一、霧區安全行車分析

1 霧區對交通影響的分析

彎道、長坡、隧道進出口等險危路段在霧雨雪等惡劣天氣情況下極易發生嚴重交通事故。研究表明，無論什么氣候與路段條件，核心的事故原因在于駕駛人員不能提前了解路段信息，意識疏忽，駕駛行為不當（如行駛速度過快）。以往危險路段的交通事故防范主要依靠反光型路標、誘導標志和警示牌等靜態設施，效果有限。

而團霧具有突發性、局地性、尺度小、濃度大的特征。團霧的范圍比較小，團霧外視線良好；團霧內四周朦朧，能見度很低，常常只有幾十米甚至十幾米；團霧分布不均勻，有些區域很濃；團霧覆蓋面積大小也不一致，具體表現在公路上，長度從1公里到5公里不等。團霧一般出現在晝夜溫差較大、無風的夜間，尤其易出現在清晨。團霧還與局部小氣候環境、地面粗糙度等因素關系密切。 

大霧的天氣預報本身就有一定的難度，而團霧又具有明顯的突發性、局地性、偶然性等特征，因而預報的難度就更大。團霧不僅很難預報，甚至高速公路監測設備都很難準確捕捉到團霧信息。比如，在設施比較*的滬寧高速上，能見度自動觀測空間距離的間隔約10公里，每1分鐘傳一次資料，但團霧距離一般不足10公里，所以自動觀測儀也不能*監測到團霧。也正因為團霧的預測和監測難度都很大，當團霧出現時，高速公路上的電子警示牌，常常不能對過往車輛及時提醒，加之團霧經常是的“忽有忽無”，也會帶來駕駛員的主觀情緒起伏不定，容易因造成交通事故。所以，交通安全部門稱團霧是高速公路上的“流動殺手”。

2 霧區安全行車風險

2.1 霧區內容易造成車輛追尾

霧區中能見度低，駕駛員看不清前方和周圍的情況，對車輛間距的判斷和控制都不容易掌握，而且許多駕駛員已經養成在高速公路上超速行駛的習慣，僅僅依靠駕駛員的視覺和直覺，無法較好保證行車安全。如果能夠對路面車輛狀況進行自動檢測，使得前方車距過近時能夠及時警告后車，督促司機減速，盡可能避免車輛追尾事件。

2.2 霧區內容車輛不容易辨認道路輪廓

從道路角度分析，大霧天氣能見度低，車道線模糊，駕駛人員無法看清前方道路輪廓，標線以及各種交通標志標識，容易駛出道路邊界，特別是在彎路分道口路段。

2.3 霧區內容易發生連續追尾的二次事故

霧區中一旦發生交通事故，停駛在道路中間的出事車輛本身有成為危險的障礙物，如果不能及時預警后車車輛，極易造成二車追尾事故，所以經常會遇到霧區連續追尾事件。

3霧區安全行車誘導系統的意義

針大霧（團霧）、雨、雪等低能見度天氣對車輛通行造成的影響，通過“預防為主、防護結合、主動引導、被動防護”的*安全理念，運用“霧區智能行車誘導系統”，彌補了傳統安全引導系統的不足，能夠滿足大霧等惡劣天氣條件下對車輛行駛速度限制和安全間距限制兩方面的需求，降低霧天等低能見度天氣對車輛通行的影響，提高道路行車安全。

高速公路霧區智能行車誘導系統是一種智能型全天候無人值守系統，該系統整合了氣象監測、智能燈標、（聲光報警、交通信息顯示屏可選）等設備，常應用于險危路段（特別是霧區），能有效地解決險危道路交通安全問題。

