一種道路交通揚塵控制措施效果評估系統及評估方法
【專利摘要】本發明公開了一種道路交通揚塵控制措施效果評估系統及評估方法，所述的道路交通揚塵控制措施效果評估系統包括交通揚塵收集裝置、輸送管路、揚塵顆粒物濃度監測裝置、背景點顆粒物濃度監測裝置、車輛運行狀態測量記錄系統和數據記錄分析系統；本發明的道路交通揚塵控制措施效果評估系統通過對采取控制措施前后的數據統計計算和對比分析，能準確、直觀地評價控制措施效果，且由于本發明的道路交通揚塵控制措施效果評估系統排除了背景顆粒物濃度的干擾，使得其所得到的控制效率數據誤差小。
【專利說明】一種道路交通揚塵控制措施效果評估系統及評估方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及環境監測領域，尤其涉及一種道路交通揚塵控制措施效果評估系統及 評估方法。
【背景技術】
[0002] 目前，道路交通揚塵控制措施主要包括人工清掃、機械清掃、真空吸塵、機械式道 路沖洗、噴灑水、噴灑抑塵劑以及組合措施等。對于這些控制措施對削減道路交通揚塵排放 的效果尚無監測系統及評估方法。有報道通過路邊大氣顆粒物濃度對比或路面積塵負荷的 對比分析道路交通揚塵的控制效果，但是路邊大氣顆粒物濃度受大氣背景濃度和采樣點位 置的影響大，使數據誤差較大，路面積塵負荷是影響交通揚塵排放的因素之一，不能完全代 表揚塵排放水平。
【發明內容】
[0003] 本發明的第一個目的是提供一種能夠準確、直觀的評價控制措施效果，且數據誤 差小的道路交通揚塵控制措施效果評估系統。
[0004] 本發明的第二個目的是提供一種能夠準確、直觀的評價控制措施效果，且數據誤 差小的道路交通揚塵控制措施效果評估方法。
[0005] 本發明解決第一個技術問題采用如下技術方案：一種道路交通揚塵控制措施效果 評估系統，包括交通揚塵收集裝置、輸送管路、揚塵顆粒物濃度監測裝置、背景點顆粒物濃 度監測裝置、車輛運行狀態測量記錄系統和數據記錄分析系統；
[0006] 所述交通揚塵收集裝置與所述輸送管路連通，以將所述交通揚塵收集裝置收集的 車輛揚塵通過所述輸送管路進行輸送；
[0007] 所述揚塵顆粒物濃度監測裝置、背景點顆粒物濃度監測裝置和車輛運行狀態測量 記錄系統均與所述數據記錄分析系統連接；
[0008] 所述揚塵顆粒物濃度監測裝置用于監測所述車輛揚塵中的顆粒物濃度；
[0009] 所述背景點顆粒物濃度監測裝置用于監測所述背景空氣中的顆粒物濃度。
[0010] 可選的，所述交通揚塵收集裝置固定于車輛的底盤上，且所述交通揚塵收集裝置 的收集口距離車輛的輪胎胎面lcm，收集口的寬度大于車輛的輪胎寬度10cm，收集口的高 度與車輛的底盤高度相同，所述收集口的底部距離地面2cm。
[0011] 可選的，所述輸送管路固定于所述車輛的底盤上，且其內徑為20cm，長度不少于 I. 5m〇
[0012] 可選的，所述揚塵顆粒物濃度監測裝置包括第一采樣管、第二采樣管、壓力調節 管、氣流調節管、抽氣管、氣體抽吸設備、皮托管、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和控制 單元；
[0013] 所述皮托管設置于所述輸送管路內；
[0014] 所述第一采樣管的一端為被采樣氣體入口，其插入所述輸送管路內；另一端與所 述壓力調節管連接；
[0015] 所述第二采樣管的一端與所述壓力調節管連接，另一端連接顆粒物監測儀；
[0016] 所述顆粒物監測儀與所述數據記錄分析系統連接，以將所述顆粒物監測儀所監測 的顆粒物濃度數據傳遞至所述數據記錄分析系統；
[0017] 所述壓力調節管的管壁上開設有多個通氣孔；
[0018] 所述氣流調節管包覆所述壓力調節管，且所述氣流調節管的兩端分別固定于所述 第一采樣管和第二采樣管的管壁上，且其內部形成一空腔；
[0019] 所述抽氣管的一端與所述空腔相連通，另一端通過節流閥連接至氣體抽吸設備；
[0020] 所述第一壓力傳感器設置于所述第二采樣管內；所述第二壓力傳感器與所述皮托 管連接；
[0021] 所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和氣體抽吸設備均信號連接于所述控制單 J Li 〇
