随着我国经济社会持续快速发展，机动车保有量继续保持高速增长态势，机动车带来的环境污染问题日显突出。机动车尾气污染已成为城市空气质量危害的主要来源，尤其是造成近年来全国各大城市雾霾频发的重要成因。据有关研究结果，城市中机动车尾气排放CO、HC和NOx尾气污染分别占城市总污染物的60%～70%、40%～50%、30%～40%，并随着机动车数量的增长呈上升趋势，而其中50%以上来源于20%以下的高污染车的排放。根据PM2.5污染在线源解析质谱仪对全国多个城市空气中PM2.5的监测结果，机动车尾气排放对城市PM2.5污染的贡献率平均在20%左右，在重污染天气情况发生时，机动车尾气排放的贡献率相应大幅度增加。
而不同类型的车辆尾气排放的污染物等级也是不同的，根据汽车大气污染物排放的统计数据，以重型柴油车为首的黑烟车对环境空气的影响远远大于轻油车，由于国三车淘汰力度加大，各地对黑烟车辆的查处更加严厉，为有效降低机动车排放对环境空气质量的污染，发现并治理高排放的车辆，对于改善城市空气质量状况是非常必要的。
通过在车流量较大的城市主要干道选点布设黑烟车电子抓拍系统，借助设置在道路断面的高清摄像机，利用先进的光电技术、图像处理技术以及识别等技术，对道路上行驶的车辆进行识别与抓拍。系统采用林格曼烟气浓度测试的方法对黑烟车辆进行抓拍与监控，监测方法是对法国科学家林格曼在19世纪末提出的林格曼烟气浓度图的灵活应用，林格曼烟气浓度图利用比色原理，将烟羽的颜色与某一标准浓度无的黑度进行对比，若二者的颜色相近，则认定烟羽的黑度与标准浓度物的黑度一致，从而达到测量的目的。
本系统采用林格曼黑度测设的方法对黑烟车进行抓拍与监控，系统可通过计算图像中黑烟部分区域的黑度平均值，测定尾气黑烟的林格曼黑度值，若黑度平均值位于两个林格曼级数之间，可采用四舍五入法或阈值法，进行等级判定，为环保监管部门提供执法参考。
本套黑烟车抓拍系统具备自动识别、智能抓拍无烟车，自动豁免无烟车辆，实现全天候无人监控，自动筛选、保存、传输、播放黑烟车视频片段的功能。系统将车牌和黑烟排放录像通过网络上传至监控中心作后续跟进处理，以期进一步减少城区黑烟车、提升城区空气质量，同时对经过监控点的每辆车拍照，作为公安破案线索。系统还具备视频智能分析技术，依托前端的卡口与夜间全彩摄像机，能够主动识别出被检车辆的车牌信息，判别该车辆有无冒黑烟，解决工作人员在黑烟车抓拍监管工作中存在的耗时费力、监管效率低、取证难度大等问题，火眼金睛识别违法上道黑烟车辆，重拳出击直击要害，减少黑烟车对大气环境造成的危害。
