一种机动车尾气监测方法、装置、介质及设备与流程

本发明涉及数据监控技术领域，特别涉及一种机动车尾气监测方法、装置、介质及设备。

背景技术：

汽车尾气遥感监测技术能够快速测量机动车的尾气浓度，不仅具有费用低、测量效率高、适用强等优点，而且能够极大的提高工作人员的工作效率，所以，被广泛应用在城市的尾气检测领域当中。但是，利用遥感监测技术来测量机动车的尾气浓度时，容易受到周围环境因素的干扰，导致机动车尾气的测量精度较低，由此可见，如何利用一种更好的方法来提高机动车尾气的测量精度，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种机动车尾气监测方法、装置、介质及设备，以提高机动车尾气的测量精度。其具体方案如下：

一种机动车尾气监测方法，包括：

当目标机动车排放尾气时，获取所述尾气在排放源处的第一尾气浓度值；

获取所述尾气在不同扩散位置处的第二尾气浓度值；

获取所述目标机动车在排放所述尾气时的空气质量参数；

对所述第一尾气浓度值、所述第二尾气浓度值和所述空气质量参数进行分析计算，得到所述尾气的第三尾气浓度值。

优选的，所述当目标机动车排放尾气时，获取所述尾气在排放源处的第一尾气浓度值的过程，包括：

当所述目标机动车排放尾气时，利用遥感监测技术获取所述尾气在排放源处的所述第一尾气浓度值。

优选的，所述获取所述尾气在不同扩散位置处的第二尾气浓度值的过程，包括：

以地面为参照物，获取所述尾气在不同高度扩散位置处的所述第二尾气浓度值。

优选的，所述获取所述尾气在不同高度扩散位置处的所述第二尾气浓度值的过程，包括：

利用红外摄像机拍摄所述尾气在不同高度扩散位置处的红外图像；

利用所述红外图像估计所述尾气的所述第二尾气浓度值。

优选的，所述获取所述尾气在不同高度扩散位置处的所述第二尾气浓度值的过程，包括：

利用目标杆上安装的空气检测装置获取所述尾气在第一预设位置组处的第一浓度值；

利用无人机和/或飞机和/或飞艇和/或气球探测仪上搭载的所述空气检测装置获取所述尾气在第二预设位置组处的第二浓度值；

将所述第一浓度值和所述第二浓度值进行汇总，得到所述第二尾气浓度值。

优选的，所述空气检测装置具体为pc-3a便携式空气质量监测仪。

优选的，所述对所述第一尾气浓度值、所述第二尾气浓度值和所述空气质量参数进行分析计算，得到所述尾气的第三尾气浓度值的过程，包括：

利用预设算法对所述第一尾气浓度值、所述第二尾气浓度值和所述空气质量参数进行分析计算，得到所述尾气的所述第三尾气浓度值；

其中，所述预设算法的表达式为：

式中，x(x,y,z,t,h)为所述尾气在下风向为x米、横向为y米、地面上方为z米处、排放尾气的时间为t、排放管高度为h处的尾气浓度值，q为所述尾气在排放源处的释放速率，uyz为在水平扩散参数为y米、垂直扩散参数为z米的平均风速，y为所述尾气在横向方向上的距离，z为所述尾气在垂直方向上的距离。

相应的，本发明还公开了一种机动车尾气监测装置，包括：

第一浓度测量模块，用于当目标机动车排放尾气时，获取所述尾气在排放源处的第一尾气浓度值；

第二浓度测量模块，用于获取所述尾气在不同扩散位置处的第二尾气浓度值；

空气参数获取模块，用于获取所述目标机动车在排放尾气时的空气质量参数；

数值分析模块，用于对所述第一尾气浓度值、所述第二尾气浓度值和所述空气质量参数进行分析计算，得到所述尾气的第三尾气浓度值。

相应的，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述公开的机动车尾气监测方法的步骤。

相应的，本发明还公开了一种机动车尾气监测设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如前述公开的机动车尾气监测方法的步骤。

