河北黑煙車抓拍：AI驅(qū)動(dòng)下的移動(dòng)源污染精準(zhǔn)治理方案

導(dǎo)語
在河北，柴油貨車尾氣排放污染曾是制約空氣質(zhì)量改善的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)人工路檢效率低、易漏檢，且部分車主通過“臨時(shí)維修”或“數(shù)據(jù)篡改”規(guī)避監(jiān)管，導(dǎo)致黑煙車治理陷入“發(fā)現(xiàn)難、取證難、處罰難”的困局。如今，河北通過AI視覺、多光譜成像與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，構(gòu)建了“智能抓拍—精準(zhǔn)溯源—高效處罰”的全鏈條監(jiān)管體系，為移動(dòng)源污染治理提供了創(chuàng)新解決方案。

問題一：如何實(shí)現(xiàn)黑煙車全天候精準(zhǔn)識(shí)別？

傳統(tǒng)痛點(diǎn)：人工路檢依賴肉眼判斷，受天氣、光線影響大，夜間或雨天抓拍效率低，且無法實(shí)時(shí)追蹤車輛軌跡。
創(chuàng)新方案：

• 多光譜成像技術(shù)：系統(tǒng)集成可見光與紅外雙光譜攝像頭，覆蓋車輛尾部及車牌區(qū)域，采用“頻閃+爆閃”雙模式補(bǔ)光，確保全天候圖像清晰。
• AI動(dòng)態(tài)追蹤：基于深度學(xué)習(xí)算法，系統(tǒng)可自動(dòng)分析尾氣黑度等級(jí)（0-5級(jí)），識(shí)別精度達(dá)95%以上，平均響應(yīng)時(shí)間僅1.2秒。
• 證據(jù)鏈閉環(huán)：自動(dòng)生成包含車輛前臉、尾部、車牌照片及5秒冒煙視頻的完整證據(jù)鏈，抓拍數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至監(jiān)管平臺(tái)，生成包含時(shí)間、地點(diǎn)、車牌號(hào)、違法代碼的記錄。

問題二：如何實(shí)現(xiàn)黑煙車跨部門協(xié)同處罰？

傳統(tǒng)痛點(diǎn)：車主與檢測(cè)機(jī)構(gòu)串通，通過“虛假維修”或“數(shù)據(jù)篡改”規(guī)避處罰，導(dǎo)致超標(biāo)車輛年檢合格后仍繼續(xù)排放黑煙。
創(chuàng)新方案：

• 跨部門數(shù)據(jù)共享：生態(tài)環(huán)境、公安、交通運(yùn)輸?shù)炔块T共享機(jī)動(dòng)車檢驗(yàn)與維護(hù)、監(jiān)管處罰等數(shù)據(jù)信息，推動(dòng)貨車OBD數(shù)據(jù)三級(jí)聯(lián)網(wǎng)。
• 遙感篩查溯源：利用遙感監(jiān)測(cè)、黑煙抓拍等技術(shù)手段，篩查排放異常偏高車輛，溯源車輛相關(guān)運(yùn)輸公司（或個(gè)人）、排放檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)。
• 違法懲戒升級(jí)：對(duì)初次違法且危害后果輕微并及時(shí)改正的車輛，依法可以不予行政處罰；對(duì)屢查屢犯或篡改OBD數(shù)據(jù)的車輛，列入重點(diǎn)管理清單，并依法實(shí)施行政處罰。

問題三：如何推動(dòng)高排放車輛淘汰與新能源替代？

傳統(tǒng)痛點(diǎn)：高排放車輛淘汰依賴行政命令，缺乏市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)機(jī)制，導(dǎo)致淘汰進(jìn)度緩慢。
創(chuàng)新方案：

