一、雾区安全行车分析

1 雾区对交通影响的分析

弯道、长坡、隧道进出口等险危路段在雾雨雪等恶劣天气情况下极易发生严重交通事故。研究表明，无论什么气候与路段条件，核心的事故原因在于驾驶人员不能提前了解路段信息，意识疏忽，驾驶行为不当（如行驶速度过快）。以往危险路段的交通事故防范主要依靠反光型路标、诱导标志和警示牌等静态设施，效果有限。

而团雾具有突发性、局地性、尺度小、浓度大的特征。团雾的范围比较小，团雾外视线良好；团雾内四周朦胧，能见度很低，常常只有几十米甚至十几米；团雾分布不均匀，有些区域很浓；团雾覆盖面积大小也不一致，具体表现在公路上，长度从1公里到5公里不等。团雾一般出现在昼夜温差较大、无风的夜间，尤其易出现在清晨。团雾还与局部小气候环境、地面粗糙度等因素关系密切。 

大雾的天气预报本身就有一定的难度，而团雾又具有明显的突发性、局地性、偶然性等特征，因而预报的难度就更大。团雾不仅很难预报，甚至高速公路监测设备都很难准确捕捉到团雾信息。比如，在设施比较*的沪宁高速上，能见度自动观测空间距离的间隔约10公里，每1分钟传一次资料，但团雾距离一般不足10公里，所以自动观测仪也不能*监测到团雾。也正因为团雾的预测和监测难度都很大，当团雾出现时，高速公路上的电子警示牌，常常不能对过往车辆及时提醒，加之团雾经常是的“忽有忽无”，也会带来驾驶员的主观情绪起伏不定，容易因造成交通事故。所以，交通安全部门称团雾是高速公路上的“流动杀手”。

2 雾区安全行车风险

2.1 雾区内容易造成车辆追尾

雾区中能见度低，驾驶员看不清前方和周围的情况，对车辆间距的判断和控制都不容易掌握，而且许多驾驶员已经养成在高速公路上超速行驶的习惯，仅仅依靠驾驶员的视觉和直觉，无法较好保证行车安全。如果能够对路面车辆状况进行自动检测，使得前方车距过近时能够及时警告后车，督促司机减速，尽可能避免车辆追尾事件。

2.2 雾区内容车辆不容易辨认道路轮廓

从道路角度分析，大雾天气能见度低，车道线模糊，驾驶人员无法看清前方道路轮廓，标线以及各种交通标志标识，容易驶出道路边界，特别是在弯路分道口路段。

2.3 雾区内容易发生连续追尾的二次事故

雾区中一旦发生交通事故，停驶在道路中间的出事车辆本身有成为危险的障碍物，如果不能及时预警后车车辆，极易造成二车追尾事故，所以经常会遇到雾区连续追尾事件。

3雾区安全行车诱导系统的意义

针大雾（团雾）、雨、雪等低能见度天气对车辆通行造成的影响，通过“预防为主、防护结合、主动引导、被动防护”的*安全理念，运用“雾区智能行车诱导系统”，弥补了传统安全引导系统的不足，能够满足大雾等恶劣天气条件下对车辆行驶速度限制和安全间距限制两方面的需求，降低雾天等低能见度天气对车辆通行的影响，提高道路行车安全。

高速公路雾区智能行车诱导系统是一种智能型全天候无人值守系统，该系统整合了气象监测、智能灯标、（声光报警、交通信息显示屏可选）等设备，常应用于险危路段（特别是雾区），能有效地解决险危道路交通安全问题。

系统拓扑图

该系统具有太阳能和电网电缆两种供电方式，满足节能需求；无线传输免布线，方便安装调试；系统扩展性好，通用协议接口方便与其他系统兼容联动。系统框架图

二、交通气象能见度监测站介绍

1能见度监测站概述

   交通气象能见度监测站基于现代总线技术和嵌入式系统技术构建， 采用了标准并遵循标准、开放的技术路线进行设计，它由硬件和软件两大部分组成。硬件包括采集器、外部总线、传感器、外围设备四部分；软件包括嵌入式软件、业务软件二部分。交通气象能见度监测站能够、及时地监测道路环境状况，并且能够与相关部门的其它监控子系统相结合，实现智能化的交通保障网络系统，为公路管理部门针对公路的开放、封闭、维修保障等决策提供了重要依据。该系统可对区域内能见度、等要素进行自动监测。

   高速公路气象能见度信息监测站功能特点：全自动数据采集、传输及监控，可*无人职守。能够在各种恶劣的环境下*稳定运行。监测项目全，能够对雾、雨、雪等对高速公路音箱能见度的所需各种监测要素进行实时监测。采集处理核心单元采用具有*水平的实时多任务嵌入式系统，能实现国外目前成熟产品的各种功能并可以根据用户的要求进行系统定制。该系统采集精度高，可靠性好，具有高度的智能化和灵活性。其性能价格比远远高于国外同类产品。