可见，在本发明中，当目标机动车在排放尾气时，首先是获取目标机动车的尾气在排放源处的第一浓度值，然后获取目标机动车的尾气在不同扩散位置处的第二浓度值，再获取目标机动车在排放尾气时的空气质量参数，最后，将目标机动车的尾气的第一浓度值、第二浓度值以及空气质量参数进行综合分析，得到目标机动车的尾气浓度值。显然，在本发明中，对目标机动车的尾气浓度进行测量时，因为增加了对目标机动车的尾气在排放过程中尾气浓度变化值动态监测的步骤和对空气质量参数进行检测的步骤，不仅避免了空气质量参数的干扰，而且，还综合了尾气在不同扩散位置处的尾气浓度值来对目标机动车的尾气浓度值进行测量分析，所以，通过本发明中的方法能够使得监测得到的目标机动车的尾气浓度值更为精确。相应的，本发明公开的一种机动车尾气监测装置、介质及设备，同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种机动车尾气监测方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的另一种机动车尾气监测方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的又一种机动车尾气监测方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种在尾气监测站点安装空气检测装置的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种机动车尾气监测装置的结构图；

图6为本发明实施例提供的一种机动车尾气监测设备的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种机动车尾气监测方法，如图1所示，该方法包括：

步骤s11：当目标机动车排放尾气时，获取尾气在排放源处的第一尾气浓度值；

可以理解的是，目标机动车在排放尾气的过程中，尾气在排放源位置处的尾气浓度值达到最大值，也即，在本实施例中，是在目标机动车的排放筒位置处获取目标机动车的尾气的尾气浓度值，也即，第一尾气浓度值。具体的，在实际应用当中，可以通过遥感监测技术、汽车排气仪、化学发光法等方法来测量得到目标机动车的尾气在排放筒位置处的第一尾气浓度值。

需要说明的是，在实际应用当中，目标机动车是在上坡行驶的过程中，才能够启动发动机产生大量的尾气，所以，在本实施例中，为了保证采集到的目标机动车的尾气浓度值具有参考价值，是预先选取了较为有利的地势来搭建目标机动车的尾气检测站点。

步骤s12：获取尾气在不同扩散位置处的第二尾气浓度值；

可以理解的是，在实际应用当中，目标机动车的尾气的测量值会受到周围环境因素的干扰，而目标机动车在排放尾气的过程中，尾气会在空气当中逐渐经由目标机动车的排放位置向外进行扩散，所以，为了保证测量得到的目标机动车的尾气浓度的测量精度。在本实施例中，还进一步获取了目标机动车的尾气在不同扩散位置处的第二尾气浓度值。

具体的，在本实施例中，是根据目标机动车的尾气在空气当中的扩散形态由近及远的选取测量位置点，然后，再在这些测量位置点测量得到目标机动车的尾气浓度值。

并且，在实际应用中，可以是以离散不均匀分布的方式选取目标机动车的尾气的测量位置点，也可以是以规则圆周状分布的方式选取目标机动车的尾气的测量位置点，还可以是在垂直方向上的不同高度位置选取目标机动车的尾气的测量位置点，也即，此步骤的目的是为了获取能够表征目标机动车尾气在扩散过程中尾气浓度的动态变化值，此处对于获取目标机动车尾气在扩散过程中尾气浓度变化值的测量方式不作具体的限定。

步骤s13：获取目标机动车在排放尾气时的空气质量参数；

能够想到的是，目标机动车在行驶过程中，会受到各种因素的干扰，比如：目标机动车的属性、行驶路况、天气情况、交通状况以及空气质量参数，而空气质量参数当中的温度、湿度、风速、空气中粉尘含量等会让目标机动车尾气的测量精度误差更大，所以，在本实施例中，为了避免这些因素的干扰，还进一步测量了目标机动车当前所处环境的空气质量参数。

