T/GXAS 947-2025 移动源黑烟固定式智能识别技术规范

　　GXAS

　　团 体 标 准

　　T/GXAS 947—2025

　　移动源黑烟固定式智能识别技术规范

　　Technical Specification for Stationary Intelligent Recognition of

　　Smoky Mobile Sources

　　2025 - 02 - 06 发布 2025 - 02 - 12 实施

　　广西标准化协会 发 布

　　前 言

　　本文件参照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由广西壮族自治区环境保护产业协会提出、归口并宣贯。

　　本文件起草单位：广西壮族自治区环境保护科学研究院、广州市云景信息科技有限公司、广西壮族自治区环境保护产业协会。

　　本文件主要起草人：樊勇吉、卢英源、覃霞、王心言、唐昭、廉宇萍、李毓勤、周当、陈鹤立、李晓斌、王弘越、袁文怡、黄付平、李余锟、梁桂云、祁莘月、黄小影、张晓、黄一敏、陆嘉晖、吴影、梁智惠、岳莹、郭子华、王世勋。

　　移动源黑烟固定式智能识别技术规范

　　1 范围

　　本文件界定了移动源黑烟固定式智能识别技术及系统涉及的术语和定义，规定了移动源黑烟固定式智能识别系统的组成架构、应用场景、技术要求和校准方法等内容。

　　本文件适用于运用移动源黑烟固定式智能识别技术的系统建设、运行及校准。

　　2 规范性引用文件

　　本文件没有规范性引用文件。

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　移动源 mobile sources

　　汽车、摩托车、三轮汽车及非道路移动机械、船舶、铁路内燃机车和飞机等以燃料为动力的可移动污染源，简称移动源。

　　[来源：HJ 1228—2021，3.2]

　　3.2

　　移动源黑烟固定式智能识别系统 stationary intelligent recognition system of smoky mobile sources

　　固定安装于可观察移动源工作场景处，自动识别检测区域的移动源排放黑烟情况，并判别其尾气排放黑烟程度的系统。

　　[来源：JJF 2080—2023，3.2，有修改]

　　3.3

　　林格曼黑度 Ringelmann blackness

　　将排气污染物颜色与林格曼烟气黑度图对照而得到的一种烟尘浓度表示法，分为0级、1级、2级、 3级、4级、5级，对应的林格曼烟气黑度图有6种，除全白与全黑分别代表林格曼黑度0级和5级外，其余4个级别根据黑色条格占整个面积的百分比来确定，黑色条格的面积占20%为1级，占40%为2级，占60%为3级， 占80%为4级。标准的林格曼烟气黑度图由14 cm ×21 cm的不同黑度的图片组成。

　　[来源：JJF 2080—2023，3.4]

　　3.4

　　标准黑度板 standard blackness plate

　　由十种不同黑度的标准板组成，黑度等级分别为0.00级、0.75级、1.00级、 1.25级、1.50级、

　　1.75级、2.00级、3.00级、4.00级、5.00级，其中每0.25级换算黑色条格占整个面积的面积比值为5%。

　　[来源：JJF 2080—2023，3.5]

　　4 总体要求

　　4.1 移动源黑烟固定式智能识别系统，其设备应在明显位置标有铭牌标志，铭牌应至少包括产品名称及型号、制造企业名称和商标、产品编号、执行标准号、生产日期。

　　4.2 系统按照应用场景可分为环保检测线机动车黑烟固定式智能识别、道路机动车黑烟固定式智能识别、非道路移动机械黑烟固定式智能识别、船舶黑烟固定式智能识别 4 个应用场景。

　　4.3 环保检测线机动车黑烟固定式智能识别系统应安装在机动车环保检测线车间内，其摄像设备安装在可清晰观察机动车排气工作场景处，采用俯拍的方式对机动车黑烟识别检测。

