机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监管系统和方法

摘要

本发明属于大气污染控制技术领域，并公开了机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监管系统及方法。该系统包括：用于监测并发出所监管的机动车船的废气和微细颗粒排放信息、用于发出所监管的机动车船的ID地址序号的在线监测终端；用于初步判断所监管机动车船排放是否超标的区域性在线识别机构，以及用于对机动车船进行管控的上位机管理平台。本发明的系统使得所监管的机动车船、区域性在线识别机构和上位机管理平台形成相互关联的整体结构，确保有效、迅速的管控机动车船的废气和微细颗粒排放，从而将城市内机动车船对大气质量的综合影响控制在所需范围内。本发明的监管方法响应迅速、有效性和可靠度高，本发明的监管系统成本可控、便于推广施行。

说明书

技术领域

本发明属于资源与环境技术领域，更具体地，属于大气污染控制技术领域， 并涉及一种机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监管系统和方法。

背景技术

随着社会发展进程的加快，城市大气环境质量日益引起人们的重视。导致 城市大气环境质量下降的因素较多，其中一个重要因素即为机动车船所排出的 燃油废气和废气中的微细颗粒。机动车船燃油废气和微细颗粒对人体身体健康 和环境质量均有影响，例如微细颗粒PM2.5可进入人体呼吸系统并导致肺癌 等呼吸系统疾病，也可导致灰霾天气等环境问题。为控制机动车辆的废气排放， 目前已在一些城市采用机动车辆单双号限行、号召机动车辆使用小排量，报废 落后性能车船，鼓励市民举报超标排放，同时也应用大气环境监测对废气排放 量、废气的组成以及废气中微细颗粒浓度等进行实时测量。但是以上方法均难 以有效管控机动车船的燃油废气和微细颗粒的超标排放；难以实现对单个机动 车船的燃油废气和微细颗粒排放量的有效控制；更难以实现区域机动车船数量 增长时使燃油废气和微细颗粒的排放总量下降。

发明内容

本发明希望解决的技术问题在于，针对现有技术中尚不能对机动车船的燃 油废气和微细颗粒排放进行有效监管的缺陷，提供一种可有效监测并进一步有 效管控机动车船的燃油废气和微细颗粒排放的智能监管系统和方法。

本发明通过以下技术方案解决其希望解决的技术问题：提供机动车船燃油 废气和微细颗粒排放的智能监管系统，包括：

在线监测终端，设置在所监管的机动车船的燃油动力系统上，用于监测和 发出所监管的机动车船的废气和微细颗粒信息、以及用于识别和发出所监管的 机动车船的ID地址序号；

区域性在线识别机构，其与所述在线监测终端连接，用于接收、存储和识 别所述在线监测终端发出的废气和微细颗粒信息以及ID地址序号，并据此生 成且发出机动车船的第一级状态信息；以及

上位机管理平台，其与所述区域性在线识别机构连接，用于接收、存储和 识别所述区域性在线识别机构发出的第一级状态信息，据此生成机动车船的第 二级状态信息，并根据所述第二级状态信息对所述机动车船进行管控。

在上述机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监管系统中，所述在线监 测终端包括：

在线取样机构，设置在所述机动车船的燃油废气和微细颗粒的排放管的出 口端，用于采集并发出废气和微细颗粒测试样；

在线监测机构，用于接收并处理所述废气和微细颗粒测试样、以得到所述 废气和微细颗粒信息；

监控机，用于启动和关闭所述在线取样机构和在线监测机构、识别所述机 动车船的ID地址序号以及同时发送所述ID地址序号及所述废气和微细颗粒信 息；以及

第一北斗导航收发器，用于接收所述监控机发出的所述废气和微细颗粒信 息以及ID地址序号，并向北斗卫星导航系统发出所述接收的废气和微细颗粒 信息以及ID地址序号。

在上述机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监管系统中，所述废气和 微细颗粒信息包括单位时间的废气排放量、单位体积的微细颗粒毫克数和机动 车船的单元排放时间。

在上述机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监管系统中，所述监控机 与所述燃油动力系统间还设有用于确保所述监控机在所述燃油动力系统启动 时已上电并处于工作状态的电气联锁装置。

在上述机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监管系统中，所述在线监 测终端还包括与所述监控机连接的温度预警机构，当所述机动车船的燃油动力 系统的温度达到温度预警机构的温度阈值时，所述监控机启动所述在线取样机 构和在线监测机构。