此处，用来获取目标机动车在排放尾气时的空气质量参数的方法多种多样，比如：可以通过气体电化学传感器来测量空气质量参数，也可以通过红外线吸收空气当中的二氧化碳的浓度来检测空气质量参数，当然，还可以是通过其他方法来测量得到空气当中的空气质量参数，此处对于获取空气质量参数的方式不作具体的限定。

步骤s14：对第一尾气浓度值、第二尾气浓度值和空气质量参数进行分析计算，得到尾气的第三尾气浓度值。

可以理解的是，当测量得到了目标机动车的尾气在排放源处的第一尾气浓度值、在不同扩散位置处的第二尾气浓度值以及目标机动车在排放尾气时的空气质量参数时，就能够根据获取到的这些数据对目标机动车的第三尾气浓度值进行分析计算，从而得到更加精确的目标机动车的尾气浓度测量值。

并且，在实际应用中，当通过上述方法测量得到了目标机动车的第三尾气浓度值以后，为了方便工作人员在后续过程中对尾气检测站点中机动车的尾气浓度值进行实时的监控，还可以将测量得到的目标机动车的第三尾气浓度值存储至预设数据库当中，以方便工作人员对尾气检测站点的机动车尾气排放情况进行实时的查看。

此外，工作人员还可以通过尾气检测站点上的视频监控系统获取机动车的各种行驶状态，然后，将机动车在不同行驶状态下的尾气排放浓度进行分类存储，或者，工作人员还可以通过上述同样的方法，将在不同时间段、不同天气情况下以及不同监测区域监测得到的不同机动车的尾气浓度值进行再次细化分类。之后，再将在尾气检测站点不同时间段测量得到的各个机动车尾气的测量浓度值绘制成相应的曲线图，最后，工作人员就可以通过调取不同时间段的机动车尾气的检测数据，对尾气监测站点的机动车的尾气排放状况进行分析与评估。

需要说明的是，在实际应用中，绘制的曲线图可以是以天为单位，也可以是以周单位，也可以是以月为单位，还可以是根据实际情况，工作人员以自定义的时间周期来绘制尾气检测站点的机动车的尾气浓度值的曲线图，此处不作具体的限定。

可见，在本实施例中，当目标机动车在排放尾气时，首先是获取目标机动车的尾气在排放源处的第一浓度值，然后获取目标机动车的尾气在不同扩散位置处的第二浓度值，再获取目标机动车在排放尾气时的空气质量参数，最后，将目标机动车的尾气的第一浓度值、第二浓度值以及空气质量参数进行综合分析，得到目标机动车的尾气浓度值。显然，在本实施例中，因为增加了对目标机动车的尾气在排放过程中尾气浓度变化值动态监测的步骤和对空气质量参数进行检测的步骤，不仅避免了空气质量参数的干扰，而且，还综合了尾气在不同扩散位置处的尾气浓度值来对目标机动车的尾气浓度值进行测量分析，所以，通过本实施例中的方法能够使得监测得到的目标机动车的尾气浓度值更为精确。

基于上述实施例，本实施例对上述实施例作进一步的说明与优化，具体的，上述步骤s11：当目标机动车排放尾气时，获取尾气在排放源处的第一尾气浓度值的过程，包括：

当目标机动车排放尾气时，利用遥感监测技术获取尾气在排放源处的第一尾气浓度值。

在本实施例中，是利用遥感监测技术来获取目标机动车的尾气在排放源处的第一尾气浓度值，也即，在实际应用当中，会预先在尾气检测站点的道路一侧设置有尾气遥感监测设备，当目标机动车通过尾气检测站点时，尾气遥感监测设备会发出激光，并且，该激光会穿过目标机动车的尾气照射至放置在尾气检测站点道路另一侧的光强接收器中。能够想到的是，由于目标机动车的尾气会吸收激光中的光线，那么，激光在穿过尾气之后，激光的光照强度就会发生改变，此时，利用尾气遥感监测设备对变化的光照强度进行测量，就可以测量得到目标机动车的尾气在排放源位置处的第一尾气浓度值。