系統拓撲圖

該系統具有太陽能和電網電纜兩種供電方式，滿足節能需求；無線傳輸免布線，方便安裝調試；系統擴展性好，通用協議接口方便與其他系統兼容聯動。系統框架圖

二、交通氣象能見度監測站介紹

1能見度監測站概述

   交通氣象能見度監測站基于現代總線技術和嵌入式系統技術構建， 采用了標準并遵循標準、開放的技術路線進行設計，它由硬件和軟件兩大部分組成。硬件包括采集器、外部總線、傳感器、外圍設備四部分；軟件包括嵌入式軟件、業務軟件二部分。交通氣象能見度監測站能夠、及時地監測道路環境狀況，并且能夠與相關部門的其它監控子系統相結合，實現智能化的交通保障網絡系統，為公路管理部門針對公路的開放、封閉、維修保障等決策提供了重要依據。該系統可對區域內能見度、等要素進行自動監測。

   高速公路氣象能見度信息監測站功能特點：全自動數據采集、傳輸及監控，可*無人職守。能夠在各種惡劣的環境下*穩定運行。監測項目全，能夠對霧、雨、雪等對高速公路音箱能見度的所需各種監測要素進行實時監測。采集處理核心單元采用具有*水平的實時多任務嵌入式系統，能實現國外目前成熟產品的各種功能并可以根據用戶的要求進行系統定制。該系統采集精度高，可靠性好，具有高度的智能化和靈活性。其性能價格比遠遠高于國外同類產品。

2應用選配方式

觀測要素：能見度等環境參數可任意增減組合，溫、濕、風、雨等氣象參數可根據需要選配。

傳感器接入方式：模擬信號、數字信號、串行口等幾種接入方式。

供電選配：提供交流、直流、太陽能等多種供電方式。

通信選配：可選配當前各種類型的通信接入設備，對有線、無線、微波、短 信、衛星等通信手段提供良好的接口，支持 TCP/IP 等協議。可配接顯示屏。

3工作環境存儲

●溫度：－50℃～＋60℃      ●濕度：0～*

●整點數據內存可存約 100 天（存儲卡至少存儲 5 年以上）

●分鐘數據內存存儲容量超過 30 天（存儲卡至少存儲 5 年以上）

●時鐘精度5000 小時        ●散射角覆蓋：39o—51 o前散射   

●峰值波長： 870nm         ●帶寬：100nm    

●光譜響應度：大響應在870nm，0.65 A/W

●測量范圍： 5m—5km      ●測量精度：±2%

●儀器一致性：≤±4%      ●更新間隔： 30秒

●線性動態量程： 3000：1

4 供電系統

●太陽能供電系統：

    供電系統是以太陽能供電為基礎的直流供電方式，主要應用于野外無人區、城市、牧場、孤島等一些提供交流的不方便的地區而設計的。太陽能供電方式的優勢在于可以大幅度降低因雷電所產生的感應電流對采集系統的及傳感器的損壞，可以降低因人員不慎而導致的觸電事件，主要是通過太陽能經過的太陽能充電器控制給蓄電池充電。注意：在多雨地區需增加太陽能和電池容量；高寒地區需用膠體電池。

●交流供電系統：

此種方式可以有效的保證供電、充電的質量，可以為一些 需要交流供電的傳感器設備提供輸出。

5采集系統

采集器是交通氣象站的核心，由硬件和嵌入式軟件組成。硬件包含高性能的 嵌入式處理器、高精度的 A/D 電路、高精度的實時時鐘電路、大容量的程序和 數據存儲器、傳感器接口、通信接口、CAN 總線接口、外接存儲器接口、以太 網接口（選配）、LCD 顯示屏（選配）監測電路（選配）、指示燈等，硬件系統能 夠支持嵌入式實時操作系統的運行。

