Pomiar emisji z pojazdów dzięki teledetekcji
W idealnym świecie samochody osobowe i ciężarowe byłyby całkowicie bezemisyjne, jednak obecnie jest to odległa przyszłość. W obecnej rzeczywistości zanieczyszczenia emitowane przez pojazdy często przekraczają dopuszczalne wartości graniczne, w wyniku czego transport wpływa negatywnie nie tylko na klimat, ale także na stan zdrowia milionów ludzi, zwłaszcza zamieszkujących obszary miejskie. Choć istnieją badana laboratoryjne, które pozwalają na usuwanie pojazdów emitujących największe ilości zanieczyszczeń z dróg publicznych, są zaledwie kroplą w morzu potrzeb. Stąd pojawia się potrzeba opracowania nowych technologii, takich jak teledetekcja emisji. Takie rozwiązanie wykorzystuje czujniki i kamery do automatycznego pomiaru emisji spalin z pojazdów podczas eksploatacji w rzeczywistych warunkach. „Teledetekcja to sprawdzona technologia, która może pozwolić nam na uzyskanie wyjątkowych danych na temat rzeczywistego wpływu transportu na zanieczyszczenie powietrza”, wyjaśnia Åke Sjödin, badacz zajmujący się transportem i mobilnością w Szwedzkim Instytucie Badań nad Środowiskiem. Choć teledetekcja jest sprawdzoną technologią, nie cieszy się znaczącą popularnością ze względu na kompetencje wymagane do jej obsługi oraz związane z nimi wysokie koszty. Wszystko wskazuje jednak na to, że już wkrótce ten stan rzeczy może ulec zmianie dzięki pracom realizowanym w ramach finansowanego przez Unię Europejską projektu CARES. „Celem, jaki od samego początku przyświecał naszemu zespołowi, jest usuwanie barier na drodze do zastosowania teledetekcji w celu powszechnego monitorowania emisji oraz egzekwowania norm dotyczących pojazdów”, dodaje Sjödin, który pełnił rolę koordynatora projektu.
Proste w użyciu rozwiązania teledetekcji
Realizacja tego celu wymagała od zespołu opracowania szeregu przystępnych cenowo rozwiązań w zakresie teledetekcji, charakteryzujących się prostotą wdrożenia i wykorzystania w praktyce. Tym sposobem w ramach projektu powstały dwa nowatorskie i tanie czujniki punktowe do pomiaru emisji. Montaż tych czujników wzdłuż drogi pozwala na wykorzystanie ich do pomiaru emisji cząstek sadzy oraz cząstek stałych. W ramach projektu badacze rozwijali także istniejące technologie teledetekcji. „Opracowaliśmy zautomatyzowane rozwiązanie, które umożliwia niewykwalifikowanym pracownikom rutynowe przeprowadzanie badań dopuszczających pojazdy do ruchu drogowego w czasie rzeczywistym, co przyczynia się do obniżenia kosztów. Co więcej, wykorzystaliśmy opracowane uprzednio tanie czujniki, by umożliwić dokładniejszy pomiar emisji cząstek stałych”, wyjaśnia Sjödin.
Potęga danych
Oprócz opracowywania nowych technologii, badacze projektu CARES pracowali nad szeregiem narzędzi pozwalających na analizę olbrzymich zbiorów danych gromadzonych dzięki teledetekcji. Jak uważa Sjödin, w przypadku typowej instalacji czujniki będą gromadzić tysiące próbek każdego dnia. „Dzięki tym danym będzie możliwe uzyskanie precyzyjnych danych na temat emisji pojazdów w wybranej lokalizacji”, wyjaśnia badacz. „Co więcej, zestawienie danych z wielu lokalizacji, w których zostaną zainstalowane czujniki do teledetekcji, pozwoli na uzyskanie bardzo szczegółowego obrazu zanieczyszczeń oraz wyciągnięcia stosownych wniosków”. Aby umożliwić tego rodzaju zestawienia danych, w ramach projektu CARES powstała najnowocześniejsza baza danych z teledetekcji w Unii Europejskiej, która daje użytkownikom możliwości interaktywnej analizy oraz wizualizacji zgromadzonych danych. W ramach prac powstał także pakiet oprogramowania openCARES, który umożliwia osobom niebędącym ekspertami analizowanie dużych zbiorów danych z teledetekcji oraz pomaga im w przygotowywaniu sprawozdań z pomiarów.
Wykrywanie pojazdów przekraczających normy emisji spalin
Rozwiązania w zakresie technologii teledetekcji oraz analizy danych opracowane w ramach projektu zostały zweryfikowane w Mediolanie, Krakowie i Pradze. W tym ostatnim mieście system pozwolił na wykrycie pojazdów dostawczych oraz ciężarowych napędzanych silnikami wysokoprężnymi spełniającymi normy Euro 5 i Euro 6, w których urządzenia ograniczające emisje działały wadliwie lub zostały celowo zmodyfikowane. W każdym z miast system pozwolił na stwierdzenie, że pewne grupy pojazdów z silnikami wysokoprężnymi spełniającymi normy Euro 6d-Temp i Euro 6d wykazują wysoką emisję tlenków azotu podczas normalnej eksploatacji, co może wskazywać, że nie spełniają norm emisji. „Nasze testy pokazują, że teledetekcja emisji może w niedalekiej przyszłości znaleźć zastosowanie w wielu dziedzinach związanych z przeciwdziałaniem zanieczyszczeniu powietrza”, podsumowuje Sjödin.
Słowa kluczowe
CARES, teledetekcja, transport, zanieczyszczenie powietrza, emisje z pojazdów, teledetekcja emisji, badania emisji, czujniki, dane
