黑煙車抓拍系統(tǒng)作為環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的重要技術(shù)手段,其設(shè)備連接體系主要由四大核心模塊構(gòu)成,各模塊通過(guò)特定設(shè)備實(shí)現(xiàn)功能整合。以下從系統(tǒng)架構(gòu)角度展開(kāi)具體分析:
(一)前端感知層設(shè)備
前端設(shè)備是系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)單元,通過(guò)多傳感器融合實(shí)現(xiàn)污染源精準(zhǔn)識(shí)別。
- 高清攝像頭矩陣
采用4K超清工業(yè)攝像機(jī),配備可變焦鏡頭(20-200mm),支持夜間紅外成像,可捕捉0.1lux低照度環(huán)境下的車輛尾氣排放特征。 - 光學(xué)傳感器陣列
集成激光散射法顆粒物檢測(cè)儀(PM2.5/PM10雙模)與傅里葉紅外光譜儀(FTIR),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)黑煙中碳顆粒濃度及VOCs成分。 - 環(huán)境補(bǔ)償裝置
配備自動(dòng)溫濕度補(bǔ)償模塊(-40℃~85℃工作范圍)與風(fēng)速風(fēng)向傳感器,確保不同氣候條件下檢測(cè)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。
(二)邊緣計(jì)算層設(shè)備
邊緣計(jì)算單元實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理與智能分析,降低中心服務(wù)器運(yùn)算壓力。
- 嵌入式AI處理器
搭載NVIDIA Jetson AGX Xavier模塊,內(nèi)置YOLOv5算法模型,可實(shí)現(xiàn)0.2秒內(nèi)完成車牌識(shí)別與黑煙等級(jí)判定。 - 工業(yè)級(jí)路由器
支持5G/4G雙模通信,配備VPN加密通道,確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性與安全性。 - 本地存儲(chǔ)陣列
采用RAID5架構(gòu)的固態(tài)硬盤(pán)組(2TB容量),可緩存72小時(shí)原始視頻數(shù)據(jù)。
(三)中心管理平臺(tái)設(shè)備
中心平臺(tái)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析與決策支持,構(gòu)成系統(tǒng)的大腦中樞。
- 分布式服務(wù)器集群
基于Hadoop架構(gòu)的存儲(chǔ)服務(wù)器(100TB容量)與Spark計(jì)算引擎,支持百萬(wàn)級(jí)車輛數(shù)據(jù)并發(fā)處理。 - 智能分析軟件
集成深度學(xué)習(xí)框架TensorFlow,可自動(dòng)生成污染排放熱力圖與超標(biāo)車輛軌跡回溯。 - 大屏顯示系統(tǒng)
配備86寸4K液晶拼接屏(3×3矩陣),支持多維度數(shù)據(jù)可視化展示。
(四)輔助配套設(shè)備
- 供電保障系統(tǒng)
雙回路UPS不間斷電源(3kVA/6h續(xù)航)與太陽(yáng)能補(bǔ)電裝置。 - 防雷接地系統(tǒng)
三級(jí)浪涌保護(hù)器(8/20μs波形)與銅排接地網(wǎng)(≤4Ω阻抗)。 - 機(jī)械防護(hù)裝置
IP66防護(hù)等級(jí)的密封機(jī)箱與自動(dòng)溫控系統(tǒng)(-30℃~60℃工作范圍)。
該設(shè)備體系通過(guò)前端感知-邊緣計(jì)算-中心分析的三級(jí)架構(gòu),實(shí)現(xiàn)了從數(shù)據(jù)采集到?jīng)Q策支持的全流程閉環(huán)。各設(shè)備間通過(guò)GB/T28181協(xié)議實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接,確保系統(tǒng)在0.1秒內(nèi)完成從抓拍到超標(biāo)預(yù)警的全流程響應(yīng)。