　　4.4 道路机动车黑烟固定式智能识别系统应固定安装在道路的 L 杆或龙门架上，采用与路面纵轴线呈一定倾斜角度的拍摄方式，对通过检测区域的机动车黑烟识别检测。

　　4.5 非道路移动机械黑烟固定式智能识别系统应安装在可观察非道路移动机械工作场景处。

　　4.6 船舶黑烟固定式智能识别系统应安装在可观察船舶的工作场景处。

　　5 系统架构

　　5.1 系统原理及组成

　　5.1.1 系统工作原理

　　在移动源活动区域安装高清摄像机，采集移动源图片和视频数据，经黑烟识别算法智能分析移动源是否排放黑烟，并自动选取排放黑烟视频中的最具代表性的图像，与林格曼黑度条在同一画面中做比对，判定林格曼黑度等级。

　　5.1.2 系统组成

　　移动源黑烟固定式智能识别系统主要由摄像系统、识别系统及后端监管平台等部分组成，系统可实现无人监控、自动筛选、抓拍判级、保存传输等功能，并将检测结果信息以图片或视频形式通过网络上传至后端监管平台作后续跟进处理。

　　5.2 摄像系统

　　具有以下功能：

　　a) 采用高清摄像机，分辨率应≥1920×1 080;

　　b) 至少抓拍 3 张不同时间且有明显特征的图片，能清晰辨认移动源黑烟排放情况;

　　c) 对于道路机动车黑烟固定式智能识别系统，应能清晰拍摄到机动车车牌;

　　d) 图片采用通用格式，叠加在图片的信息应包含抓拍时间、地点等内容;

　　e) 能保证 7×24 h 视频监控;

　　f) 视频采用通用格式，拍摄的视频应记录完整的移动源黑烟识别过程，视频流中应叠加时间、地点等信息;

　　g) 视频抓取黑烟排放场景，并进行动态标识。

　　5.3 识别系统

　　具有以下功能：

　　a) 能实现对黑烟排放移动源的跟踪、自动分析处理、自动识别黑烟;

　　b) 自动识别林格曼黑度 0～5级;

　　c) 具备全天候识别移动源黑烟能力，可实现日间和夜间识别;

　　d) 对于道路机动车黑烟固定式智能识别系统，具备排放黑烟车辆前后车牌抓拍图片匹配功能;可识别出排气管分别位于车辆前、中、后部及左、中、右部喷烟方式;可排除相邻车道行驶车辆的干扰;可对跨车道的黑烟车进行连续跟踪识别;可排除阴影(如车辆/绿植/建筑物)的干扰;

　　e) 对于环保检测线机动车黑烟固定式智能识别系统，可排除人走动等因素的干扰;

　　f) 对于非道路移动机械黑烟固定式智能识别系统，可排除人走动、相邻非道路移动机械等因素的干扰;

　　g) 对于船舶黑烟固定式智能识别系统，可排除薄雾、岸线、构筑物、水面反射、波浪、相邻船舶等因素的干扰;

　　h) 具备数据自动续传功能，实现移动源黑烟数据上传、续传。

　　5.4 后端监管平台

　　5.4.1 具有功能

　　后端监管平台可实现抓拍概览、点位监控、抓拍审核、证据链管理、数据查询、统计分析、系统管理等功能。

　　5.4.2 抓拍概览

　　抓拍概览展示各个点位上移动源黑烟抓拍数据情况，实时获取不同抓拍点位的排放黑烟移动源数量，进而对抓拍点位实行针对性管控。

　　5.4.3 点位监控

　　平台可对各抓拍点位识别系统的工作状态(在线/离线)进行监控，发现异常及时发布报警信息。

　　5.4.4 抓拍审核

　　平台提供人工审核功能，对抓拍到的移动源黑烟审核确认。平台可实现移动源黑烟证据链的多级审核。

　　5.4.5 证据链管理

　　平台自动生成移动源黑烟抓拍证据链，支持证据链单个文件下载及批量下载。平台用户可查看证据链，并将证据链推送给相关部门。

　　5.4.6 数据查询

　　展示移动源黑烟抓拍数据，支持以抓拍时间、抓拍点位、抓拍结果等组合条件查询移动源黑烟抓拍信息。

　　5.4.7 统计分析

　　基于系统监测数据及点位基础信息，对各类数据进行综合统计、分析，统计分析结果以柱状图、饼图、折线图等可视化展示，实现监测概况、排名、移动源黑烟抓拍数据分析(移动源类型分布、归属地分布等)、移动源流量数据分析等内容，支持历史数据单独或组合查询、导出。