在上述机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监管系统中，所述区域性 在线识别机构包括：

第二北斗导航收发器，用于接收所述在线监测终端发出的废气和微细颗粒 信息以及ID地址序号；

服务器，用于根据所述ID地址序号对接收到的废气和微细颗粒信息进行 分类识别，以得到并发出与所述ID地址序号对应的废气和微细颗粒信息；及

数据库，所述数据库用于确定监测时间长度，所述数据库内存储有与所述 ID地址序号和所述监测时间长度对应的第一级排放阈值信息，所述数据库用 于比较所述监测时间长度内与ID地址序号对应的废气和微细颗粒信息和与ID 地址序号对应的第一级排放阈值信息，以生成且发出所述机动车船的第一级状 态信息。

在上述机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监管系统中，所述监测时 间长度包括单个取样周期和单次运行时间长度，所述第一级状态信息包括单测 次第一级状态信息和单车次第一级状态信息。

在上述机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监管系统中，所述单测次 第一级状态信息包括单个取样周期内的废气排放量、单位体积的微细颗粒毫克 数、单个取样周期内的废气排放量是否超标、单个取样周期内的微细颗粒浓度 是否超标和单个取样周期内的废气排放量的超标总量；以及

所述单车次第一级状态信息包括：单次运行时间长度内的废气排放量、单 位体积的微细颗粒毫克数、单次运行时间长度内的废气排放量是否超标、单次 运行时间长度内的微细颗粒浓度是否超标、单次运行时间长度内微细颗粒浓度 超标时间区段、单次运行时间长度内废气排放量超标时间区段、单次运行时间 长度内的废气排放量的超标幅度、单次运行时间长度内的微细颗粒浓度的超标 幅度、单次运行时间长度内的废气排放量的超标总量、单次运行的起讫时间区 段和单次运行时间长度内的运行位置区段。

在上述机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监管系统中，所述上位机 管理平台用于确定监管时间长度，根据所述ID地址序号和所述监管时间长度 确定第二级排放阈值信息，对所述第一级状态信息进行累加计算得到累加状态 信息；对累加状态信息与所述第二级排放阈值信息进行比较，得到所述第二级 状态信息；并根据所述第二级状态信息对所述机动车船进行管控。

在上述机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监管系统中，所述第二级 状态信息包括：所述监管时间长度内与ID地址序号对应的总运行时间长度、 监管时间长度内废气排放总量、监管时间长度内微细颗粒排放总量、监管时间 长度内废气排放量累加超标量、监管时间长度内微细颗粒浓度累加超标量、监 管时间长度内废气排放量累加超标时间长度和监管时间长度内微细颗粒浓度 累加超标时间长度。

在上述机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监管系统中，所述上位机 管理平台内还设有与所述ID地址序号和监管时间长度对应的第三级排放阈值 信息，所述上位机管理平台通过比较所述累加状态信息和所述第三级排放阈值 信息对所监管的机动车船进行提醒管控。

在上述机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监管系统中，所述上位机 管理平台内还设有与所述ID地址序号对应的第N级排放阈值信息，所述上位 机管理平台通过比较所述累加状态信息和所述第N级排放阈值信息对所监管 的机动车船进行管控。

在上述机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监管系统中，所述在线监 测终端与所述区域性在线识别机构通过北斗卫星导航系统连接，所述区域性在 线识别机构与所述上位机管理平台通过互联网连接。

根据本发明的另一方面，提供机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监 管方法，其中，所述方法包括以下步骤：

S1：设置在所监管的机动车船的燃油动力系统上的在线监测终端识别所监 管的机动车船的ID地址序号及监测所监管的机动车船的废气和微细颗粒信 息，并将所述ID地址序号以及废气和微细颗粒信息发往区域性在线识别机构；

S2：所述区域性在线识别机构接收且存储所述在线监测终端发出的ID地 址序号及废气和微细颗粒信息，据此生成机动车船的第一级状态信息，并将所 述第一级状态信息发往上位机管理平台；以及

S3：所述上位机管理平台接收且存储所述区域性在线识别机构发出的第一 级状态信息，据此生成机动车船的第二级状态信息，并根据所述第二级状态信 息对所述机动车船进行管控。

在上述机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监管方法中，所述步骤 S1包括以下子步骤：

S11：设置在所述机动车船燃油废气和微细颗粒的排放管的出口端的在线 取样机构采集废气和微细颗粒测试样，并将采集的废气和微细颗粒测试样发往 在线监测机构；

S12：所述在线监测机构接收并处理所述废气和微细颗粒测试样，得到所 述废气和微细颗粒信息，并将废气和微细颗粒信息发往监控机；

S13：所述监控机识别所述ID地址序号，并同时向第一北斗导航收发器 发送所述ID地址序号以及所述废气和微细颗粒信息；以及

S14：所述第一北斗导航收发器接收所述监控机发出的所述废气和微细颗 粒信息及所述ID地址序号，并向北斗卫星导航系统发出所述接收的废气和微 细颗粒信息及所述ID地址序号。