產品特點：

※ 大 16 路模擬傳感器輸入（0～5V，0～10V）

※ 可測量電壓、電流、電阻和頻率

※ 大容量的板載存儲（大 1536Mb，至少存儲 1 年數據）

※ 8G/16G SD 卡外置存儲 ※ 可支持 SDI12 傳感器類型

※ LCD 顯示和按鍵       ※ 可內置遠程 GPRS 數據傳送功能。

※ 可通過 Lan/TCP/UDP 傳輸

6儀器布局

6.1 概述

建設交通氣象能見度觀測站網的目的是為交通運輸提供氣象信息服務的，觀測站點多選擇在公路、鐵路、水道兩岸，特別是在高速公路、收費站和服務區上，要求觀測站的各種儀器布局合理、實用、美觀，既要符合氣象觀測技術要求，又要能滿足交通的實際需求，并滿足交通工程相關技術規范要求。在設計和實施交通氣象觀測站網時，既要充分考慮到各類氣象要素觀測的技術規范性要求，也要從實際應用角度來考慮交通服務的需求，這就要求交通氣象能見度監測站的結構設計和儀器布局具備科學性、規范化、合理化和兼容性。

6.2 結構設計

交通氣象能見度觀測站的結構設計包括觀測站外部結構設計和機箱內部結構設計二個部分。

觀測站外部結構設計需要滿足以下要求：

實用：簡潔實用是基本準則，并重點考慮到研究與服務的對象是“交通”。 因此，滿足交通的實際需求是設計和建設中的要素。

高度：觀測站的主體支架的高度為 3m，主控機箱的安裝高度為 1.5 m（機箱底部），在保證各傳感器之間的相互干擾盡可能小的前提下，合理設計各氣象要素傳感器的安裝高度，為有效減少交通路面和車輛對傳感器的影響，氣象傳感器應安裝在主體支架的頂端，并達到布局設計的要求。

外觀：要求觀測站外觀美觀，主支架和側支架尺寸合理勻稱，色彩以乳白色為主（滿足交通工程要求）。

防雷：觀測站主控機箱內部設有弱電防雷保護系統，觀測站頂部需要安裝避雷針，并與基礎中防雷接地系統有效連接。

布線：合理地設計好各個氣象傳感器、電源、無線通訊等線纜的布線方案，利用支架的金屬管內部穿線，不但能起到隱蔽線纜、美觀、安全等作用，還能起到屏蔽防雷的目的。

維護：觀測站的結構設計要充分考慮到后期設備出現問題時，有利于維護的快捷、簡便，有利于保障維護人員的安全。

6.3 場地建設

交通氣象能見度觀測站屬于野外觀測站，無需工作用房。 觀測站址的周圍應作適當的清理，使其符合前述的站址選擇和場地要求。如果選擇在交通路基上，基礎建設要求能達到減少行駛車輛對傳感器的影響以及路基震動對設備的影響。考慮到交通沿線的可使用場地資源有限，可采取預制平臺來安裝觀測站設備，無需安裝圍欄。平臺的基礎深度根據觀測站點地基條件、防雷需求、牢固度需求而定。平臺的平面規格為 1000 ㎜×2000 ㎜、1000 ㎜×3000 ㎜或 1500 ㎜×3000 ㎜，視條件而定。平臺上的設備布局可參照下列樣圖。平臺的基面做好泛水處理。平臺的基礎防雷必須達到有關防雷技術規范的要求。平臺上在觀測站主桿安裝點和雨量傳感器安裝點之間預埋一金屬空管，用于布設雨量信號線。 觀測站采用 AC220V 電源供電時，應預留供電線纜通道至平臺的主桿中心，并預留 2.5m 長的電線。觀測站采用太陽能供電時，應考慮站點位置及周邊物體對太陽能板采光的影響，更要考慮太陽能板對傳感器的影響，特別是對雨量傳感器的影響。當觀測站需要安裝路面溫度、路面綜合狀況等要素傳感器時，選擇傳感器 的安裝點時，應著重考慮所選擇的安裝點的道面代表性和周邊交通設施對傳感器 的影響問題，如需要可預留與主控機箱的連接空管，用來布設傳感器的信號線纜。觀測場的選擇和平臺基礎建設，還要考慮到便于后期對觀測站的安裝和維護等問題。