基于上述实施例，本实施例对上述实施例作具体的说明与优化，具体的，上述步骤s12：获取尾气在不同扩散位置处的第二尾气浓度值的过程，包括：

以地面为参照物，获取尾气在不同高度扩散位置处的第二尾气浓度值。

可以理解的是，当目标机动车的尾气排出排气筒之后，尾气会向空气当中四处弥漫，那么，尾气的尾气浓度值也会发生变化，并且，空气当中的风向、风速以及空气中的其他参数值都会影响目标机动车的尾气浓度值的测量精度。并且，目标机动车的尾气在扩散过程中，其烟羽的姿态多种多样，会随着风向、风速以及当天的天气状况呈现出不同的姿态，所以，在本实施例中，为了使得测量的目标机动车的尾气浓度值更加精确，是以地面为参照物，获取目标机动车尾气在不同高度扩散位置处的第二尾气浓度值。

如图2所示，具体的，上述步骤：获取尾气在不同高度扩散位置处的第二尾气浓度值的过程，包括：

步骤s121：利用红外摄像机拍摄尾气在不同高度扩散位置处的红外图像；

步骤s122：利用红外图像估计尾气的第二尾气浓度值。

在本实施例中，提供了一种测量目标机动车的尾气的方法，也即，以地面为参照物，利用红外摄像机拍摄目标机动车的尾气在不同高度扩散位置处的红外图像，能够想到的是，根据拍摄得到的红外图像，能够得到目标机动车的尾气在扩散过程中的温度值，而尾气的温度值与尾气的尾气浓度值具有线性约束关系，所以，当获取到了目标机动车的尾气的温度值时，就能够根据观测到的温度值获取到目标机动车的尾气浓度值，而且，利用本实施例中的方法，也能够避免空气当中其他气体或杂质对检测结果所造成的影响。

或者，如图3所示，上述步骤：获取尾气在不同高度扩散位置处的第二尾气浓度值的过程，包括：

步骤s01：利用目标杆上安装的空气检测装置获取尾气在第一预设位置组处的第一浓度值；

在本实施例中，提供了另一种测量目标机动车的尾气的方法，如图4所示，在实际应用当中，为了获取目标机动车的尾气在不同高度位置处的尾气浓度值，还可以在目标杆上安装空气检测装置来获取目标机动车的尾气在第一预设位置组处的第一浓度值，也即，以此种方式来获取目标机动车的尾气在较低位置处的尾气浓度值。

需要说明的是，此处的目标杆可以是尾气监测站点的照明杆塔，也可以是电线杆，还可以是预先在尾气监测站点设置的其他类型的杆状物体，此处不作具体的限定。

而且，此处的第一预设位置组是指多个预设的不同位置，也即，在实际应用中，可以是在目标杆上呈等高状安装空气检测装置，也可以是在目标杆上呈非均匀等高状安装空气检测装置，还可以是以概率学或者是以人工经验来选择如何在目标杆上安装空气检测装置，以此来获取目标机动车的尾气在不同高度位置处的第一浓度值，此处不作具体的限定。

步骤s02：利用无人机和/或飞机和/或飞艇和/或气球探测仪上搭载的空气检测装置获取尾气在第二预设位置组处的第二浓度值；

步骤s03：将第一浓度值和第二浓度值进行汇总，得到第二尾气浓度值。

可以理解的是，目标机动车在排放尾气的过程中，会对目标机动车当前所处环境中的气体造成污染，从而使得距离目标机动车较近位置处的空气质量变差，进而严重影响机动车尾气的测量精度，并且，由于目标杆的高度有限，不能获取到较高位置处的目标机动车的尾气浓度值。

