基于散射式能见度仪高速公路实时监控系统.pdfVIP

基于散射式能见度仪的高速公路实时监控系统 刘俊娜 唐怀瓯 孔芹芹 （安徽省气大气探测与技术保障中心，合肥，230031） 摘 要 随着高速公路的发展，交通运输量的猛增和车辆行驶速度的提升，由灾害天气造成的高速公路交通事 故越来越频繁，为了减少气象灾害对高速公路交通事故的进一步影响，特别是能见度过低造成的影响，安 徽省气象局大力致力于散射式能见度仪的研究，取得成功后，在省内2000公里的高速公路上建立了163 个 气象要素站点，并实时监控。本文叙述了基于散射式能见度仪高速公路实时监控系统的建立依据，介绍了 自行研发的散射式能见度仪的特点，并对整个系统的构造做了详细的介绍。该系统除了提供能见度信息外， 还能提供温、压、风、湿要素信息，能够满足不同用户的需求。从实际运行效果来看，该系统不但能够实 时监控到高速公路的气象信息，而且为高速公路部门提供了至关重要的决策信息。 关键字： 能见度，矢量地图，实时监控。 1、引言 近年来，随着我国经济建设的快速发展，高速公路建设也得到了快速发展，高速公路网 络在全国迅速形成，高速公路逐渐成为公路交通运输的主力，并且与人们的生产、生活密不 可分。但是伴随着高速公路的快速发展，交通运输量的猛增和车辆行驶速度的提升，高速公 路上的交通事故也呈逐年上升的趋势，并且严重程度越来越触目惊心。其中气象灾害以及由 气象灾害诱发的伴生灾害对交通运输业的影响，如低能见度浓雾、强降水、暴雨、雷暴、大 风、积雪、结冰等，严重影响了高速公路中的交通运输安全问题。如何减少高速公路上恶劣 天气造成的重大交通事故，特别是能见度过低造成的交通事故，也逐渐成为气象业务的重点， 成为气象灾害防御的关键。 2、系统介绍 基于散射式能见度仪的高速公路实时监控系统，包含覆盖全省2000公里高速公路的163 个气象要素站点信息，各站点每分钟通过 GPRS 上传的气象要素以能见度信息为主，同时提 供雨、温、风、湿要素信息。就安徽省而言，影响交通的主要气象灾害是降雨和大雾，其次 是大风和气温的变化，各种气象现象之间又互相联系和影响，在实际监控中必须进行全面分 析和综合考虑。能见度是反映大气透明度的一个指标，与天气情况密切相关。当出现降雨、 雾、霾、沙尘暴等天气过程时，大气透明度较低，因此能见度较差。在气象学中，能见度用 气象光学视程表示。气象光学视程[1]是指白炽灯发出色温为 2700 K 的平行光束的光通量， 在大气中衰减至初始值的 5％所通过的路径长度。 目前，世界上普遍应用的能见度观测仪主要有透射式和散射式两种，透射式能见度仪 虽然具有在低能见度状况下性能好的优点，但需要基线且占地范围大，不适合高速公 路系统[2] 。本系统所采用的能见度仪是安徽省气象局自行研发的前向散射仪，体积小，安 装容易，使用和维护方便，能适应各种恶劣天气状况，一体化的设计使内部电缆的布局更趋 合理。 采用的光学部件镜头朝下并带有防护罩，有效防止降水、飞沫或尘埃进入镜头，减 少了探头表面的污染，中远距离的能见度观测精度较高。 之所以选择自行研发，主要有以下几个原因： 1）、国际上比较成熟的能见度仪虽然可以满足各方面要求，但是价格昂贵。 2）、成熟的能见度仪虽然功能齐全，但有些功能对我们并不实用，自行研发主要是为了 因地制宜，既满足了工程需要，又节约了成本。 3）、国内能见度仪生产厂商并不多，发展空间很大，研发成功后先用于安徽省高速公路， 后续可以加以推广。 软件方面，系统前台是以安徽省地图为基础，采用基于控件的矢量地图，收缩控制灵活、 迅速，查询起来方便、快捷。服务器上采用 SQL SERVER 2005[3]数据库，服务器对 GPRS上传 的要素信息先处理，再入库，合成以后加载到前台地图上。在交互方面，本系统提供精确查 询和模糊查询。 基于散射式能见度仪的高速公路实时监控系统，同时提供内网和外网两个访问地址，对 内，应急人员根据实况对全省的手机用户给予短信预警；对外，将数据信息及时传送安徽省 高速公路公司，为道路管理者和道路使用者提供未来一定时间内可能发生的危险预警信息， 为公路交通气象服务与应急处置提供决策支持，并为恶劣天气条件下高速公路运营管理和服 务提供帮助，从而提高道路的运行安全水平，减少不必要的损失。 3、运行效果 以