　　5.4.8 系统管理

　　平台具有用户管理、权限管理、菜单配置、操作日志、执行标准管理等功能。

　　6 技术要求

　　6.1 有效识别环境条件

　　应满足以下条件：

　　a) 环境温度：-20 ℃~45 ℃;

　　b) 相对湿度：≤90.0%;

　　c) 大气压力：70 kPa～106 kPa;

　　d) 气象条件：无雨、雾、雪，无明显扬尘，风速≤5.0m/s。

　　6.2 技术参数要求

　　6.2.1 设备环境适应性要求

　　设备工作温度-20 ℃~60 ℃。

　　6.2.2 抓拍图片、视频要求

　　应满足以下要求：

　　a) 图像取证设备时钟与北京时间的误差≤1 s;

　　b) 记录的图片应为真彩图像，图片分辨率应≥(1280×720)像素点;

　　c) 视频分辨率应≥(1 280×720)像素点，时长控制在 5 s～10 s。

　　6.2.3 识别性能要求

　　应满足以下要求：

　　a) 设备时钟与北京时间误差≤1 s;

　　b) 道路机动车黑烟固定式智能识别系统可同时分析的车道数≥3条，识别时间≤1 s;

　　c) 成功抓拍移动源黑烟后，立即上传到后台管理软件，延时≤10min。

　　6.2.4 林格曼黑度计量特性

　　应满足以下要求：

　　a) 范围：0.00级～5.00级;

　　b) 绝对最大允许误差： 白天静态校准： ±0.25级;白天动态校准：±0.50级;夜间校准： ±

　　0.50级;

　　c) 重复性：≤0.25级。

　　注：本规范中的计量特性不做合格判定，仅供参考。

　　7 校准

　　7.1 校准条件

　　7.1.1 环境条件

　　移动源黑烟固定式智能识别系统校准时环境条件除满足6.1条件外，白天校准现场光照度应为： (1 000～80 000)lx，夜间校准现场光照度应为：(0～1 000)lx，且校准现场无明显扬尘、强光线或阴影及其他影响校准的因素。

　　7.1.2 校准用标准器

　　移动源黑烟固定式智能识别系统校准时采用的校准用标准器见表1，标准黑度板样式按附录A要求。

　　表1 校准用标准器

　　7.2 校准项目和校准方法

　　7.2.1 环保检测线机动车黑烟固定式智能识别系统须开展白天静态校准;道路机动车黑烟固定式智能识别系统须开展白天静态校准， 白天动态校准和夜间校准按需开展;非道路移动机械黑烟固定式智能识别系统按需开展白天静态校准;船舶黑烟固定式智能识别系统按需开展白天静态校准和白天动态校准。

　　7.2.2 校准项目和校准方法见附录 B。

　　7.3 校准结果表达

　　移动源黑烟固定式智能识别系统推荐的校准记录格式见附录C。

　　7.4 复校时间间隔

　　7.4.1 移动源黑烟固定式智能识别系统复校时间间隔宜为 1 年。

　　7.4.2 复校时间间隔的长短由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸多因素所决定，可根据实际情况自主决定复校时间间隔。

　　A

　　A

　　附 录 A

　　(规范性)

　　标准黑度板样式

　　A.1 标准黑度板样式

　　A.1.1 标准黑度板由10张不同黑度的标准板组成，通过在白色背景板上固定确定宽度的黑色线条和间隔的矩形网格来准确制得。白色背景板色度L≥80，黑色条格色度L≤30。除全白与全黑分别代表林格曼黑度0.00级和5.00级外，其余8个级别(0.75级、1.00级、1.25级、1.50级、1.75级、2.00级、3.00级、4.00级)根据黑色条格占整块面积的百分比来确定。