[0022] 可選的，所述背景點顆粒物濃度監測裝置包括第一采樣管、第二采樣管、壓力調節 管、氣流調節管、抽氣管、氣體抽吸設備、皮托管、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和控制 單元；
[0023] 所述皮托管設置于所述車輛的頂部；
[0024] 所述第一采樣管的一端為被采樣氣體入口，且其設置于所述車輛的頂部；另一端 與所述壓力調節管連接；
[0025] 所述第二采樣管的一端與所述壓力調節管連接，另一端連接顆粒物監測儀；
[0026] 所述顆粒物監測儀與所述數據記錄分析系統連接，以將所述顆粒物監測儀所監測 的顆粒物濃度數據傳遞至所述數據記錄分析系統；
[0027] 所述壓力調節管的管壁上開設有多個通氣孔；
[0028] 所述氣流調節管包覆所述壓力調節管，且所述氣流調節管的兩端分別固定于所述 第一采樣管和第二采樣管的管壁上，且其內部形成一空腔；
[0029] 所述抽氣管的一端與所述空腔相連通，另一端通過節流閥連接至氣體抽吸設備；
[0030] 所述第一壓力傳感器設置于所述第二采樣管內；所述第二壓力傳感器與所述皮托 管連接；
[0031] 所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和氣體抽吸設備均信號連接于所述控制單 J Li 〇
[0032] 可選的，所述車輛運行狀態測量記錄系統為GPS系統，以通過所述GPS系統測量車 輛的行駛速度和/或加速度和/或位置信息。
[0033] 本發明解決第二個技術問題采用如下技術方案：一種道路交通揚塵控制措施效果 評估方法，采用上述的道路交通揚塵控制措施效果評估系統，其特征在于，包括以下步驟：
[0034] S10、將所述道路交通揚塵控制措施效果評估系統連接于車輛上；
[0035] S20、通過所述的背景點顆粒物濃度監測裝置測量背景顆粒物濃度，通過揚塵濃度 監測裝置測量車輛揚塵的顆粒物濃度；
[0036] S30、由背景顆粒物濃度和車輛揚塵的顆粒物濃度計算車輛行駛時揚塵排放潛 勢；
[0037] S40、根據控制措施實施前、后分別得到的揚塵排放潛勢，計算控制措施的控制效 果。
[0038] 可選的，采用如下公式計算揚塵排放潛勢：
[0039] EP = [4. 0 X (Tt-Tb) 1/3] /V
[0040] 上式中，EP為排放潛勢，單位為（g/km ·輛）Am/s) ;Ττ為車輛揚塵的顆粒物濃度， 單位為mg/m3 ;ΤΒ為背景顆粒物濃度,單位為mg/m3 ;V為車輛行駛速度,單位為m/s。
[0041] 可選的，所述步驟S40中，采用如下公式計算控制效率：
[0042]
【權利要求】
1. 一種道路交通揚塵控制措施效果評估系統，其特征在于，包括交通揚塵收集裝置、輸 送管路、揚塵顆粒物濃度監測裝置、背景點顆粒物濃度監測裝置、車輛運行狀態測量記錄系 統和數據記錄分析系統； 所述交通揚塵收集裝置與所述輸送管路連通，以將所述交通揚塵收集裝置收集的車輛 揚塵通過所述輸送管路進行輸送； 所述揚塵顆粒物濃度監測裝置、背景點顆粒物濃度監測裝置和車輛運行狀態測量記錄 系統均與所述數據記錄分析系統連接； 所述揚塵顆粒物濃度監測裝置用于監測所述車輛揚塵中的顆粒物濃度； 所述背景點顆粒物濃度監測裝置用于監測所述背景空氣中的顆粒物濃度。
2. 根據權利要求1所述的道路交通揚塵控制措施效果評估系統，其特征在于，所述交 通揚塵收集裝置固定于車輛的底盤上，且所述交通揚塵收集裝置的收集口距離車輛的輪胎 胎面lcm，收集口的寬度大于車輛的輪胎寬度10cm，收集口的高度與車輛的底盤高度相同， 所述收集口的底部距離地面2cm。
3. 根據權利要求2所述的道路交通揚塵控制措施效果評估系統，其特征在于，所述輸 送管路固定于所述車輛的底盤上，且其內徑為20cm，長度不少于1. 5m。
