محطة رصد الأحوال الجوية على الطرق لمراقبة السلامة على الطرق السريعة

محطة أرصاد جوية للطرق JW-TWS2(HY11) هو نظام مراقبة بيئية ثابت على جانب الطريق مصمم للطرق السريعة والجسور والأنفاق والطرق الجبلية وغيرها من البنية التحتية المرورية.

يقوم النظام بجمع بيانات الطقس المحلية والرؤية وحالة سطح الطريق بشكل مستمر لمساعدة سلطات الطرق على تحديد الظروف التي قد تزيد من خطر:

• تجمد الطرق
• رصيف مبلل أو مغطى بالماء
• تراكم الثلوج
• رؤية منخفضة
• رياح جانبية قوية
• أمطار غزيرة
• الضباب والغبار
• ظروف التجمد
• تغيرات سريعة في درجة حرارة الرصيف

يمكن للنظام أن يجمع بين أجهزة استشعار الغلاف الجوي، وأجهزة استشعار سطح الطريق التي لا تتطلب التلامس، وأجهزة استشعار الرؤية، ومراقبة هطول الأمطار، والكاميرات، ومسجل بيانات على جانب الطريق، ومعدات الاتصال عن بعد.

يمكن إرسال البيانات إلى مركز إدارة حركة المرور، أو منصة صيانة الطرق السريعة، أو لوحة معلومات سحابية، أو نظام معلومات الطقس على الطرق التابع لجهة خارجية لعرضها في الوقت الفعلي، وتحليلها التاريخي، وإدارة الإنذارات، والاستجابة للصيانة.

ما هي محطة الأرصاد الجوية على الطريق؟

محطة الأرصاد الجوية على الطريق هي نظام مراقبة على جانب الطريق يقيس الظروف الجوية وظروف الرصف التي تؤثر على سلامة المرور.

تصف محطة الأرصاد الجوية العامة بشكل أساسي حالة الغلاف الجوي المحيط. أما محطة الأرصاد الجوية الخاصة بالطرق، فتركز بالإضافة إلى ذلك على الظروف التي تواجهها المركبات وحالة سطح الطريق.

تشمل القياسات النموذجية ما يلي:

• درجة حرارة الهواء
• الرطوبة النسبية
• نقطة الندى
• سرعة الرياح
• اتجاه الرياح
• هطول الأمطار
• نوع الهطول
• الرؤية
• درجة حرارة سطح الطريق
• حالة سطح الطريق
• سُمك طبقة الماء
• عمق الثلج
• صور الكاميرا

تساعد هذه التركيبة المشغلين على فهم ما إذا كان من المحتمل أن يظل الطريق جافًا، أو يصبح رطبًا، أو يتجمد، أو يتراكم عليه الثلج، أو يعاني من انخفاض الرؤية.

لماذا يُعد رصد الأحوال الجوية على الطرق السريعة أمراً مهماً؟

يمكن أن تتغير الأحوال الجوية بسرعة على طول ممر الطريق.

قد لا تعكس توقعات الطقس الإقليمية الظروف في:

• سطح الجسر
• ممر جبلي
• جزء مظلل من الطريق
• مدخل نفق
• مخرج نفق
• وادي نهري
• طريق ساحلي
• قسم مرتفع
• أرض منخفضة معرضة للضباب
• موقع تاريخي لتزيين الكيك

توفر المراقبة المحلية معلومات مباشرة من الجزء المتضرر من الطريق.

يمكن للبيانات أن تدعم ما يلي:

• صيانة الطرق الشتوية
• قرارات إزالة الجليد
• تخطيط إزالة الثلوج
• تعديل حد السرعة
• لافتات الرسائل المتغيرة
• قرارات إغلاق الطرق
• تحذيرات السائق
• تحذيرات من الرياح الجانبية على الجسر
• جدولة عمليات التفتيش
• تقييم ما بعد العاصفة

المعايير الفنية

محطة رصد الأحوال الجوية على الطرق مقابل محطة رصد الأحوال الجوية العامة

المعايير التي يمكن مراقبتها

ينبغي اختيار التكوين النهائي وفقًا لنوع الطريق الخاص بالمشروع، والمناخ، وأهداف المخاطر.