　　A.1.2 所用标准黑度板尺寸为600 mm×600 mm，除0.00级和5.00级外，其余8个级别(0.75级、1.00级、1.25级、1.50级、1.75级、2.00级、3.00级、4.00级)每张标准黑度板内共有900个矩形网格，每个网格长20 mm，宽20mm。1.00级标准黑度板示意图见图A.1。标准黑度板的扩展不确定度U=1.6%(面积占比相对值)，k=2。

　　图 A.1 1.00 级标准黑度板示意图

　　B

　　B

　　附 录 B

　　(资料性)

　　校准项目和校准方法

　　B.1 白天静态校准

　　B.1.1 测量环境光照度，光照度值在(1 000～80 000)lx范围内时，开展白天静态校准。

　　B.1.2 安装移动源黑烟固定式智能识别系统静态校准装置。由于系统在不同应用场景中设备安装方式不同，其校准安装方式也有所区别：

　　——环保检测线机动车黑烟固定式智能识别系统：将标准黑度板平放在摄像设备下方的地面区域，校准示意图见图 B.1。将光照度计探头放置于标准黑度板上边缘中心处，方向朝向摄像设备，测量光照度值并记录。

　　图B.1 环保检测线机动车黑烟固定式智能识别系统静态校准示意图

　　——道路机动车黑烟固定式智能识别系统：

　　a) 将道路机动车黑烟固定式智能识别系统校准装置放置在机动车道路上，标准黑度板中心点与摄像设备在地面的垂直投影点间的连线平行于道路走向，在两点间水平距离为 20m 和 25m处的两个位置进行检测，示意图如图 B.2 所示;

　　b) 根据道路机动车黑烟固定式智能识别系统摄像设备架设高度及其距离校准装置水平距离，调整标准黑度板角度，使其与摄像设备的连线垂直于标准黑度板;

　　c) 将光照度计探头放置于标准黑度板上边缘中心处，方向朝向摄像设备，角度与标准黑度板角度一致，测量光照度值并记录。

　　图B.2 道路机动车黑烟固定式智能识别系统静态校准示意图

　　C

　　C

　　——非道路移动机械黑烟固定式智能识别系统：将标准黑度板(可置于支架上)放置在距摄像设备水平距离 30 m 处位置的地面上进行检测，校准示意图见图 B.3。调整标准黑度板角度，使其与摄像设备的连线垂直于标准黑度板;将光照度计探头放置于标准黑度板上边缘中心处，方向朝向摄像设备，角度与标准黑度板角度一致，测量光照度值并记录。

　　图 B.3 非道路移动机械黑烟固定式智能识别系统静态校准示意图

　　——船舶黑烟固定式智能识别系统：将标准黑度板(可置于支架上)放置在距摄像设备水平距离50 m 处位置的地面或水面上进行检测，校准示意图见图 B.4。调整标准黑度板角度，使其与摄像设备的连线垂直于标准黑度板;将光照度计探头放置于标准黑度板上边缘中心处，方向朝向摄像设备，角度与标准黑度板角度一致，测量光照度值并记录。

　　图 B.4 船舶黑烟固定式智能识别系统静态校准示意图

　　B.1.3 在校准距离下，分别对0.00级、0.75级、1.00级、1.25级、1.50级、1.75级、2.00级、3.00级、4.00级、5.00级标准黑度板进行检测，对每张标准黑度板重复测量3次，记录测得值。根据公式(B.1)计算示值误差。

　　Δδ = i __ x ·······································································(B.1)式中：

