文章编号：2095-6835（2023）01-0110-03
江鲲，张洪宝，郑晓晓，林夕腾，施嘉炜
（上海市计量测试技术研究院，上海201203）
摘要：概述了“双碳”背景下机动车尾气排放的检验方式和发展趋势，分别从机动车定期年检及设备计量、机动车日常监管及设备计量2方面对机动车尾气排放检验方法、检验设备计量方法和现状进行阐述，最后总结了机动车尾气排放监管的重要性及检验设备计量的发展方向和不足。
关键词：机动车；尾气排放；检验方法；设备计量
中图分类号：U467.48文献标志码：A DOI：10.15913/jki.kjycx.2023.01.031
机动车尾气排放检验是评价机动车性能和筛查排放超标车辆的重要手段，包括车辆定期年检、不定期路检抽查、定点检测、在线实时监测等方式。机动车尾气排放检验设备量值的准确可靠对于机动车尾气排
放监管十分重要，需经计量机构定期检定、校准或检测，以保障测量数据的准确性。随着国家“碳达峰、碳中和”为目标的交通运输绿低碳发展趋势和政策支持，机动车尾气排放的检验方法和监管方式面向双碳监管、智能化、物联网、实时在线监测等方向发展[1]，检验设备的计量技术也在快速跟进，为计量器具的量值统一和准确可靠提供计量技术支撑。
1机动车定期年检及设备计量
1.1尾气排放检测和计量方法
根据《道路交通安全法实施条例》，机动车检验机构依据GB3847—2018《柴油车污染物排放限值及测量方法（自由加速法及加载减速法）》和GB18285—2018《汽油车污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）》对法定年限要求的机动车定期进行年检，检测机动车尾气的体积分数（HC、CO、CO2、NO、O2）、氮氧化物（NO x）、不透光度、光吸收系数等是否符合排放限值要求，以保障在用机动车尾气排放性能满足国家标准。
尾气排放检验用设备主要包括汽车排放气体测试仪、透射式烟度计、柴油车氮氧化物检测仪、OBD诊断仪等，计量机构依据JJG688—2017《汽车排放气体测试仪检定规程》、JJG976—2010《透射式烟度计检定规程》、JJF1873—2020《柴油车氮氧化物（NO x）检测仪校准规范》等建立计量标准，开展相关计量器具的计量工作，有效保障机动车尾气排放检验设备的量值准确可靠。设备校准过程如图1
所示。
图1柴油车氮氧化物（NO x）检测仪校准过程图
机动车尾气排放检测设备的测量项目和技术指标众多，其中，CO、CO2、不透光度、光吸收系数等指标主要反映尾气中碳排放的体积分数。HC、NO、NO x、NO-NO2转化率等指标主要表征尾气中对环境产生污染的温室气体的体积分数。
通过对尾气中多组份气体项目的检测和设备计量，可以直观反映机动车的尾气排放性能，有效保障检测数据的量值准确。尾气检测主要设备的技术指标如表1所示。
1.2新型尾气检测设备及标准
OBD诊断仪是GB3847—2018和GB18285—2018中新增的检验设备，可以检验机动车OBD系统（车载诊断系统）环保相关的数据流、故障码、IUPR率、就绪状态等是否符合要求，并作为评判机动车尾气排放量值合格与否的依据[2-3]。2021年，环保部发布
HJ 1237—2021《机动车排放定期检验规范》，对OBD 诊断仪的功能、协议及使用要求等作了具体要求，加强对OBD 诊断仪的检测与监管日渐迫切。目前，中国计量协会发布了团体标准T/CMA JD 042—2021《机动车排放检验用OBD 诊断仪检验项目和方法》，填补了
国内机动车排放检验用OBD 诊断仪缺乏检验方法的空白，为OBD 诊断仪的检测和监管提供了有效手
段，对于规范OBD 诊断仪的生产和使用、保障OBD 诊断仪的数据准确可靠具有重要意义。
OBD 诊断仪检验方法和过程如图2所示。
表1
尾气检测主要设备的技术指标
序号
设备
测量项目测量范围最大允许误差绝对误差相对误差1汽车排放气体测试仪（
00级）
HC
0%～0.2%±0.0004%±3%CO 0%～5%±0.02%±3%CO 20%～16%±0.3%±3%NO 0%～0.4%±0.0025%±4%O 2
0%～21%±0.1%±5%2透射式烟度计
不透光度N 0%～100%±2%
/光吸收系数K
0～9.99m -1不一致性小于等于0.05m -1
/3柴油车氮氧化物检测仪
NO 0%～0.4%±0.0025%±4%NO 20%～0.1%±0.0025%
±4%CO 2
0%～18%/±5%NO-NO 2转化率