在上述机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监管方法中，所述步骤 S2包括以下子步骤：

S21：接收所述在线监测终端发出的废气和微细颗粒信息以及ID地址序 号；

S22：根据所述ID地址序号对接收到的废气和微细颗粒信息进行分类识 别，以得到与所述ID地址序号对应的废气和微细颗粒信息；

S23：确定监测时间长度，根据所述ID地址序号和所述监测时间长度确 定与ID地址序号对应的第一级排放阈值信息；以及

S24：比较所述监测时间长度内与ID地址序号对应的废气和微细颗粒信 息和与ID地址序号对应的第一级排放阈值信息，以生成且发出所述机动车船 的第一级状态信息。

在上述机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监管方法中，所述步骤 S3包括以下子步骤：

S31：接收所述第一级状态信息，对所述第一级状态信息进行累加计算得 到累加状态信息；

S32：确定监管时间长度，根据所述ID地址序号和所述监管时间长度确 定第二级排放阈值信息；

S33：比较所述累加状态信息和所述第二级排放阈值信息，得到所述第二 级状态信息；以及

S34：根据所述第二级状态信息对所述机动车船进行管控。

在上述机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监管方法中，上位机管理 平台内还设有其他多个排放阈值信息，例如第三级排放阈值信息、第N级排 放阈值信息，上位机管理平台可依据不同的多个排放阈值信息、根据政府具体 的管理目标对累加状态信息进行识别，并依据识别(例如比较判断)过程中产 生的不同结果对机动车船进行提醒、处罚等管控。

实施本发明可以获得以下有益效果：通过设置在机动车船上的在线监测终 端可在机动车船启动后实时监测其废气和微细颗粒排放状况，通过区域性在线 识别机构可基于实时监测结果确定所监管的机动车船是否处于排放超标状态 和具体的排放超标量，并由上位机管理平台基于区域性在线识别机构的判定结 果对所监管的该机动车船进行综合管理和控制。本发明的智能监管系统使得所 监管的机动车船、区域性在线识别机构和上位机管理平台形成一相互关联的整 体结构，确保上位机管理平台有效、迅速的管控机动车船的废气和微细颗粒排 放；实现对单个机动车船的燃油废气和微细颗粒排放量的有效控制；实现区域 内机动车船数量增长时，使燃油废气和微细颗粒的排放总量下降，从而将城市 区域内机动车船对大气质量的综合影响控制在所需范围内。本发明的智能监管 方法响应迅速、有效性和可靠度高，本发明的智能监管系统成本可控、便于大 范围推广施行。

附图说明

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。附图中：

图1是根据本发明的机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监管系统 的示意图；

图2是根据本发明的在线监测终端的示意图；

图3是根据本发明的对机动车船的燃油废气和微细颗粒排放进行智能监 管的流程图；

图4是根据本发明的对机动车船的燃油废气和微细颗粒排放进行智能监 管的流程图。

具体实施方式

本发明涉及一种机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监管系统。该系 统通过设置在所监管的机动车船上的在线监测终端实时监测废气和微细颗粒 排放、通过区域性在线识别机构确定单次监测和机动车船单次运行过程中是否 存在排放超标、以及通过上位机管理平台确定特定监管时间长度内机动车船的 总排放量是否超标，并在排放超标的情况下对该类机动车船进行限制使用等管 控，从而对机动车船的废气和微细颗粒排放总量进行有效监管和控制。

如图1所示，本发明的机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监管系统 100(以下简称智能监管系统)包括依次连接的在线监测终端11、区域性在线 识别机构12和上位机管理平台13。其中，在线监测终端11与区域性在线识 别机构12通过北斗卫星导航系统连接，区域性在线识别机构12和上位机管理 平台13通过互联网、或也通过北斗卫星导航系统连接。图1所示的智能监管 系统可实现对在线监测终端11位于其上的机动车船的废气和微细颗粒排放的 实时监管。

参考图1和2，在线监测终端11通常设置在所监管的机动车船的燃油动 力系统上，其主要用于监测并发出机动车船的废气和微细颗粒信息。另外，本 领域技术人员可理解的是，通常为不同机动车船的燃油动力系统赋予不同的 ID地址序号，其代表不同机动车船的动力水平并起到特殊标识作用。在线监 测终端11可识别上述ID地址序号，并在发出监测到的废气和微细颗粒信息的 同时发出所监管的机动车船的ID地址序号，二者相互关联。本发明的在线监 测终端11包括在线取样机构111、在线监测机构112、监控机113和第一北斗 导航收发器114。以下将结合图2对上述在线监测终端11进行详细说明。

在线取样机构111设置在机动车船燃油废气和微细颗粒的排放管的出口 端，用于采集废气和微细颗粒测试样。优选地，在线取样机构111周期性地、 定量地采集废气和微细颗粒测试样。取样周期的具体设定与机动车船的类型、 行驶区域、使用年限等有关，并在规定的监管时间范围内可发生多次适应性调 整。例如，取样周期可为50ms或更长。现有技术中存在多种上述取样机构， 例如但不限于，本发明可采用微型定量取样泵定量抽取测试样。在每个取样周 期内，在线取样机构111均将采集到的废气和微细颗粒测试样发往在线监测机 构112。

