Дорожная метеостанция для мониторинга безопасности дорожного движения

Метеостанция JW-TWS2(HY11) на дороге Это стационарная придорожная система экологического мониторинга, предназначенная для автомагистралей, скоростных дорог, мостов, тоннелей, горных дорог и другой транспортной инфраструктуры.

Система непрерывно собирает данные о местной погоде, видимости и состоянии дорожного покрытия, чтобы помочь дорожным службам выявлять условия, которые могут повысить риск:

• Обледенение дорог
• Мокрое или покрытое водой дорожное покрытие
• накопление снега
• Низкая видимость
• Сильный боковой ветер
• Сильные дожди
• Туман и дымка
• Морозные условия
• Быстрые изменения температуры дорожного покрытия

Система может объединять в себе атмосферные датчики, бесконтактные датчики дорожного покрытия, датчики видимости, систему мониторинга осадков, камеры, придорожный регистратор данных и оборудование для дистанционной связи.

Данные могут передаваться в центр управления дорожным движением, на платформу для обслуживания автомагистралей, в облачную панель мониторинга или в стороннюю систему информации о дорожных погодных условиях для отображения в реальном времени, исторического анализа, управления аварийными сигналами и реагирования на технические неполадки.

Что такое придорожная метеостанция?

Придорожная метеостанция — это система мониторинга, расположенная вдоль дороги, которая измеряет атмосферные и дорожные условия, влияющие на безопасность дорожного движения.

Обычная метеостанция в основном описывает окружающую атмосферу. Дорожная метеостанция дополнительно фокусируется на условиях, в которых находятся транспортные средства и дорожное покрытие.

Типичные измерения включают:

• Температура воздуха
• Относительная влажность
• Точка росы
• скорость ветра
• Направление ветра
• Осадки
• Тип осадков
• Видимость
• Температура дорожного покрытия
• Состояние дорожного покрытия
• толщина водяной пленки
• глубина снега
• Изображения с камеры

Эта комбинация помогает операторам понять, насколько вероятно, что дорога останется сухой, станет мокрой, замерзнет, покроется снегом или будет иметь плохую видимость.

Почему мониторинг дорожных условий важен?

Погодные условия вдоль дорожного коридора могут быстро меняться.

Региональный прогноз погоды может не отражать погодные условия в следующих местах:

• Мостовая палуба
• Горный перевал
• Затененный участок дороги
• Вход в туннель
• Выход из туннеля
• речная долина
• прибрежная автомагистраль
• Высокогорный участок
• Низина, подверженная туманам
• Историческое место для обледенения

Локальный мониторинг предоставляет информацию непосредственно с затронутого участка дороги.

Данные могут служить основой для:

• Зимнее обслуживание дорог
• Решения по противообледенительной обработке
• Планирование уборки снега
• Регулировка ограничения скорости
• Таблички с изменяемым сообщением
• Решения о закрытии дорог
• Предупреждения для водителя
• Предупреждения о боковом ветре на мосту
• Планирование проверок
• Оценка последствий шторма

Технические параметры

Дорожная метеостанция против обычной метеостанции

Параметры, которые можно отслеживать

Окончательную конфигурацию следует выбирать в соответствии с типом дороги, климатическими условиями и целями по снижению рисков, предусмотренными проектом.

Температура воздуха

Температура воздуха является фоновым условием для:

• Оценка риска замерзания
• Анализ снега и мокрого снега
• Морозные условия
• Компенсация оборудования
• Планирование работ по подготовке к зиме

Одной лишь температуры воздуха недостаточно, чтобы подтвердить, замерзло ли дорожное покрытие.

Относительная влажность

Влажность помогает оценить:

• Конденсация
• Образование тумана
• Риск заморозков
• Условия влажности поверхности
• Влажность атмосферы перед замерзанием

Точка росы

Показатель точки росы может помочь определить, когда вероятность образования конденсата или инея на поверхности возрастает.

Когда температура дорожного покрытия приближается к точке росы или опускается ниже нее, влага может конденсироваться или замерзать в зависимости от температурных условий.

Скорость и направление ветра

Поддержка мониторинга ветра:

• Предупреждения о боковом ветре на мосту
• Оценка рисков, связанных с транспортными средствами с высоким бортом
• Анализ снежных заносов
• Интерпретация движения тумана
• Воздействие осадков
• планирование реагирования на шторм

Для мостов и открытых горных дорог порывы ветра могут иметь большее значение с точки зрения эксплуатации, чем средняя скорость ветра.

Осадки и дождевая вода

Датчики дождя или осадков могут поддерживать:

• Обнаружение дождя
• мониторинг интенсивности осадков
• Предупреждение о сильных дождях
• Оценка перехода от дождя к снегу
• Анализ риска ледяного дождя
• Оценка состояния дренажной системы и предотвращения затоплений.
• Планирование технического обслуживания

Видимость

Снижение видимости может быть вызвано следующими факторами:

• Туман
• Туман
• Сильный дождь
• Снег
• Метель
• Пыль
• Дым
• Разбрызгивание от проезжей части

Датчик видимости может предоставлять объективные данные о расстоянии для систем контроля скорости и предупреждения.

Температура дорожного покрытия

Температура дорожного покрытия является одним из важнейших параметров для мониторинга дорог в зимнее время.

Она может значительно отличаться от температуры воздуха по следующим причинам:

• Солнечное отопление
• Ночное радиационное охлаждение
• Открытая поверхность мостика
• Материал поверхности
• Трафик
• Оттенок
• Ветер
• Накопленное тепло в грунте

Поэтому температуру дорожного покрытия следует измерять непосредственно или с помощью подходящего бесконтактного датчика на дорожном покрытии.

