高速公路霧區(qū)能見(jiàn)度信息監(jiān)測(cè)技術(shù)方案
高速公路承載著重要的交通運(yùn)輸任務(wù)，隨著這些年我國(guó)的經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各省境內(nèi)的高速公路也越建越多，逐漸形成了一個(gè)四通八達(dá)的高速公路網(wǎng)，為交通運(yùn)輸、人們出行提供了非常大的便利。但是，大霧、團(tuán)霧等惡劣天氣常常會(huì)引發(fā)多車(chē)首尾相撞的嚴(yán)重交通事故，受霧霾惡劣天氣的影響，車(chē)輛在高速公路上行駛存在著巨大的風(fēng)險(xiǎn)。因此，增強(qiáng)對(duì)惡劣氣候的應(yīng)變能力，提高高速公路的通行安全就顯得尤為重要。
高速公路上車(chē)流速度快、流量大及其自身全封閉、全立交的特點(diǎn)又要求車(chē)輛不得任意減速和停車(chē)，所以高速公路一旦霧天有事故發(fā)生，經(jīng)常會(huì)引起連鎖反應(yīng)，終形成多車(chē)連續(xù)追尾的災(zāi)難交通事故。加強(qiáng)對(duì)惡劣天氣時(shí)的交通管控、尤其是加強(qiáng)對(duì)大霧天氣下的交通管控極為重要，因此，高速公路霧區(qū)能見(jiàn)度信息監(jiān)測(cè)技術(shù)是對(duì)大霧天氣下高速公路交通管控的有效手段。
（1）氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高速公路能見(jiàn)度監(jiān)測(cè)及濃霧的預(yù)警預(yù)報(bào)》（QX/T 76－2007）。
?。?）《公路交通氣象條件等級(jí)》（征求意見(jiàn)稿）。
（3）《道路交通氣象環(huán)境能見(jiàn)度檢測(cè)器》（JT/T714－2008）
在《高速公路能見(jiàn)度監(jiān)測(cè)及濃霧的預(yù)警預(yù)報(bào)》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，跟據(jù)高速公路在惡劣天氣條件下的運(yùn)營(yíng)管理規(guī)定，結(jié)合氣象部門(mén)的能見(jiàn)度的監(jiān)測(cè)和預(yù)警預(yù)報(bào)試驗(yàn)研究，將影響高速公路運(yùn)營(yíng)的能見(jiàn)度建議劃分為如下五個(gè)級(jí)別：
0級(jí)＞500 m不需要采取任何措施
1級(jí)500－200 m采取一般性的管制措施，運(yùn)營(yíng)車(chē)輛限速
2級(jí)200－100 m加強(qiáng)巡查，采取管制措施，嚴(yán)格車(chē)輛限速
3級(jí)100－50 m加強(qiáng)巡查，采取嚴(yán)格限速、分流措施，部分路段實(shí)行封閉
4級(jí)＜50 m封路、停運(yùn)
中華人民共和國(guó)道路交通安全法實(shí)施條例（第八十一條）要求：
機(jī)動(dòng)車(chē)在高速公路上行駛，遇有霧、雨、雪、沙塵、冰雹等低能見(jiàn)度氣象條件時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵守下列規(guī)定：
?。ㄒ唬┠芤?jiàn)度小于200米時(shí)，開(kāi)啟霧燈、近光燈、示廓燈和前后位燈，車(chē)速不得超過(guò)每小時(shí)60公里，與同車(chē)道前車(chē)保持100米以上的距離；
?。ǘ┠芤?jiàn)度小于100米時(shí)，開(kāi)啟霧燈、近光燈、示廓燈、前后位燈和危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈，車(chē)速不得超過(guò)每小時(shí)40公里，與同車(chē)道前車(chē)保持50米以上的距離；
?。ㄈ┠芤?jiàn)度小于50米時(shí)，開(kāi)啟霧燈、近光燈、示廓燈、前后位燈和危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈，車(chē)速不得超過(guò)每小時(shí)20公里，并從近的出口盡快駛離高速公路。
遇有前款規(guī)定情形時(shí)，高速公路管理部門(mén)應(yīng)當(dāng)通過(guò)顯示屏等方式發(fā)布速度限制、保持車(chē)距等提示信息。