在线监测机构112是在线监测废气和微细颗粒的仪器。其主要用于接收并 处理废气和微细颗粒测试样，从而获得后续可用于判断所监管的机动车船排放 是否超标的废气和微细颗粒信息。例如但不限于，废气和微细颗粒信息包括单 位时间的废气排放量、单位体积的微细颗粒毫克数和机动车船的单元排放时 间。应该理解的是，单位体积的微细颗粒毫克数即指微细颗粒浓度。此处所述 的机动车船的单元排放时间即指在线取样机构111每次取样的持续时间，也即 为单个取样周期的长度。因此，单位时间的废气排放量也可表述为单个取样周 期内的废气排放量。然后，监测结果传输至监控机113。

在线监测终端11的监控机113包括控制模块1131和监测数据收发模块 1132，其用于实时控制在线取样机构111和在线监测机构112的启动和关闭、 处理废气和微细颗粒信息、识别机动车船的ID地址序号以及同时发送ID地址 序号以及废气和微细颗粒信息。控制模块1131具有微处理器的功能，其可控 制在线监测终端11内各组件的运行状况，包括但不限于控制在线取样机构111 和在线监测机构112的开关、废气和微细颗粒信息的传送等。就控制在线取样 机构111和在线监测机构112的开关而言，通过设置与监控机113配合的温度 预警机构115实施开启控制。温度预警机构115设置于燃油动力系统的排气管 处，其可连续检测并向监控机113的监测数据收发模块1132发出排气管的实 时温度。随后由监控机113的控制模块1131确定所测得的实际温度是否大于 其内预设的排气管的温度阈值，若超出上述温度阈值则表明所监管的机动车船 已开始排气(或甚至稳定排气)，控制模块1131此时启动在线取样机构111和 在线监测机构112，开始对机动车船进行废气和微细颗粒采样与处理。可以理 解的是，温度预警机构115可以是独立于在线取样机构111的单独结构，其也 可以集成在在线取样机构111中。监控机113停止运行后，在线取样机构111 和在线监测机构112也一并停止运行。

另外，监控机113可识别特异性代表机动车船的燃油动力系统的ID地址 序号；在完成对单个取样周期内废气和微细颗粒测试样的处理后，控制模块 1131使该机动车船的ID地址序号和监测数据收发模块1132接收的废气和微 细颗粒信息相关联，并将两者一同发送至第一北斗导航收发器114的短报文接 口，紧接着发往北斗卫星导航系统。基于此点，监控机113的控制模块1131 兼具收发器和微处理器的功能。

本发明中，为确保对机动车船运行的准确监控，需要使监控机113在机动 车船的燃油动力系统启动时或启动前就已经上电并处于工作状态。如图2所 示，本发明的在线监测终端11包括设置在燃油动力系统和监控机113之间的 电气联锁装置116，其使得燃油动力系统和监控机113的线路同步锁定，从而 确保燃油动力系统启动时监控机113已经上电并处于工作状态。

这里需要说明的是，虽然以上结合各个独立机构描述在线监测终端，但本 发明也可采用集成设备/装置实现在线监测终端。例如，在线取样机构和在线 监测机构可为兼具取样和测试样处理的一体化机构，第一北斗导航收发器可集 成在监控机中，温度预警机构可与在线取样机构集成在一起等等。以上对在线 监测终端的具体示例仅用于解释目的，而不对在线监测终端的具体体系结构作 任何限制。

返回参考图1，区域性在线识别机构12包括第二北斗导航收发器121、服 务器122和数据库123，其用于基于其内存储的多个第一排放阈值，确定所监 管的机动车船在单次监测期间(单个取样周期内)和单次运行时间长度内是否 存在排放超标的现象，并将最终确定的第一级状态信息发往上位机管理平台 13。在本发明的优选实施例中，这里所用的表达“区域性”意思是：北斗卫星 导航系统可实时确定机动车船目前所在的地理位置(包含经度和纬度信息)， 根据得到的实时地理位置信息选定一待接收相关信息(例如，ID地址序号、 废气和微细颗粒信息等)的区域性在线识别机构，该区域性在线识别机构12 接收和识别在特定区域内运行的机动车船(的燃油动力系统)；其通过与ID地 址序号这一特征编号相关联的实时地理位置信息判定某一机动车船的燃油动 力系统是否属于其监管对象，并通过ID地址序号实现机动车船的跟踪监管， 只要该机动车船在区域性在线识别机构管辖的区域内运行，其均可接收关于该 机动车船的燃油动力系统的相关信息。这种“区域性”划定其优点在于：结合 实时地理位置信息管控机动车船可使本发明适应性增强、监控更为全面，并可 对在不同地区(例如省份)登记的所有机动车船进行全面公平的管控。