درجة حرارة الهواء

توفر درجة حرارة الهواء الظروف الأساسية لما يلي:

• تقييم مخاطر التجمد
• تحليل الثلج والبرد
• ظروف الصقيع
• تعويض المعدات
• التخطيط للصيانة الشتوية

لا تكفي درجة حرارة الهواء وحدها للتأكد من تجمد سطح الطريق.

الرطوبة النسبية

تساعد الرطوبة في تقييم ما يلي:

• التكثيف
• تكوّن الضباب
• خطر الصقيع
• ظروف رطوبة السطح
• الرطوبة الجوية قبل التجمد

نقطة الندى

يمكن أن تساعد نقطة الندى في تحديد متى يصبح تكثف الماء على السطح أو الصقيع أكثر احتمالاً.

عندما تقترب درجة حرارة سطح الطريق من نقطة الندى أو تنخفض عنها، قد يتكثف البخار أو يتجمد تبعاً للظروف الحرارية.

سرعة الرياح واتجاهها

يدعم رصد الرياح ما يلي:

• تحذيرات من الرياح الجانبية على الجسر
• تقييم مخاطر المركبات ذات الجوانب العالية
• تحليل انجراف الثلج
• تفسير حركة الضباب
• التعرض للأمطار
• التخطيط للاستجابة للعواصف

بالنسبة للجسور والطرق الجبلية المكشوفة، قد تكون هبات الرياح أكثر أهمية من الناحية التشغيلية من متوسط سرعة الرياح.

هطول الأمطار والهطول

يمكن لأجهزة استشعار هطول الأمطار أو الهطول أن تدعم ما يلي:

• كشف أحداث المطر
• رصد شدة هطول الأمطار
• تحذير من هطول أمطار غزيرة
• تقييم الانتقال من المطر إلى الثلج
• تحليل مخاطر المطر المتجمد
• تقييم الصرف والفيضانات
• جدولة الصيانة

الرؤية

قد تنخفض الرؤية بسبب:

• ضباب
• ضباب
• أمطار غزيرة
• الثلج
• تساقط الثلوج
• تراب
• دخان
• رذاذ من حركة المرور

يمكن لمستشعر الرؤية أن يوفر بيانات المسافة الموضوعية لأنظمة التحكم في السرعة والتحذير.

درجة حرارة سطح الطريق

تُعد درجة حرارة سطح الطريق من أهم المعايير لمراقبة حالة الطرق في فصل الشتاء.

قد يختلف اختلافًا كبيرًا عن درجة حرارة الهواء بسبب:

• التدفئة الشمسية
• التبريد الإشعاعي الليلي
• انكشاف سطح الجسر
• مادة السطح
• مرور
• الظل
• رياح
• الحرارة الأرضية المخزنة

لذلك ينبغي قياس درجة حرارة سطح الطريق بشكل مباشر أو من خلال مستشعر مناسب للرصف لا يتطلب التلامس.

حالة سطح الطريق

يمكن لجهاز استشعار سطح الطريق تحديد أو تقدير ظروف مثل:

• رصيف جاف
• رصيف رطب
• رصيف مبلل
• المياه الراكدة
• الثلج
• ثلج
• طين
• الظروف السطحية المرتبطة بالصقيع

للاطلاع على معلومات حول مراقبة الرصف بدون تلامس، انظر إلى مستشعر حالة سطح الطريق لسلامة الطرق السريعة.

سُمك طبقة الماء

يمكن أن تساعد بيانات طبقة الماء في التمييز بين الرطوبة السطحية الخفيفة والمياه الراكدة العميقة.

وهذا يمكن أن يدعم ما يلي:

• تقييم مخاطر الانزلاق المائي
• تقييم الصرف
• تحليل الصقيع الشتوي
• الاستجابة للأحداث المطرية

عمق الثلج

يمكن أن يدعم رصد عمق الثلج ما يلي:

• تخطيط إزالة الثلوج
• قرارات إغلاق المسارات
• إدارة الطرق الجبلية
• تقارير عن حالة الطرق في فصل الشتاء
• التحقق من الصيانة

مراقبة الكاميرات

يمكن للكاميرا أن توفر تأكيدًا مرئيًا لما يلي:

• غطاء ثلجي
• ضباب
• مطر
• ظروف المرور
• إغلاق الطريق
• نشاط الصيانة
• الفيضانات
• تلوث الأسطح

ينبغي أن تُكمّل بيانات الكاميرا قياسات المستشعر بدلاً من أن تحل محلها.

