辆运行状态测量记录系统为GPS系统，以通过所述GPS系统测量车辆的行驶速度和/或加 速度和/或位置信息。
7. -种道路交通扬尘控制措施效果评估方法，采用权利要求1-6之一所述的道路交通 扬尘控制措施效果评估系统，其特征在于，包括以下步骤： S10、将所述道路交通扬尘控制措施效果评估系统连接于车辆上； S20、通过所述的背景点颗粒物浓度监测装置测量背景颗粒物浓度，通过扬尘浓度监测 装置测量车辆扬尘的颗粒物浓度； S30、由背景颗粒物浓度和车辆扬尘的颗粒物浓度计算车辆行驶时扬尘排放潜势； S40、根据控制措施实施前、后分别得到的扬尘排放潜势，计算控制措施的控制效果。
8. 根据权利要求7所述的评估方法，其特征在于，所述步骤S30中，采用如下公式计算 扬尘排放潜势： EP = [4. Ο X (Ττ-ΤΒ)1/3] /V 上式中，ΕΡ为排放潜势，单位为（g/km ·辆）Am/s) ;Ττ为车辆扬尘的颗粒物浓度，单位 为mg/m3 ;ΤΒ为背景颗粒物浓度,单位为mg/m3 ;V为车辆行驶速度,单位为m/s。
9. 根据权利要求8所述的评估方法，其特征在于，所述步骤S40中，采用如下公式计算 控制效率： η = ΕΡ'~ΕΡ2 x\〇〇〇/0 EP{ 上式中，Π 为控制效率；EPi为控制措施实施前排放潜势,单位为（g/km ·辆）/(m/s); EP2为控制措施实施后排放潜势,单位为（g/km ·辆）/ (m/s)。
【文档编号】G01N15/06GK104237093SQ201410535047
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年10月11日 优先权日:2014年10月11日
【发明者】樊守彬, 闫静 申请人:北京市环境保护科学研究院