替代性地，本发明的“区域性”也可理解为：区域性在线识别机构12可 接收和识别未在划定的特定区域内登记但在该区域的实际运行时间超过特定 时间临界值的机动车船(的燃油动力系统)，这通过各个区域性在线识别机构 之间的通信连接得以实现；具体地，当某一机动车船在A区登记、但在B区 运行超过特定时间临界值时，A区的区域性在线识别机构可将该机动车船的ID 地址序号发往B区的对应机构，由B区的区域性在线识别机构对该机动车船 进行监管，或者A区的区域性在线识别机构将该机动车船的废气和微细颗粒 信息发往B区的对应结构，B区的区域性在线识别机构将判断结果回传给A 区的相应机构。各个区域性在线识别机构可通过互联网实现通信连接。另外， 本发明的“区域性”也可理解为：区域性在线识别机构接收和识别在特定区域 内登记的机动车船(的燃油动力系统)；其通过ID地址序号这一特征编号判定 某一机动车船的燃油动力系统是否属于其监管对象，并通过ID地址序号实现 机动车船的跟踪监管，即使该机动车船已驶离所划定的特定区域，该机构仍然 可继续接收关于该机动车船的燃油动力系统的相关信息。以下将结合优选实施 例中“区域性”的定义展开描述。

第二北斗导航收发器121可具有与第一北斗导航收发器114相同的配置和 功能，其与北斗卫星导航系统通信连接，从而接收在线监测终端11经北斗卫 星导航系统发出的废气和微细颗粒信息以及ID地址序号。除此之外，第二北 斗导航收发器121同时可接收北斗卫星导航系统确定的实时地理位置信息。随 后服务器122根据ID地址序号对接收的废气和微细颗粒信息进行分类识别， 根据ID地址序号分别将属于某一机动车船的所有废气和微细颗粒信息对应存 储至数据库123中。

数据库123为区域性在线识别机构12的核心组件，其内存储有多个与ID 地址序号对应的第一级排放阈值信息。所述与ID地址序号对应的第一级排放 阈值信息进一步可分为与ID地址序号和监测时间长度对应的第一级排放阈值 信息，即与该ID地址序号对应的单次监测期间的排放阈值信息和/或机动车船 单次运行期间的排放阈值信息；为便于描述和说明，将以上阈值信息分别称为 单测次第一级排放阈值信息和单车次第一级排放阈值信息。所述单测次第一级 排放阈值信息包括但不限于：单个取样周期内的废气排放量阈值、单位体积的 微细颗粒毫克数阈值(或称为单个取样周期内的微细颗粒浓度阈值)和/或单 个取样周期内的微细颗粒排放量阈值等。所述单车次第一级排放阈值信息包括 但不限于：单次运行时间长度内的废气排放量阈值、单位体积的微细颗粒毫克 数阈值(或称为单次运行时间内的微细颗粒浓度阈值)和/或单次运行时间长 度内的微细颗粒排放量阈值等。不同ID地址序号所对应的不同燃油动力系统 由于自身结构、配置等因素，通常具有不同的排放标准，也即具有不同的单测 次第一级排放阈值信息和单车次第一级排放阈值信息。

在具体监管过程中，数据库123首先确定监测时间长度，包括单个取样周 期的长度和单次运行时间的长度；然后根据ID地址序号和监测时间长度对应 调用其内存储的各个第一级排放阈值信息；紧接着将分别与某一ID地址序号 相对应的上述监测时间长度内的废气和微细颗粒信息与第一级排放阈值信息 进行比较，从而判断在某一监测时间长度内机动车船的排放浓度和排放量是否 超标。若确定特定机动车船的排放超标，则进一步确定排放超标的总量、超标 幅度、超标时间区段等，并生成第一级状态信息。具体地，第一级状态信息进 一步分为单测次第一级状态信息和/或单车次第一级状态信息。所述单测次第 一级状态信息包括单个取样周期内的废气排放量、单位体积的微细颗粒毫克 数、单个取样周期内的废气排放量是否超标、单位体积的微细颗粒毫克数是否 超标和单个取样周期内的废气排放量的超标总量。所述单车次第一级状态信息 包括单次运行时间长度内的废气排放量、单位体积的微细颗粒毫克数、单次运 行时间长度内的废气排放量是否超标、单位体积的微细颗粒毫克数是否超标、 单次运行时间长度内微细颗粒浓度超标时间区段、单次运行时间长度内废气排 放量超标时间区段、单次运行时间长度内的废气排放量的超标幅度、单次运行 时间长度内的微细颗粒浓度的超标幅度、单次运行时间长度内的废气排放量的 超标总量、单次运行的起讫时间区段和单次运行时间长度内的运行位置区段。