2应用选配方式

观测要素：能见度等环境参数可任意增减组合，温、湿、风、雨等气象参数可根据需要选配。

传感器接入方式：模拟信号、数字信号、串行口等几种接入方式。

供电选配：提供交流、直流、太阳能等多种供电方式。

通信选配：可选配当前各种类型的通信接入设备，对有线、无线、微波、短 信、卫星等通信手段提供良好的接口，支持 TCP/IP 等协议。可配接显示屏。

3工作环境存储

●温度：－50℃～＋60℃      ●湿度：0～*

●整点数据内存可存约 100 天（存储卡至少存储 5 年以上）

●分钟数据内存存储容量超过 30 天（存储卡至少存储 5 年以上）

●时钟精度5000 小时        ●散射角覆盖：39o—51 o前散射   

●峰值波长： 870nm         ●带宽：100nm    

●光谱响应度：大响应在870nm，0.65 A/W

●测量范围： 5m—5km      ●测量精度：±2%

●仪器一致性：≤±4%      ●更新间隔： 30秒

●线性动态量程： 3000：1

4 供电系统

●太阳能供电系统：

    供电系统是以太阳能供电为基础的直流供电方式，主要应用于野外无人区、城市、牧场、孤岛等一些提供交流的不方便的地区而设计的。太阳能供电方式的优势在于可以大幅度降低因雷电所产生的感应电流对采集系统的及传感器的损坏，可以降低因人员不慎而导致的触电事件，主要是通过太阳能经过的太阳能充电器控制给蓄电池充电。注意：在多雨地区需增加太阳能和电池容量；高寒地区需用胶体电池。

●交流供电系统：

此种方式可以有效的保证供电、充电的质量，可以为一些 需要交流供电的传感器设备提供输出。

5采集系统

采集器是交通气象站的核心，由硬件和嵌入式软件组成。硬件包含高性能的 嵌入式处理器、高精度的 A/D 电路、高精度的实时时钟电路、大容量的程序和 数据存储器、传感器接口、通信接口、CAN 总线接口、外接存储器接口、以太 网接口（选配）、LCD 显示屏（选配）监测电路（选配）、指示灯等，硬件系统能 够支持嵌入式实时操作系统的运行。

产品特点：

※ 大 16 路模拟传感器输入（0～5V，0～10V）

※ 可测量电压、电流、电阻和频率

※ 大容量的板载存储（大 1536Mb，至少存储 1 年数据）

※ 8G/16G SD 卡外置存储 ※ 可支持 SDI12 传感器类型

※ LCD 显示和按键       ※ 可内置远程 GPRS 数据传送功能。

※ 可通过 Lan/TCP/UDP 传输

6仪器布局

6.1 概述

建设交通气象能见度观测站网的目的是为交通运输提供气象信息服务的，观测站点多选择在公路、铁路、水道两岸，特别是在高速公路、收费站和服务区上，要求观测站的各种仪器布局合理、实用、美观，既要符合气象观测技术要求，又要能满足交通的实际需求，并满足交通工程相关技术规范要求。在设计和实施交通气象观测站网时，既要充分考虑到各类气象要素观测的技术规范性要求，也要从实际应用角度来考虑交通服务的需求，这就要求交通气象能见度监测站的结构设计和仪器布局具备科学性、规范化、合理化和兼容性。

6.2 结构设计

交通气象能见度观测站的结构设计包括观测站外部结构设计和机箱内部结构设计二个部分。

观测站外部结构设计需要满足以下要求：

实用：简洁实用是基本准则，并重点考虑到研究与服务的对象是“交通”。 因此，满足交通的实际需求是设计和建设中的要素。

高度：观测站的主体支架的高度为 3m，主控机箱的安装高度为 1.5 m（机箱底部），在保证各传感器之间的相互干扰尽可能小的前提下，合理设计各气象要素传感器的安装高度，为有效减少交通路面和车辆对传感器的影响，气象传感器应安装在主体支架的顶端，并达到布局设计的要求。

外观：要求观测站外观美观，主支架和侧支架尺寸合理匀称，色彩以乳白色为主（满足交通工程要求）。

防雷：观测站主控机箱内部设有弱电防雷保护系统，观测站顶部需要安装避雷针，并与基础中防雷接地系统有效连接。

布线：合理地设计好各个气象传感器、电源、无线通讯等线缆的布线方案，利用支架的金属管内部穿线，不但能起到隐蔽线缆、美观、安全等作用，还能起到屏蔽防雷的目的。

维护：观测站的结构设计要充分考虑到后期设备出现问题时，有利于维护的快捷、简便，有利于保障维护人员的安全。

6.3 场地建设

交通气象能见度观测站属于野外观测站，无需工作用房。 观测站址的周围应作适当的清理，使其符合前述的站址选择和场地要求。如果选择在交通路基上，基础建设要求能达到减少行驶车辆对传感器的影响以及路基震动对设备的影响。考虑到交通沿线的可使用场地资源有限，可采取预制平台来安装观测站设备，无需安装围栏。平台的基础深度根据观测站点地基条件、防雷需求、牢固度需求而定。平台的平面规格为 1000 ㎜×2000 ㎜、1000 ㎜×3000 ㎜或 1500 ㎜×3000 ㎜，视条件而定。平台上的设备布局可参照下列样图。平台的基面做好泛水处理。平台的基础防雷必须达到有关防雷技术规范的要求。平台上在观测站主杆安装点和雨量传感器安装点之间预埋一金属空管，用于布设雨量信号线。 观测站采用 AC220V 电源供电时，应预留供电线缆通道至平台的主杆中心，并预留 2.5m 长的电线。观测站采用太阳能供电时，应考虑站点位置及周边物体对太阳能板采光的影响，更要考虑太阳能板对传感器的影响，特别是对雨量传感器的影响。当观测站需要安装路面温度、路面综合状况等要素传感器时，选择传感器 的安装点时，应着重考虑所选择的安装点的道面代表性和周边交通设施对传感器 的影响问题，如需要可预留与主控机箱的连接空管，用来布设传感器的信号线缆。观测场的选择和平台基础建设，还要考虑到便于后期对观测站的安装和维护等问题。