高速公路霧區(qū)能見(jiàn)度信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)屬于霧區(qū)信息采集單元，其與信息發(fā)布單元以及系統(tǒng)控制單元共同協(xié)調(diào)作用，并將能見(jiàn)度信息實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控中心（交通安全管理）進(jìn)行實(shí)時(shí)決策與控制。霧區(qū)信息采集單元是基礎(chǔ)單元，信息發(fā)布單元和系統(tǒng)控制單元是系統(tǒng)擴(kuò)展單元。
霧區(qū)信息采集單元即是本方案的核心，主要由能見(jiàn)度檢測(cè)儀、供電單元，通訊單元以及軟件等組成。系統(tǒng)采用組網(wǎng)運(yùn)行方式建設(shè)，連續(xù)獲得沿線(xiàn)多點(diǎn)的能見(jiàn)度氣象信息，并可通過(guò)遠(yuǎn)程傳輸完成類(lèi)數(shù)據(jù)的匯總和分發(fā)并及時(shí)傳送給交通安全管理部門(mén)。
系統(tǒng)拓?fù)鋱D
要發(fā)揮能見(jiàn)度信息監(jiān)測(cè)設(shè)備的大功效，必須借助于高速公路應(yīng)急指揮系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)檢測(cè)、預(yù)案實(shí)施的聯(lián)動(dòng)，協(xié)調(diào)整個(gè)路網(wǎng)的交通誘導(dǎo)和交通管控。
可依托高速公路上已安裝的可變限速標(biāo)志，根據(jù)不同路段檢測(cè)的能見(jiàn)距離，實(shí)時(shí)控制各限速標(biāo)志的限速值，這樣系統(tǒng)不但可及時(shí)提醒駕駛員注意前方大霧，還可向駕駛員推薦安全速度。
依托于高速公路上已安裝的可變情報(bào)板設(shè)施，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警聯(lián)動(dòng)，更直接的指導(dǎo)駕駛員謹(jǐn)慎駕駛，保持車(chē)距，安全通過(guò)霧區(qū)。
高速公路霧區(qū)能見(jiàn)度信息監(jiān)測(cè)技術(shù)方案
1、概述
高速公路一遇有霧這種特殊天氣時(shí)，就極易發(fā)生交通事故。尤其局部路段出現(xiàn)濃霧的危險(xiǎn)性更是許多重大安全事故的誘因。從正常路段高速駛?cè)霛忪F區(qū),由于能見(jiàn)度的突變,視野變得迷糊，隔離墩和防護(hù)欄難以辯識(shí)，駕駛者很容易發(fā)生判斷和操作失誤，而高速公路的高速高流量性，又決定了一旦霧天有事故發(fā)生，經(jīng)常會(huì)引起連鎖反應(yīng)，終形成多車(chē)連續(xù)追尾的災(zāi)難交通事故。所以，重點(diǎn)對(duì)這些濃霧多發(fā)路段采取一定的監(jiān)測(cè)預(yù)警措施，因此，加強(qiáng)對(duì)大霧天氣的高速公路交通管控極為重要，而高速公路霧區(qū)主動(dòng)引導(dǎo)及防撞預(yù)警技術(shù)是對(duì)惡劣氣象下高速公路交通管控的有效輔助手段。
霧區(qū)主動(dòng)引導(dǎo)及防撞預(yù)警系統(tǒng)是專(zhuān)門(mén)針對(duì)霧條件下道路交通安全保障而研制的創(chuàng)新型成套技術(shù)及產(chǎn)品，產(chǎn)品具有重點(diǎn)針對(duì)高速公路的系列和針對(duì)普通公路的系列，它具有閉環(huán)自動(dòng)控制能力，系統(tǒng)具有霧檢測(cè)、誘導(dǎo)（也稱(chēng)引導(dǎo)）、防撞預(yù)警等重點(diǎn)功能；檢測(cè)及誘導(dǎo)設(shè)備安裝在道路二側(cè)，采用無(wú)線(xiàn)自動(dòng)組網(wǎng)，能夠根據(jù)外場(chǎng)氣象環(huán)境信息源數(shù)值自動(dòng)啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的交通安全保障控制策略。在實(shí)際示范應(yīng)用中，同比事故率降低72.6%，它是在霧天提供道路交通安全保障的專(zhuān)業(yè)化產(chǎn)品。
2、系統(tǒng)組成
高速公路霧區(qū)主動(dòng)引導(dǎo)及防撞預(yù)警系統(tǒng)包含霧區(qū)能見(jiàn)度信息采集單元、智能霧區(qū)主動(dòng)引導(dǎo)單元、信息發(fā)布單元、以及系統(tǒng)控制單元，各單元共同協(xié)調(diào)作用，并將能見(jiàn)度信息實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控中心（交通安全管理）進(jìn)行實(shí)時(shí)決策與控制。