在本发明的一个优选实施例中，数据库123通过比较单个取样周期内的废 气和微细颗粒信息和单测次第一级排放阈值信息获得多个单测次第一级状态 信息，通过累加多个单测次第一级状态信息获得多个单车次第一级状态信息， 然后向上位机管理平台13发出单车次第一级状态信息。该实施例的优点在于， 依据单个取样周期的判断可提高整个系统的监测灵敏度，通过传送单车次第一 级状态信息可使互联网传送的信息量明显减少，因此对上位机管理平台的数据 处理能力要求降低，使网络通信负荷降低，有利于成本控制。换言之，优选实 施例的该智能监管系统兼具监测灵敏度高和成本可控的优点。

在本发明的另一替代性实施例中，数据库123也向上位机管理平台13发 出单车次第一级状态信息，但数据库123采用另一方法获得单车次第一级状态 信息。具体地，数据库123接收并存储单个取样周期内的废气和微细颗粒信息， 累加多个上述信息直至所监管机动车船的单次运行结束，然后再比较累加信息 和单车次第一级排放阈值信息获得单车次第一级状态信息。与上述优选实施例 相比，由于对排放是否超标的判断仅在单次运行结束后进行判断，可能在某一 单次运行开始时就已超标，但直到该次运行结束时才可确定已经超标。显然地， 该替代性实施例的监测灵敏度明显偏低。

在本发明的另一替代性实施例中，数据库123通过比较单个取样周期内的 废气和微细颗粒信息和单测次第一级排放阈值信息获得多个单测次第一级状 态信息，然后向上位机管理平台13发出单测次第一级状态信息。该实施例的 优点在于，监测灵敏度高，上位机管理平台可获得所监管的机动车船任何时候 的废气和微细颗粒排放状况，增强判断排放超标的灵敏度和准确度。但由于取 样次数多，获得的多个单测次第一级状态信息增加了上位机管理平台13处理 数据的负荷，对上位机管理平台13的数据处理能力有较高要求。

因此，通过区域性在线识别机构12可初步确定所监管的机动车船是否排 放超标，在将最终确定的第一级状态信息存储在数据库123中后通过互联网向 上位机管理平台13发出该第一级状态信息，由上位机管理平台13对所监管的 机动车船进行有效管理和控制。在上述优选实施例中，所选定的对机动车船进 行初步监管的区域性在线识别机构与机动车船运行的地理位置对应，可很好地 控制发生在其所管辖范围内所有机动车船的废气和微细颗粒排放状况，从而控 制其内废气和微细颗粒排放总量。

返回参考图1，上位机管理平台13为本发明的智能监管系统对机动车船 实施控制的部分，其用于基于其内存储的多个第二级排放阈值，确定所监管的 机动车船在月度、季度或年度等监管时间长度内是否存在排放超标的现象，并 基于最终确定的第二级状态信息对所监管的机动车船实施管理和控制。如图1 所示，本发明对所监管机动车船的管控主要通过与机动车船责任人的交互完 成，具体方式包含但不限于向机动车船责任人发出提醒信息，限制该机动车船 的继续使用；向机动车船责任人发出罚款信息，依据超标程度处以罚款等。上 位机管理平台13可与多个区域性在线识别机构通信连接，并依据各机动车船 的ID地址序号分别对应存储属于该机动车船的所有信息。

上位机管理平台13内存储有多个与ID地址序号和监管时间长度对应的第 二级排放阈值信息。监管时间可以采用月度、季度、半年度和/或年度等方式 进行计量。以下结合月度和年度监管时间对本发明的上位机管理平台13的运 行进行详细描述，但应该理解，本发明的上位机管理平台并不受限于此。这种 情况下，为便于描述和说明，将第二级排放阈值信息分为月度第二级排放阈值 信息和年度第二级排放阈值信息。

月度第二级排放阈值信息指指上位机管理平台13所设置的月度废气排放 量阈值、月度微细颗粒浓度阈值和/或月度微细颗粒排放量阈值。年度第二级 排放阈值信息指上位机管理平台13所设置的年度废气排放量阈值、年度微细 颗粒浓度阈值和/或年度微细颗粒排放量阈值。在另一实施例中，为增强智能 监管系统的监管灵活性，月度第二级排放阈值信息也可指该月度内总运行时间 长度对应的单车次第一级排放阈值信息的总和；其具体包括：总运行时间长度 内的废气排放量阈值、总运行时间长度内的微细颗粒浓度阈值和/或总运行时 间长度内的微细颗粒排放量阈值。