0%～100%
≥90%
/
（a ）T/CMA JD 042—2021标准
（b ）OBD 诊断仪检验过程图图2
OBD 诊断仪检验方法和过程图
2机动车日常监管及设备计量
2.1尾气排放监测和计量方法
国家环保监管部门十分重视机动车尾气排放的日
常监管，主要分为3种方式，即路检抽查、定点检测和在线实时监测。路检抽查主要由环境监测中心（站）依据GB 36886—2018《非道路柴油移动机械排放烟度限制及测量方法》等，使用汽车排放气体测试仪、透射式烟度计、手持式林格曼黑度仪等不定期对在用机动车或非道路柴油移动机械的尾气排放量值进行检测。对于定点监测，环保监管部门在车辆密集交通路口定点安装机动车尾气遥感检测
系统、黑烟车电子抓拍系统等设备，可以快速对行驶机动车的尾气检测进行抓拍并实时上传，有效筛查高排放、高污染车辆。在线实时监测一般由环保监管部门依据GB 17691—
2018《重型柴油车污染物排放限值及测量方法》对部分柴油车强制安装OBD 在线监测模块，实时监控机动车尾气排放的氮氧化物、排气烟度等指标并上传至环保局，实时监测尾气排放量值是否符合要求。2020年起，浙江省等地区要求对安装OBD 在线监测模块并与生态环境部门联网且稳定达标排放的柴油车，可采纳环保监测数据并作为车辆年检的依据。
机动车尾气遥感检测系统、黑烟车电子抓拍系统是近几年新兴的计量器具，可对尾气中HC 、CO 、CO 2、NO 、林格曼黑度等指标进行检测。计量机构依据JJF 1835—2020《机动车尾气遥感检测系统校准规范》、
JJF （京）72—2019《黑烟车电子抓拍系统校准规范》等建立对相关设备的计量能力，为相关设备的量值溯
源保驾护航[4]。设备校准过程如图3、图4
所示。
图3
机动车尾气遥感检测系统校准图
（a ）静态校准
（b ）动态校准
图4黑烟车电子抓拍系统校准图
机动车尾气排放检测设备的测量项目主要包括HC 、CO 、CO 2、NO 、林格曼黑度等，监测设备通过高科技技术手段可以实时监测路上行驶的机动车的尾气排放指标，从而实现对高污染排放车辆和黑烟车的筛查和治理。目前，机动车尾气遥感检测系统、黑烟车电子抓拍系统已经在全国范围内推广应用，为城市交通污染治理和碳排放监测起到了重要的技术支撑作
用。尾气监测主要设备的技术指标如表2所示。
表2
尾气监测主要设备的技术指标
序号
设备
测量项目测量范围最大允许误差
绝对误差相对误差1
机动车尾气遥感检测系统
HC
0%～0.02%（C 4H 6）±0.001%±10%0%～0.5%（C 3H 8）
±0.01%±10%CO 0%～10%±0.25%±10%CO 20%～16%±0.25%±10%NO 0%～0.5%±0.005%±10%不透光度N 0%～100%±2%/2黑烟车电子抓拍系统
林格曼黑度
0～5级
±0.5级
/
2.2新型监测设备和方法研究
重型柴油车OBD 在线监控系统属于机动车尾气数字化新型监管设备，目前缺乏计量技术规范。上海市计量测试技术研究院已立项《重型柴油车OBD 在线监控系统校准方法及关键技术研究》课题，开展数字计量方法研究，并牵头推进长三角一体化计量规范制定和实施工作，该项目已纳入长三角一体化发展工作计划。另外，北京市计量检测科学研究院、上海市计量测试技术研究院等计量机构正积极开展手持式林格曼黑度仪、柴油车车载烟度计校准方法研究等课题，在机动车尾气排放检验设备的计量领域走在了行业前列，为机动车行业的健康发展和机动车检验提供了强有力的计量技术支撑，对于加强机动车尾气碳排放监管具有重要的现实意义。3总结
目前，国家对机动车尾气环保和检验设备计量的重视程度越来越高，市场监管总局发布的《计量发展规划（2021—2035）》指出：面向交通强国、质量强国等国家重大需求，围绕交通运输等重点领域的迫切计量需求，开展关键核心计量技术攻关；重点针对环境监测对计量技术的迫切需求，提高环境监测数据准确度。机动车尾气排放检验设备计量正朝着双碳计量、远程校准、数字化、物联网等方向发展。然而，机动车检验设备计量发展还有不足之处，如部分新兴数字化计量器具的数字计量方法还不健全、不同地区采用的校准方法不统一、各个计量机构的计量能力参差不齐等。应加强对机动车尾气排放检验设备的计量和研究，为环境监管部门有效进行机动车排放超标筛查和治理提供计量技术支撑，助力交通运输绿低碳发展。参考文献：
［1］叶巧璇.浅谈新形势下机动车尾气排放定期检验管
理［J ］.厦门科技，2020（5）：17-18.