系統(tǒng)組成拓?fù)鋱D如下：
3、主要單元簡(jiǎn)介
（1）霧區(qū)能見(jiàn)度信息采集單元
主要由能見(jiàn)度檢測(cè)儀、供電單元，通訊單元以及軟件等組成。系統(tǒng)采用組網(wǎng)運(yùn)行方式建設(shè)，連續(xù)獲得沿線(xiàn)多點(diǎn)的能見(jiàn)度氣象信息，并可通過(guò)遠(yuǎn)程傳輸完成類(lèi)數(shù)據(jù)的匯總和分發(fā)并及時(shí)傳送給交通安全管理部門(mén)。
該技術(shù)方案選用北京波恩儀器公司研制的BN-VD920公路型能見(jiàn)度監(jiān)測(cè)設(shè)備，該設(shè)備采用前向散射能見(jiàn)度檢測(cè)技術(shù)，利用光學(xué)散射原理，發(fā)射紅外光脈沖，并同步檢測(cè)霧霾粒子的散射光強(qiáng)度，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理并計(jì)算轉(zhuǎn)換為氣象光學(xué)視程，即大氣能見(jiàn)度值。設(shè)備技術(shù)性能*符合交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《道路交通氣象環(huán)境能見(jiàn)度檢測(cè)器》（JT/T714－2008）的要求，技術(shù)成熟、性能可靠，可廣泛應(yīng)用于公路交通低視距情況下能見(jiàn)度值的連續(xù)監(jiān)測(cè)。
（2）智能霧區(qū)主動(dòng)引導(dǎo)單元
該單元重點(diǎn)功能是在霧區(qū)實(shí)現(xiàn)透霧引導(dǎo)、防撞預(yù)警功能，它能夠根據(jù)霧濃度變化自動(dòng)啟動(dòng)并調(diào)整透霧指數(shù)，以確保在途車(chē)輛可以清晰看到前方道路的走向及路寬等多重道路細(xì)節(jié)；防撞預(yù)警功能具有霧區(qū)追尾預(yù)警、行車(chē)間距檢測(cè)及間距過(guò)近報(bào)警等等作用。該單元可以防范“團(tuán)霧”對(duì)道路交通安全運(yùn)行的危害，并能有效減少或避免霧區(qū)追尾事故。
4、系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方式
由于高速公路電纜鋪設(shè)改造費(fèi)用大，而GPRS/CDMA移動(dòng)網(wǎng)覆蓋范圍及穩(wěn)定性已經(jīng)非常完善，所以系統(tǒng)數(shù)據(jù)可采用GPRS/CDMA無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸方式。當(dāng)然，如果有線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò)成熟，也可利用原有有線(xiàn)通訊網(wǎng)路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。
5、系統(tǒng)供電
系統(tǒng)供電分為兩種方式：220VAC交流市電和12VDC太陽(yáng)能直流供電。
6、系統(tǒng)主要功能詳解
尾跡生成功能：霧天發(fā)生交通事故的大原因是看不到前方車(chē)輛，尾跡生成技術(shù)是在前車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)通過(guò)電子技術(shù)及信號(hào)技術(shù)在前車(chē)后部點(diǎn)亮一定長(zhǎng)度的紅燈，這些紅燈會(huì)隨車(chē)輛同步移動(dòng)，形成動(dòng)態(tài)“尾跡”，由于尾跡是通過(guò)信號(hào)技術(shù)手段生產(chǎn)的，長(zhǎng)度可設(shè)置（默認(rèn)60米），后車(chē)在行進(jìn)時(shí)如果前方有車(chē)則會(huì)首先發(fā)現(xiàn)前車(chē)尾跡，即使在濃霧環(huán)境下也可發(fā)現(xiàn)前方車(chē)輛，這就可以避免重特大事故的發(fā)生；它對(duì)前方車(chē)輛存在及位置采用電信號(hào)傳遞及定位顯示方式，尾跡長(zhǎng)度及顯示方式是人為設(shè)定的，所以該技術(shù)能夠在霧天超視距發(fā)現(xiàn)前方車(chē)輛。