　　Δδ——移动源黑烟固定式智能识别系统第 i级标准黑板度黑度示值误差，级;

　　i——移动源黑烟固定式智能识别系统对第i级标准黑度板3次测量所得值的平均值，级;

　　x——第i级标准黑度板黑度，级。

　　B.2 白天动态校准

　　B.2.1 测量环境光照度，光照度值在(1000～80000)lx范围内时，开展白天动态校准。

　　B.2.2 道路机动车黑烟固定式智能识别系统：

　　a) 重复 B.1.2 “——道路机动车黑烟固定式智能识别系统”中a)、b)和 c)步骤;

　　b) 校准装置以 3 km/h(约 0.83 m/s)速度沿道路行驶方向从与摄像设备水平距离 20 m 行驶至25 m 处，行进方向如图 B.5 路线 A 所示;

　　c) 选择 1.00 级、1.50 级、2.00 级 3 张标准黑度板进行检测，每张标准黑度板测量 3 次，记录测得值。根据公式(B.1)计算示值误差;

　　d) 重复 B.2.2 的 a)步骤后，校准装置以 3 km/h 速度横穿马路，行进方向如图 B.5 的路线 B 所示;

　　e) 重复 B.2.2 的 c)步骤。

　　图 B.5 道路机动车黑烟固定式智能识别系统动态校准示意图

　　B.2.3 船舶黑烟固定式智能识别系统：

　　a) 与B.1.2中“——船舶黑烟固定式智能识别系统”静态校准安装方式一致;

　　b) 校准装置以1 km/h(约0.28 m/s)速度沿水面行驶方向从与摄像设备水平距离50 m行驶至70m处，行进方向如图B.6路线A所示;

　　c) 选择1.00级、1.50级、2.00级3张标准黑度板进行检测，每张标准黑度板测量3次，记录测量值。根据公式(B.1)计算示值误差。

　　图 B.6 船舶黑烟固定式智能识别系统动态校准示意图

　　B.3 夜间校准

　　夜间校准的步骤如下：

　　a) 测量环境光照度，光照度值在(0～1 000)lx 范围内时，对道路机动车黑烟固定式智能识别系统开展夜间校准;

　　b) 按 B.1.2 ——道路机动车黑烟固定式智能识别系统中步骤 a)摆放校准装置，测量距摄像设备水平距离20 m 处;

　　c) 重复 B.1.2 ——道路机动车黑烟固定式智能识别系统中步骤 b)和 c)，开启补光灯或其他手段使摄像设备达到对标准黑度板最佳拍摄状态;

　　d) 选择 1.00 级、 1.50 级、 2.00 级标准黑度板进行检测，每张标准黑度板测量3次，记录测量值。根据公式(B.1)计算示值误差。

　　B.4 林格曼黑度重复性

　　测量重复性步骤如下：

　　a) 移动源黑烟固定式智能识别系统按照 B.1.2 步骤摆放校准装置，并测量光照度值;

　　b) 让设备抓拍 1.50 级标准黑度板，测量 6 次，记录测量值;

　　c) 根据公式(B.2)计算重复性。

　　SA 式中：

　　SA——重复性(以实验标准偏差表示)，级;

　　xi——第i次测得值，级;

　　x—— 6次测量的平均值，级。

　　附 录 C

　　(资料性)

　　校准记录格式

　　C.1 基本信息

　　仪器名称： 仪器型号：

　　制 造 厂： 仪器编号：

　　校准单位： 校准器信息：

　　校准日期： 环境温度： 相对湿度：

　　C.2 校准记录

　　环保检测线机动车黑烟固定式智能识别系统、道路机动车黑烟固定式智能识别系统、非道路移动机械黑烟固定式智能识别系统和船舶黑烟固定式智能识别系统推荐的校准记录格式分别见表C.1、表C.2、表C.3和表C.4。

　　表 C.1环保检测线机动车黑烟固定式智能识别系统校准记录

　　表 C.2 道路机动车黑烟固定式智能识别系统校准记录

　　表 C.2 道路机动车黑烟固定式智能识别系统校准记录(续)

　　表 C.3 非道路移动机械黑烟固定式智能识别系统校准记录

　　表 C.4 船舶黑烟固定式智能识别系统校准记录

　　参 考 文 献

　　[1] HJ 1228—2021 国家移动源大气污染物排放标准制订技术导则

　　[2] JJF 2080—2023 黑烟车电子抓拍系统校准规范