• 差異化限行政策：通過黑煙車抓拍系統(tǒng)數(shù)據(jù)，制定差異化限行政策，引導(dǎo)高排放車輛逐步退出市場(chǎng)。
• 新能源車輛推廣：系統(tǒng)支持與新能源汽車推廣政策對(duì)接，規(guī)劃新能源車輛專用車道，提升綠色出行比例。
• 老舊車報(bào)廢激勵(lì)：落實(shí)《關(guān)于2025年加力擴(kuò)圍實(shí)施大規(guī)模設(shè)備更新和消費(fèi)品以舊換新政策的通知》，推進(jìn)國(guó)四及以下排放標(biāo)準(zhǔn)老舊營(yíng)運(yùn)貨車和燃油乘用車的報(bào)廢更新。

技術(shù)亮點(diǎn)：黑煙車抓拍系統(tǒng)的創(chuàng)新突破

• 光流法與光衰減法結(jié)合：通過基于梯度的光流法對(duì)車輛尾氣的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行計(jì)算，找到黑煙運(yùn)動(dòng)區(qū)域，并對(duì)黑煙運(yùn)動(dòng)區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)閾值分割；同時(shí)通過光衰減法檢測(cè)夜間全彩監(jiān)控?cái)z像機(jī)的圖像可見光的環(huán)境下光的衰減情況，對(duì)于出現(xiàn)光被吸收的區(qū)域標(biāo)記為黑煙區(qū)域。兩種方法疊加后得到目標(biāo)黑煙區(qū)域，提升黑煙車輛尾氣在低濃度情況下的檢測(cè)穩(wěn)定性。
• 光電測(cè)煙望遠(yuǎn)鏡黑度檢測(cè)：利用光電測(cè)煙望遠(yuǎn)鏡對(duì)光流法和光衰減法所標(biāo)記的區(qū)域進(jìn)行車輛尾氣的黑度檢測(cè)，通過內(nèi)部自帶算法對(duì)黑煙車輛的尾氣進(jìn)行黑度計(jì)算，然后利用林格曼黑度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行黑度等級(jí)的確定，提高黑度檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
• 車牌智能識(shí)別與匹配：調(diào)取標(biāo)記好車輛標(biāo)記矩形后的高清車牌識(shí)別攝像機(jī)拍攝的視頻圖像，從該視頻圖像的車輛標(biāo)記矩形中通過顏色匹配和面積匹配的方式進(jìn)行車牌的查找并框選；將框選出的車牌部分進(jìn)行截取，并對(duì)截取部分進(jìn)行車牌圖像的預(yù)處理；通過透視變換將車牌變成便于匹配車牌正視圖，將車牌上的字符進(jìn)行分割，通過模板匹配的方式進(jìn)行字符的識(shí)別，最終完成對(duì)車牌的識(shí)別，確保超標(biāo)車輛信息的準(zhǔn)確記錄。

案例：邯鄲峰峰礦區(qū)黑煙車治理成效

在邯鄲峰峰礦區(qū)，黑煙車抓拍系統(tǒng)部署后，黑煙車進(jìn)港率下降40%，空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良天數(shù)比例提升至90%以上。系統(tǒng)通過分析尾氣顏色、擴(kuò)散速度等特征參數(shù)，結(jié)合林格曼黑度等級(jí)判定，精準(zhǔn)區(qū)分正常尾氣與黑煙。同時(shí)，系統(tǒng)與公安系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與執(zhí)法聯(lián)動(dòng)，推動(dòng)區(qū)域升級(jí)為新能源車輛專用通道。

結(jié)語
河北黑煙車抓拍系統(tǒng)通過AI技術(shù)賦能，實(shí)現(xiàn)了從“人防”到“技防”的跨越，為移動(dòng)源污染治理提供了可復(fù)制、可推廣的經(jīng)驗(yàn)。未來，隨著5G、邊緣計(jì)算等技術(shù)的融合應(yīng)用，系統(tǒng)將進(jìn)一步優(yōu)化區(qū)域交通流，助力河北構(gòu)建綠色、低碳、宜居的城市環(huán)境。