كيفية تقييم مخاطر تجمد الطرق

لا ينبغي الحكم على تجمد الطرق من درجة حرارة الهواء وحدها.

قد يجمع التقييم الأكثر موثوقية ما يلي:

• درجة حرارة سطح الطريق
• درجة حرارة الهواء
• الرطوبة النسبية
• نقطة الندى
• تساقط
• رطوبة سطح الطريق
• سُمك طبقة الماء
• حالة سطح الطريق
• رياح
• اتجاه التبريد التاريخي

فعلى سبيل المثال، قد يبقى الطريق فوق درجة التجمد حتى عندما تنخفض درجة حرارة الهواء لفترة وجيزة إلى ما دون الصفر المئوي. وعلى العكس من ذلك، قد يبرد سطح الجسر إلى ما دون درجة التجمد بينما تبقى الطرق المجاورة على مستوى الأرض غير متجمدة.

يمكن لمنصة المراقبة أن تجمع بين عدة متغيرات لتوليد مستوى المخاطر، ولكن يجب أن يتبع منطق الإنذار النهائي المعايير الهندسية لهيئة الطرق.

بنية النظام

تتمثل بنية نظام معلومات الطقس على الطرق النموذجية فيما يلي:

أجهزة استشعار حالة الطقس والرصف على الطرق ← مسجل بيانات على جانب الطريق أو وحدة طرفية عن بُعد ← شبكة 4G / إيثرنت / LoRaWAN / ألياف ضوئية ← مركز إدارة حركة المرور أو منصة سحابية ← لوحة تحكم، إنذار، نظام إدارة فيديو، واستجابة للصيانة

طبقة مراقبة ميدانية

قد تتضمن طبقة الحقل ما يلي:

• محطة طقس أوتوماتيكية
• مستشعر حالة سطح الطريق
• مستشعر الرؤية
• مستشعر هطول الأمطار
• مستشعر عمق الثلج
• آلة تصوير
• مستشعر مستوى الماء
• حظيرة على جانب الطريق
• نظام الطاقة الشمسية

طبقة جمع البيانات

يمكن لجهاز التحكم على جانب الطريق جمع البيانات من خلال:

• RS485 Modbus RTU
• المدخلات التناظرية
• مدخلات النبض
• المدخلات الرقمية
• إيثرنت
• واجهات الكاميرا

طبقة الاتصال

قد تشمل وسائل الاتصال المتاحة ما يلي:

• 4G LTE
• إيثرنت
• شبكة الألياف الضوئية
• لوراوان
• إنترنت الأشياء ذو النطاق الضيق
• شبكة اتصالات خاصة بحركة المرور
• الاتصالات عبر الأقمار الصناعية للطرق النائية المختارة

طبقة المنصة

يمكن لمنصة المراقبة أن توفر ما يلي:

• بيانات الطقس على الطرق في الوقت الفعلي
• عرض خريطة مقطع الطريق
• منحنيات الاتجاه التاريخي
• تحذيرات من الجليد والثلوج
• أجهزة إنذار الرؤية
• أجهزة إنذار الرياح الجانبية
• أجهزة إنذار هطول الأمطار
• إنذارات أعطال المستشعرات
• أجهزة إنذار انقطاع الاتصال
• صور الكاميرا
• سجلات الصيانة
• تصدير البيانات
• تكامل واجهة برمجة التطبيقات (API)
• تكامل إشارات الرسائل المتغيرة

التطبيقات النموذجية

الطرق السريعة والطرق الرئيسية

يمكن تركيب محطات رصد الأحوال الجوية على الطرق في المناطق عالية الخطورة لدعم ما يلي:

• العمليات الشتوية
• إدارة حركة المرور
• إرسال فريق الصيانة
• قرارات تحديد السرعة
• الوقاية من الحوادث
• أنظمة معلومات السائق

مراقبة حالة الطقس على الجسر

قد تبرد أسطح الجسور بشكل مختلف عن أجزاء الطرق المدعومة بالأرض.