同步引導(dǎo)功能：低能見(jiàn)度環(huán)境下高速公路周?chē)且粋€(gè)渾沌的環(huán)境，道路遠(yuǎn)視可見(jiàn)性降低或消失，通過(guò)同步主動(dòng)發(fā)光所形成的誘導(dǎo)線(xiàn)形與道路平行，可有效顯示道路走向；系統(tǒng)能夠自動(dòng)控制主動(dòng)誘導(dǎo)線(xiàn)形且提供不低于2倍當(dāng)前能見(jiàn)度的遠(yuǎn)視可見(jiàn)性，該功能不僅僅在霧天有用，在黑夜、雨天等環(huán)境下同樣有效；它使得霧條件下在途車(chē)輛能夠獲得更有效的安全預(yù)視距離；本功能的屬性是霧天“指路”，其遠(yuǎn)視可見(jiàn)性值大于2.5～5倍當(dāng)前能見(jiàn)度，默認(rèn)值2.5倍當(dāng)前能見(jiàn)度，由內(nèi)置控制策略自動(dòng)調(diào)整。
離散控制功能：高速公路的特征是長(zhǎng)距離，如果采用星形控制方式則控制成本會(huì)非常高，且可靠性及事件針對(duì)性大為降低；本系統(tǒng)采用創(chuàng)新的無(wú)線(xiàn)組態(tài)離散控制技術(shù)，智能霧燈相互之間及與上位控制系統(tǒng)之間沒(méi)有物理上的連接，系統(tǒng)能夠根據(jù)外場(chǎng)實(shí)時(shí)能見(jiàn)度數(shù)值有針對(duì)性調(diào)用對(duì)應(yīng)的控制策略，該技術(shù)重點(diǎn)針對(duì)團(tuán)霧設(shè)計(jì)，當(dāng)配置路段出現(xiàn)團(tuán)霧時(shí)則團(tuán)霧區(qū)域的控制策略有別于非團(tuán)霧區(qū)域，該技術(shù)能夠在道路環(huán)境出現(xiàn)團(tuán)霧時(shí)自動(dòng)快速響應(yīng)并且實(shí)時(shí)對(duì)團(tuán)霧區(qū)域內(nèi)的車(chē)輛提供有效誘導(dǎo)及防止追尾事故的發(fā)生。
功能示意圖如下：
7、系統(tǒng)實(shí)用性
我國(guó)有95.3%的地域有霧，上述區(qū)域內(nèi)的道路交通或多或少會(huì)受到霧、霾、雨及其他類(lèi)型低能見(jiàn)度影響；本系統(tǒng)重點(diǎn)根據(jù)中國(guó)國(guó)情設(shè)計(jì)，適合我國(guó)高等級(jí)道路使用，其主要特點(diǎn)有：
安裝環(huán)境：項(xiàng)目安裝時(shí)無(wú)需依托專(zhuān)門(mén)的安裝環(huán)境，通過(guò)適配件可非常方便的安裝在路側(cè)護(hù)欄的立柱上或水泥護(hù)墻上，這些適配件是按照我國(guó)高速公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，它不但適用于新建道路，也同樣適用于已經(jīng)通車(chē)的所有高等級(jí)道路。
運(yùn)維環(huán)境：本項(xiàng)目自帶光能發(fā)電裝置及無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)鏈，其運(yùn)行無(wú)需外部環(huán)境支撐，自身就具備了系統(tǒng)運(yùn)行所需的全部要素，且可以設(shè)置成全自動(dòng)運(yùn)行模式或人工控制模式；
運(yùn)行成本：本項(xiàng)目采用綠色可再生能源，無(wú)需外部電源供電，其運(yùn)行成本為“0”。
維護(hù)量：本項(xiàng)目主要部件設(shè)計(jì)壽命超過(guò)12年，維護(hù)周期3年，無(wú)交通事故所致?lián)p毀時(shí)其維護(hù)量非常低。維護(hù)采用替換方式，現(xiàn)場(chǎng)更換一個(gè)終端設(shè)備長(zhǎng)所需時(shí)間不超過(guò)10分鐘。
擴(kuò)展性：本項(xiàng)目具有雙向可擴(kuò)展性，容量、功能、配置均可根據(jù)需要擴(kuò)展，且具有延展的控制與管理能力；在外場(chǎng)設(shè)備更新或擴(kuò)展后，只需要在控制端輸入更新或擴(kuò)展的設(shè)備代碼即可實(shí)現(xiàn)全域自動(dòng)管理。
環(huán)保：我們只有一個(gè)地球，本項(xiàng)目全部部件均采用*的綠色環(huán)保材料及可再生材料，運(yùn)行期內(nèi)無(wú)污染、無(wú)排放，即使設(shè)備報(bào)廢以后的廢棄物也不會(huì)造成環(huán)境污染。
8、應(yīng)用圖片