4. 根據權利要求2所述的道路交通揚塵控制措施效果評估系統，其特征在于，所述揚 塵顆粒物濃度監測裝置包括第一采樣管、第二采樣管、壓力調節管、氣流調節管、抽氣管、氣 體抽吸設備、皮托管、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和控制單元； 所述皮托管設置于所述輸送管路內； 所述第一采樣管的一端為被采樣氣體入口，其插入所述輸送管路內；另一端與所述壓 力調節管連接； 所述第二采樣管的一端與所述壓力調節管連接，另一端連接顆粒物監測儀； 所述顆粒物監測儀與所述數據記錄分析系統連接，以將所述顆粒物監測儀所監測的顆 粒物濃度數據傳遞至所述數據記錄分析系統； 所述壓力調節管的管壁上開設有多個通氣孔； 所述氣流調節管包覆所述壓力調節管，且所述氣流調節管的兩端分別固定于所述第一 采樣管和第二采樣管的管壁上，且其內部形成一空腔； 所述抽氣管的一端與所述空腔相連通，另一端通過節流閥連接至氣體抽吸設備； 所述第一壓力傳感器設置于所述第二采樣管內；所述第二壓力傳感器與所述皮托管連 接； 所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和氣體抽吸設備均信號連接于所述控制單元。
5. 根據權利要求2所述的道路交通揚塵控制措施效果評估系統，其特征在于，所述背 景點顆粒物濃度監測裝置包括第一采樣管、第二采樣管、壓力調節管、氣流調節管、抽氣管、 氣體抽吸設備、皮托管、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和控制單元； 所述皮托管設置于所述車輛的頂部； 所述第一采樣管的一端為被采樣氣體入口，且其設置于所述車輛的頂部；另一端與所 述壓力調節管連接； 所述第二采樣管的一端與所述壓力調節管連接，另一端連接顆粒物監測儀； 所述顆粒物監測儀與所述數據記錄分析系統連接，以將所述顆粒物監測儀所監測的顆 粒物濃度數據傳遞至所述數據記錄分析系統； 所述壓力調節管的管壁上開設有多個通氣孔； 所述氣流調節管包覆所述壓力調節管，且所述氣流調節管的兩端分別固定于所述第一 采樣管和第二采樣管的管壁上，且其內部形成一空腔； 所述抽氣管的一端與所述空腔相連通，另一端通過節流閥連接至氣體抽吸設備； 所述第一壓力傳感器設置于所述第二采樣管內；所述第二壓力傳感器與所述皮托管連 接； 所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和氣體抽吸設備均信號連接于所述控制單元。
6. 根據權利要求2所述的道路交通揚塵控制措施效果評估系統，其特征在于，所述車 輛運行狀態測量記錄系統為GPS系統，以通過所述GPS系統測量車輛的行駛速度和/或加 速度和/或位置信息。
7. -種道路交通揚塵控制措施效果評估方法，采用權利要求1-6之一所述的道路交通 揚塵控制措施效果評估系統，其特征在于，包括以下步驟： S10、將所述道路交通揚塵控制措施效果評估系統連接于車輛上； S20、通過所述的背景點顆粒物濃度監測裝置測量背景顆粒物濃度，通過揚塵濃度監測 裝置測量車輛揚塵的顆粒物濃度； S30、由背景顆粒物濃度和車輛揚塵的顆粒物濃度計算車輛行駛時揚塵排放潛勢； S40、根據控制措施實施前、后分別得到的揚塵排放潛勢，計算控制措施的控制效果。
8. 根據權利要求7所述的評估方法，其特征在于，所述步驟S30中，采用如下公式計算 揚塵排放潛勢： EP = [4. Ο X (Ττ-ΤΒ)1/3] /V 上式中，ΕΡ為排放潛勢，單位為（g/km ·輛）Am/s) ;Ττ為車輛揚塵的顆粒物濃度，單位 為mg/m3 ;ΤΒ為背景顆粒物濃度,單位為mg/m3 ;V為車輛行駛速度,單位為m/s。
9. 根據權利要求8所述的評估方法，其特征在于，所述步驟S40中，采用如下公式計算 控制效率： η = ΕΡ'~ΕΡ2 x\〇〇〇/0 EP{ 上式中，Π 為控制效率；EPi為控制措施實施前排放潛勢,單位為（g/km ·輛）/(m/s); EP2為控制措施實施后排放潛勢,單位為（g/km ·輛）/ (m/s)。
【文檔編號】G01N15/06GK104237093SQ201410535047
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月11日 優先權日:2014年10月11日
【發明者】樊守彬, 閆靜 申請人:北京市環境保護科學研究院