在第一种月度第二级排放阈值信息设置方式下，在具体监管过程中，上位 机管理平台13首先根据ID地址序号调用相应的月度第二级排放阈值信息；然 后累加该ID地址序号对应的该月度内的第一级状态信息并得到累加状态信 息，将累加状态信息与月度第二级排放阈值信息进行比较，从而判断在该月度 内机动车船的排放是否超标；若确定超标，则进一步确定排放超标的总量、超 标幅度等以生成第二级状态子信息；在第M月度的监管结束后，将第M月度 与M-1、M-2...第1月度(M≤12)的第二状态子信息进行累加，并将累加的 第二级状态子信息与年度第二级排放阈值信息进行比较，判断在该年度内机动 车船的排放是否超标；若所监管车船年度排放超标，则进一步确定超标总量等 信息、以生成第二级状态信息，据此对所监管机动车船进行适当管控。

在第二种月度第二级排放阈值信息设置方式下，在具体监管过程中，上位 机管理平台13首先确定所监管机动车船在某月度内的总运行时间长度，然后 根据该机动车船的ID地址序号和总运行时间长度计算并调用相应的月度第二 级排放阈值信息；接下来累加该ID地址序号对应的该月度内的第一级状态信 息并得到累加状态信息，将累加状态信息与月度第二级排放阈值信息进行比 较，从而判断在该月度内机动车船的排放是否超标；若确定超标，则进一步确 定排放超标的总量、超标幅度等，以生成第二级状态子信息；在第M月度的 监管结束后，将第M月度与M-1、M-2...第1月度(M≤12)的第二级状态子 信息进行累加，并将累加的第二状态子信息与年度第二级排放阈值信息进行比 较，判断在该年度内机动车船的排放是否超标；若所监管车船年度排放超标， 则进一步确定超标总量等信息，从而生成第二级状态信息，据此对所监管机动 车船进行适当管控。

两种月度第二级排放阈值信息的设置方式下，第二级状态子信息包括与 ID地址序号对应的月度总运行时间长度、月度废气排放总量、月度微细颗粒 浓度、月度微细颗粒排放总量、月度废气排放累加超标量、月度微细颗粒浓度 累加超标量、月度废气排放累加超标时间长度和月度微细颗粒浓度累加超标时 间长度。第二级状态信息则包括与ID地址序号对应的年度总运行时间长度、 年度废气排放总量、年度微细颗粒排放总量、年度微细颗粒浓度、年度废气排 放累加超标量、年度微细颗粒浓度累加超标量、年度废气排放累加超标时间长 度和年度微细颗粒浓度累加超标时间长度。

为增强本发明智能监管系统的灵活性和动态配置性，在本发明的一优选实 施例中，上位机管理平台13内还可设置其他多级排放阈值信息，据此形成多 级状态信息，并对所监管的机动车船进行多级控制；具体示例如下。(1)上位 机管理平台13内可设置略小于第二级排放阈值的第三级排放阈值。当累加状 态信息等于或大于第三级排放阈值信息时，则认为所监管的机动车船已接近排 放超标的状态。此时上位机管理平台13可据此向所监管机动车船的责任人发 出相关信息，提醒该机动车船的使用状态。(2)上位机管理平台13内可设置 第四级、第五级...第N级排放阈值信息(N为不等于1-3的正整数)，其分别 对应于机动车船责任人在监管时间长度内购买了一定废气和微细颗粒排放量 后重新确定的排放阈值信息。当累加状态信息超过重新确定的第N级排放阈 值信息后，则认为所监管的机动车船再次排放超标。此时上位机管理平台13 再次通过机动车船责任人实现机动车船的管控。

因此，通过上位机管理平台13可最终确定所监管的机动车船在月度、季 度、年度等监管时间内是否排放超标，并根据超标与否和超标总量与所监管机 动车船的责任人交互，发出行政处罚和暂停行驶的限驶令依据，对排放超标机 动车船的继续使用进行干涉，实现有效的限排和减排。

在本发明的优选实施例中，智能监管系统涉及大量与机动车船排放状态相 关联的信息，上述信息均是对所监管的机动车船运行状况的表征，这种层层递 进式的信息传递体系有助于智能监管系统对机动车船进行精确和准确控制；另 外，机动车船的责任人可通过互联网查询该智能监管系统的部分信息，相关责 任人可根据实时获取的信息调整负责的机动车船的使用状况，避免发生排放超 标或过度排放超标的情况。

如图3所示，图3是本发明的机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监 管方法，该方法开始于步骤A1，该步骤中，在线监测终端识别所监管的机动 车船的ID地址序号，同时收集所监管的机动车船的废气和微细颗粒信息，并 将ID地址序号以及废气和微细颗粒信息发往区域性在线识别机构；其中，在 线监测终端设置在所监管的机动车船的燃油动力系统上。该方法在步骤A2继 续，此时区域性在线识别机构接收且存储ID地址序号及废气和微细颗粒信息， 据此生成机动车船的第一级状态信息，并将第一级状态信息发往上位机管理平 台。该方法运行至步骤A3，上位机管理平台接收且存储第一级状态信息，据 此生成机动车船的第二级状态信息，并根据第二级状态信息管控所监管的机动 车船的使用。该方法结束于步骤A4。