قد تشمل مراقبة الجسور ما يلي:

• درجة حرارة سطح الطريق
• درجة حرارة الهواء
• رطوبة
• سرعة الرياح
• اتجاه الرياح
• تساقط
• حالة السطح
• آلة تصوير

تُعد الرياح الجانبية القوية والتبريد السريع لسطح الجسر من الأسباب الشائعة لإعطاء الأولوية لنقاط مراقبة الجسر.

مداخل ومخارج الأنفاق

يمكن أن تشهد مداخل الأنفاق تغيرات سريعة في:

• الرؤية
• درجة حرارة الرصف
• رُطُوبَة
• رياح
• ضباب
• الثلج
• ثلج

ينبغي وضع أجهزة الاستشعار بحيث يمثل القسم الذي تتم مراقبته المخاطر الفعلية عند المدخل بدلاً من الظروف الموجودة في أعماق النفق.

الطرق الجبلية

قد تواجه الطرق الجبلية ما يلي:

• تغيرات مفاجئة في درجة الحرارة
• ضباب
• الثلج
• التزيين
• رياح قوية
• الانهيارات الثلجية
• الانهيارات الأرضية
• اتصال محدود
• أوقات استجابة طويلة لحالات الطوارئ

قد تشمل المعدات الموصى بها أجهزة استشعار الرصف، وأجهزة استشعار الرؤية، وأجهزة استشعار عمق الثلج، والكاميرات.

ممرات جبلية عالية الارتفاع

غالباً ما تتطلب الطرق المرتفعة ما يلي:

• معدات درجات الحرارة المنخفضة
• تصميم الطاقة الشمسية لفصل الشتاء
• مراقبة الثلوج والجليد
• رصد الرياح
• حماية من التكثيف
• اتصال عن بعد موثوق
• تثبيت معزز

الطرق الساحلية

قد تواجه الطرق الساحلية ما يلي:

• رياح قوية
• رذاذ الملح
• أمطار غزيرة
• ضباب
• تآكل
• ارتفاع منسوب مياه البحر بسبب العاصفة
• انخفاض مستوى الرؤية

ينبغي اختيار أدوات التثبيت والموصلات والعلب المقاومة للتآكل.

الطرق الحضرية المرتفعة

قد تتطلب الطرق المرتفعة مراقبة ما يلي:

• الرياح المتقاطعة
• درجات حرارة السطح
• هطول الأمطار
• الرؤية
• الرش الناتج عن حركة المرور
• التزيين المحلي
• الضوضاء البيئية

أقسام الطرق المعرضة للضباب

ينبغي تركيب أجهزة استشعار الرؤية في المواقع التي لها تاريخ من:

• ضباب كثيف
• ضباب الوادي
• ضباب ساحلي
• دخان
• ضباب
• تساقط الثلوج

اختيار نقطة المراقبة

ينبغي اختيار نقاط المراقبة وفقًا للمخاطر، وليس فقط وفقًا للتباعد المتساوي.

تشمل المواقع ذات الأولوية ما يلي:

• نقاط تاريخية بارزة
• الجسور
• مداخل ومخارج الأنفاق
• ممرات جبلية
• الأقسام المظللة
• وديان الأنهار
• المناطق المعرضة للضباب
• مناطق الرياح العاتية
• تغيرات حادة في الارتفاع
• أجزاء الطرق المعرضة للفيضانات
• مواقع تراكم الثلوج
• بقع سوداء ناتجة عن الحوادث

قد يتطلب الطريق السريع الطويل محطات متعددة لأن أحوال الطقس وظروف الرصف يمكن أن تختلف اختلافاً كبيراً بين الأقسام.

توصيات التركيب

اختر قسمًا نموذجيًا من الطريق

قم بتركيب أجهزة الاستشعار حيث تمثل الظروف مستوى الخطر المستهدف.

تجنب المواقع التي ينتج فيها الحرارة المحلية أو الظل أو الصرف بيانات لا علاقة لها بقسم الطريق الذي تتم مراقبته.

تجنب إعاقة الرياح

ينبغي وضع أجهزة استشعار الرياح بعيدًا عن:

• اللوحات الإعلانية
• أعمدة الإنارة
• المباني
• حواجز الضوضاء
• الأشجار
• هياكل الجسور
• أعمدة الكاميرات

قد يتسبب ذلك في حدوث اضطرابات أو ظل رياح.