［2］中国环境科学研究院.GB 3847—2018柴油车污染
物排放限值及测量方法（自由加速法及加载减速法）［S ］.北京：中国环境出版社，2018.
（下转第115页）
3新型架构下的关键技术
针对楼宇设备剩余寿命预测中多传感器监测数据维度高、规模大以及设备长期运行所积累的时间序列信息不完备等问题，首先利用变分模态分解将历史数据序列分解成多个具有不同工况和不同长度时间片的子序列[2]，分解后的子序列利用长短期记忆网络分别针对单一传感器进行时间序列预测，将预测结果整合输入到深度置信网络提取健康指标[3]，结合健康指标预测曲线和失效阈值得到楼宇设备剩余寿命的预测结果。
针对楼宇设备运行能耗高及联网设备寿命终止的时间不确定性等问题，基于区块链技术的密码学原理加密算法积累和分析楼宇设备能耗数据[4]，通过分项计量将楼宇各个区域耗电量、耗水量、耗气量等数据直观展示给运营管理人员，基于不可篡改、真实可信的能耗数据提出节能运营方案，控制运营成本。基于区块链去中心化的优点，联网设备实现信息的自我验证、传递和管理，基于各节点记录的设
备历史运行信息，实时更新设备的运行状态模型，及时发现故障和低能效工况，并自动匹配专家库寻求最优解决方案，以延长设备有效运行寿命，降低设备更新频率，缩短楼宇投资回报周期。
智慧楼宇长期运行积累了海量视频数据，占用存储空间大，回放与检索效率低[5]，云计算中心服务器计算能力有限。通过去除视频图像冗余信息，将部分或全部视频迁移到边缘处，由此降低对云中心的计算、存储和网络带宽需求，提高视频分析的速度；为了降低上传的视频数据量，基于边缘预处理功能，构建基于行为感知的视频监控数据弹性存储机制，实时提取和分析视频中的行为特征，实现监控场景行为感知的数据处理机制，根据行为特征决策功能，实时调整视频数据，在兼容现有智能处理的功能基础上，增加了
“事中”事件监测和“事中”事件报告的功能，既减少无效视频的存储，降低存储空间，又增强证据信息的可信性，提高视频数据存储空间利用率。
4结论
汽车尾气检测“云-雾-边”3层架构及相应智能算法可以在已有的和新的楼宇建筑中实施，提高楼宇数化、互动、先知、先觉和共智能力，但是应该看到国产化系统与产品依然存在不足，相关硬件产品开发有待加强，先进的智能制造技术与数字孪生等虚拟建模技术也是提升楼宇智慧化的科学手段，这些都需要政策法规与人才力量支持。
参考文献：
［1］宋海鹰，陈志文，邱佰平，等.基于物联网和边缘计算的智能化建筑管理系统及应用［J］.物联网
学报，2020，4（4）：98-104.
［2］李京峰，翔，项华春，等.基于LSTM-DBN 的航空发动机剩余寿命预测［J］.系统工程与电
子技术，2020，42（7）：1637-1644.
［3］乔元健.基于深度学习算法的楼宇消防系统设计［J］.智慧工厂，2020（4）：48-50.
［4］支建杰，徐雯娴.区块链技术与公共建筑能耗数据应用的融合探索［J］.上海节能，2020（7）：666-670.［5］施巍松，孙辉，曹杰，等.边缘计算：万物互联时代新型计算模型［J］.计算机研究与发展，2017，
54（5）：907-924.
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作者简介：任会峰（1981—），男，博士，博士后，目前从事智慧楼宇产品与系统开发工作。
通讯作者：鄢锋，教授级高级工程师。
（编辑：严丽琴）
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［3］中国环境科学研究院.GB18285—2018汽油车污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况
法）［S］.北京：中国环境出版社，2018.
［4］郑晓晓，张洪宝，张鹏举，等.柴油车排气林格曼黑度检测设备的计量方法研究［J］.计量与测试
技术，2020，47（7）：71-72.作者简介：江鲲（1977—），男，上海人，上海市计量测试技术研究院工程师，一级注册计量师，研究方向为法制计量管理、车检设备计量等。
通讯作者：张洪宝（1990—），男，硕士，工程师，一级注册计量师，国家二级计量标准考评员，研究方向为车检设备计量。
（编辑：丁琳）
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