如图4所示，图4是本发明的机动车船燃油废气和微细颗粒排放的智能监 管方法。通过该智能监管方法可实时监测运行中的机动车船的废气和微细颗粒 排放状况，并通过与机动车船责任人的交互管控机动车船的使用，从而达到限 排和减排的目的。以下将结合图4详细介绍该智能监管方法。

该方法开始于步骤S0，接着进行至步骤S1，确定何时开始对某一机动车 船进行监管。在子步骤S11中，确定所监管的机动车船的燃油动力系统是否上 电，若是，则在子步骤S12开启监控机，并启动温度预警机构采集燃油动力系 统的废气和微细颗粒排放管的温度。在子步骤S13，判断排放管的温度是否超 出监控机内预设的温度临界值，若是，则在步骤S14启动在线取样机构和在线 监测机构，并继续至步骤S2；否则，返回执行子步骤S13。

在步骤S2中，在线监测终端完成对所监管机动车船的实时在线监测，并 得到反映机动车船排放状况的废气和微细颗粒排放信息。在子步骤S21中，在 线监测终端的在线取样机构采集废气和微细颗粒测试样，并将采集的废气和微 细颗粒测试样发往在线监测机构。其中，该在线取样机构设置在所监管的机动 车船燃油废气和微细颗粒的排放管的出口端。在子步骤S22，在线监测机构对 废气和微细颗粒测试样进行处理，得到包含单位时间的废气排放量、单位体积 的微细颗粒毫克数和机动车船的单元排放时间等的废气和微细颗粒信息，并将 该信息发往监控机。在子步骤S23，监控机识别所监管车船的ID地址序号， 同时使接收的废气和微细颗粒测试样与ID地址序号相关联，并将两者一同发 往第一北斗导航收发器，在子步骤S24，，第一北斗导航收发器将上述废气和微 细颗粒信息及ID地址序号转发至北斗卫星导航系统。

在下一步骤S3中，北斗卫星导航系统接收上述废气和微细颗粒信息及ID 地址序号，同时确定该ID地址序号对应的机动车船当前运行的地理位置，从 而获取该机动车船的实时地理位置信息。在步骤S4中，根据实时地理位置信 息选定对该地理位置区域内的机动车船实施监管的区域性在线识别机构，并向 该机构发出ID地址序号及废气和微细颗粒信息。

在步骤S5，区域性在线识别机构的第二北斗导航收发器接收废气和微细 颗粒信息以及ID地址序号，并将上述信息转发至服务器。在步骤S6，服务器 根据ID地址序号对接收到的废气和微细颗粒信息进行分类识别，以得到与ID 地址序号对应的废气和微细颗粒信息，并根据ID地址序号将属于某一机动车 船的废气和微细颗粒信息对应存储至数据库中。在步骤S7，数据库对废气和 微细颗粒信息进行处理，判断机动车船在单次运行的时间长度内排放是否超 标。其中，在子步骤S71中，数据库识别ID地址序号和确定监测时间长度； 在子步骤S72中，根据ID地址序号和监测时间长度确定并调用其内存储的对 应的第一级排放阈值信息；在子步骤S73，判断废气和微细颗粒信息是否超出 第一级排放阈值信息，若超出则进行至步骤S74，在步骤S74进一步计算废气 和微细颗粒排放的超标总量、超标幅度、超标时间区段等，并在步骤S75生成 第一级状态信息。否则，直接进行至步骤75。接着在步骤S76，区域性在线识 别机构向上位机管理平台发出第一级状态信息。

在步骤S8，上位机管理平台根据第一级状态信息判断所监管的机动车船 在特定监管时间长度内是否排放超标，并据此管控机动车船的使用。具体地， 在子步骤S81，上位机管理平台接收第一级状态信息，并对第一级状态信息进 行累加计算得到累加状态信息；在子步骤S82，上位机管理平台根据ID地址 序号确定第二级排放阈值信息；在子步骤S83，判断累加状态信息是否超出第 二级排放阈值信息，若超出则进行至子步骤S84，在该子步骤进一步计算废气 和微细颗粒排放的超标总量、超标时间长度等，并在子步骤S85生成第二级状 态信息。若否，则直接进行至步骤S85。在子步骤S86，上位机管理平台根据 第二级状态信息与机动车船责任人交互，实现对机动车船的控制，进而实现限 排和减排的目的。该方法结束于步骤S9。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的 精神和原则内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护 范围内。