قم بتركيب مستشعر الطريق بشكل صحيح

بالنسبة لجهاز استشعار سطح الطريق بدون تلامس:

• حافظ على ارتفاع التركيب المحدد؛;
• استهدف سطح ممر نموذجي؛;
• تجنب علامات الطريق قدر الإمكان؛;
• تجنب المناطق التي تكثر فيها المركبات المتوقفة؛;
• حافظ على المسار البصري خالياً؛;
• منع الدعامة من التحرك.

ضع مستشعر الرؤية بعناية

يتجنب:

• وهج الشمس المباشر عند شروق الشمس أو غروبها
• وهج المصابيح الأمامية
• أعمدة العادم
• رذاذ الماء
• إعاقة مرورية دائمة
• الأسطح العاكسة القريبة

حماية مجال رؤية الكاميرا

يجب أن تُظهر الكاميرا بوضوح ما يلي:

• الممرات الخاضعة للمراقبة
• جانب الطريق
• حالة السطح
• ظروف الرؤية ذات الصلة

تجنب الإضاءة الخلفية القوية والعوائق الهيكلية.

حماية خزانة جانب الطريق

ينبغي أن يشمل الغلاف ما يلي:

• غدد كابلات مقاومة للماء
• الحماية من زيادة التيار
• التأريض
• الحماية من الصواعق
• التهوية أو التحكم الحراري
• حماية البطارية
• أقفال آمنة
• تصميم مقاوم للتخريب عند الحاجة

تقييم الطاقة الشمسية

ينبغي مراعاة ما يلي عند تحديد حجم النظام الشمسي:

• استهلاك الطاقة للمستشعر
• طاقة الكاميرا
• تردد الإرسال
• استخدام المدفأة
• ضوء شمس الشتاء
• أيام غائمة متتالية
• تقادم البطارية
• أداء البطارية في درجات الحرارة المنخفضة
• الثلج يغطي اللوحة

خيارات الاتصال

4G LTE

مناسب للمحطات المتفرقة على جوانب الطرق حيث تتوفر تغطية شبكة الهاتف المحمول.

إيثرنت أو ألياف

مناسب للطرق السريعة المزودة ببنية تحتية قائمة للاتصالات الذكية للنقل.

لوراوان

مناسب عندما يتم نشر العديد من أجهزة الاستشعار ضمن تغطية البوابة ويكون حجم البيانات منخفضًا نسبيًا.

الإنذار والاستجابة

تشمل الإنذارات المحتملة ما يلي:

• درجة حرارة سطح الطريق تقترب من درجة التجمد
• تم رصد وجود جليد أو ثلج
• رصيف مبلل في ظروف التجمد
• تجاوز عتبة الغشاء المائي
• الرؤية أقل من العتبة
• رياح قوية أو رياح جانبية
• أمطار غزيرة
• تجاوزت عتبة عمق الثلج
• فشل في الاتصال
• عطل في المستشعر
• بطارية منخفضة
• اقتحام الخزانة

ينبغي ضبط عتبات الإنذار وفقًا لما يلي:

• المناخ المحلي
• هندسة الطريق
• تصميم الجسر
• نوع المركبة
• الحد الأقصى للسرعة
• أحداث تاريخية
• القدرة على الصيانة
• إجراءات هيئة الطرق

محطة رصد الأحوال الجوية على الطرق مقابل جهاز استشعار الطرق المستقل

طلب إعداد محطة رصد الأحوال الجوية على الطريق

أرسل إلى JW-IoT موقعك على الطريق السريع، ونوع الطريق، والمخاطر الجوية التاريخية، وأجهزة الاستشعار المطلوبة، وتغطية الاتصالات، ومتطلبات المنصة.

سيساعد فريقنا في إعداد محطة مناسبة لمراقبة حالة الطرق، وأجهزة استشعار لمراقبة حالة الرصف، ومعدات اتصال على جانب الطريق، ومنصة إنذار عن بعد.

اطلب عرض سعر

استكشف أجهزة استشعار حركة المرور

اطلع على محطة الطقس المتكاملة للطرق

عرض مستشعر حالة سطح الطريق