所以，在本实施例中，为了避免距离目标机动车较低位置目标机动车尾气所造成的干扰，还利用无人机和/或飞机和/或飞艇和/或气球探测仪上搭载的气体检测装置来获取目标机动车的尾气在第二预设位置组处的第二浓度值，也即，当无人机和/或飞机和/或飞艇和/或气球探测仪飞行到不同高度位置时，可以利用无人机和/或飞机和/或飞艇和/或气球探测仪上搭载的气体检测装置来获取目标机动车的尾气在较高位置处的尾气浓度值，也即，第二浓度值。同样，此处的第二预设位置组是指不同高度位置的预设位置。

能够想到的是，当通过上述方式获取到了目标机动车的尾气在不同高度位置处的尾气浓度值时，就获取到了目标机动车的尾气在不同层次高度的尾气浓度值，然后，将获取得到的目标机动车的尾气在不同层次高度的尾气浓度值、在排放源处的尾气浓度值和空气当中的空气质量参数进行分析计算，就可以得到目标机动车更为精确的尾气浓度值。

具体的，气体检测装置为pc-3a便携式空气质量监测仪。

可以理解的是，pc-3a便携式空气质量监测仪具有检测速度快、灵敏度高、稳定性好、便于携带和操作简单等优点，并且，通过pc-3a便携式空气质量监测仪可以将测量得到的空气中的尾气浓度值直接显示在pc-3a便携式空气质量监测仪的显示器屏幕上，方便工作人员的实时查看，所以，在本实施例中，是利用pc-3a便携式空气质量监测仪来检测检测空气当中的尾气浓度值。

基于上述实施例，本实施例对上述实施例作进一步的说明与优化，具体的上述步骤s14：对第一尾气浓度值、第二尾气浓度值和空气质量参数进行分析计算，得到尾气的第三尾气浓度值的过程，包括：

利用预设算法对第一尾气浓度值、第二尾气浓度值和空气质量参数进行分析计算，得到尾气的第三尾气浓度值；

其中，预设算法的表达式为：

式中，x(x,y,z,t,h)为目标机动车的尾气在下风向为x米、横向为y米、地面上方为z米处、排放尾气的时间为t、排放管高度为h处的尾气浓度值，q为尾气在排放源处的释放速率，uyz为在水平扩散参数为y米、垂直扩散参数为z米的平均风速，y为尾气在横向方向上的距离，z为尾气在垂直方向上的距离。

在本实施例中，是提供了一种对目标机动车的尾气进行计算的具体数学模型，在预设算法的数学模型中是将目标机动车的尾气在不同高度位置处的尾气浓度值、在尾气排放源处的释放速率、在尾气排放源处的尾气浓度值以及空气的风速等因素作为参考因素进行建模，以此来得到目标机动车的第三尾气浓度值。能够想到的是，利用该预设算法模型是对目标机动车的尾气在排放过程中的各种影响因素以及各种数据之间的关联性进行了分析，所以能够得到更为准确的目标机动车的尾气浓度值。

相应的，本发明还公开了一种机动车尾气监测装置，如图5所示，该装置包括：

第一浓度测量模块21，用于当目标机动车排放尾气时，获取尾气在排放源处的第一尾气浓度值；

第二浓度测量模块22，用于获取尾气在不同扩散位置处的第二尾气浓度值；

空气参数获取模块23，用于获取目标机动车在排放尾气时的空气质量参数；

数值分析模块24，用于对第一尾气浓度值、第二尾气浓度值和空气质量参数进行分析计算，得到尾气的第三尾气浓度值。

相应的，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如前述公开的一种机动车尾气监测方法的步骤。

相应的，本发明还公开了一种机动车尾气监测设备，如图6所示，该设备包括：

存储器31，用于存储计算机程序；

处理器32，用于执行计算机程序时实现如前述公开的一种机动车尾气监测方法的步骤。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种机动车尾气监测方法、装置、介质及设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。