Состояние дорожного покрытия

Датчик дорожного покрытия может определять или оценивать такие условия, как:

• Сухое дорожное покрытие
• Влажное дорожное покрытие
• Мокрое дорожное покрытие
• Стоячая вода
• Снег
• Лед
• Слякоть
• Поверхностные условия, связанные с образованием инея

Для бесконтактного мониторинга дорожного покрытия см. раздел Датчик состояния дорожного покрытия для обеспечения безопасности на дорогах.

Толщина водяной пленки

Данные о составе водяной пленки могут помочь отличить легкую поверхностную влажность от более глубокой стоячей воды.

Это может поддерживать:

• Оценка риска аквапланирования
• Оценка дренажной системы
• Анализ зимних заморозков
• реагирование на дождь

Глубина снега

Мониторинг глубины снега может способствовать:

• Планирование уборки снега
• Решения о закрытии полос движения
• Управление горными дорогами
• Зимние сводки о состоянии дорог
• Проверка технического состояния

Видеонаблюдение

Камера может обеспечить визуальное подтверждение:

• Снежный покров
• Туман
• Дождь
• Условия движения
• Перекрытие дороги
• Работы по техническому обслуживанию
• Наводнение
• Загрязнение поверхности

Данные с камеры должны дополнять измерения датчика, а не заменять их.

Как оценивается риск обледенения дорог

О степени обледенения дороги не следует судить только по температуре воздуха.

Более надежная оценка может включать в себя:

• Температура дорожного покрытия
• Температура воздуха
• Относительная влажность
• Точка росы
• Осадки
• Влажность дорожного покрытия
• толщина водяной пленки
• Состояние дорожного покрытия
• Ветер
• Историческая тенденция к похолоданию

Например, дорога может оставаться выше нуля, даже если температура воздуха на короткое время опустится ниже 0°C. И наоборот, поверхность моста может остыть ниже нуля, в то время как расположенные рядом дороги на уровне земли останутся незамерзшими.

Платформа мониторинга может комбинировать несколько переменных для определения уровня риска, но окончательная логика оповещения должна соответствовать инженерным критериям дорожного управления.

Архитектура системы

Типичная архитектура системы информации о дорожных погодных условиях выглядит следующим образом:

Датчики дорожных условий и состояния дорожного покрытия → Придорожный регистратор данных или RTU → Сеть 4G / Ethernet / LoRaWAN / Оптоволоконная сеть → Центр управления дорожным движением или облачная платформа → Панель управления, оповещения, система видеонаблюдения и реагирование на техническое обслуживание

Уровень полевого мониторинга

Слой поля может включать в себя:

• Автоматическая метеостанция
• Датчик состояния дорожного покрытия
• датчик видимости
• Датчик осадков
• Датчик глубины снега
• Камера
• Датчик уровня воды
• Придорожное ограждение
• Солнечная энергетическая система

Уровень сбора данных

Придорожный диспетчер может собирать данные следующими способами:

• RS485 Modbus RTU
• Аналоговые входы
• Импульсные входы
• Цифровые входы
• ЭН
• Интерфейсы камер

Коммуникационный уровень

Доступные методы связи могут включать:

• 4G LTE
• ЭН
• Волоконно-оптическая сеть
• LoRaWAN
• NB-IoT
• Частная сеть связи для управления дорожным движением
• Спутниковая связь для отдельных отдаленных дорог

Уровень платформы

Платформа мониторинга может предоставлять:

• Данные о погоде на дорогах в режиме реального времени
• Отображение карты участка дороги
• Исторические кривые тренда
• Предупреждения о гололеде и снеге
• Сигналы тревоги видимости
• Сигнализация бокового ветра
• Сигнализация о дожде
• Сигналы тревоги о неисправности датчиков
• Сигналы тревоги о потере связи
• Изображения с камеры
• записи о техническом обслуживании
• Экспорт данных
• интеграция API
• Интеграция с изменяемым текстовым сообщением

Типичные области применения

Скоростные автомагистрали и шоссе

На участках дорог с повышенным риском могут быть установлены дорожные метеостанции для поддержки следующих мероприятий:

• Зимние операции
• Управление дорожным движением
• Диспетчер технического обслуживания
• Решения об ограничении скорости
• предотвращение инцидентов
• системы информирования водителя

Мониторинг погоды на мосту

Охлаждение мостовых настилов может отличаться от охлаждения участков дорог, опирающихся на грунт.

Мониторинг мостов может включать в себя:

• Температура дорожного покрытия
• Температура воздуха
• Влажность
• скорость ветра
• Направление ветра
• Осадки
• Состояние поверхности
• Камера

Сильный боковой ветер и быстрое охлаждение пролетного строения моста являются распространенными причинами для приоритетного выбора точек мониторинга моста.

Входы и выходы из туннелей

В туннельных порталах могут происходить резкие изменения следующих параметров:

• Видимость
• Температура дорожного покрытия
• Влага
• Ветер
• Туман
• Снег
• Лед

Датчики следует располагать таким образом, чтобы контролируемый участок отражал реальный риск, связанный с проходом через туннель, а не условия, существующие глубоко внутри туннеля.

Горные дороги

На горных дорогах могут встречаться следующие препятствия:

• Внезапные изменения температуры
• Туман
• Снег
• Глазурь
• Сильный ветер
• Лавины
• Оползни
• Ограниченная связь
• Длительное время реагирования на чрезвычайные ситуации

В число рекомендуемого оборудования могут входить датчики состояния дорожного покрытия, датчики видимости, датчики глубины снега и камеры.

Высокогорные перевалы

Для движения по высокогорным дорогам часто требуется:

• Низкотемпературное оборудование
• Проектирование системы солнечной энергетики для зимнего периода
• Мониторинг снега и обледенения
• мониторинг ветра
• Защита от конденсации
• Надежная удаленная связь
• Усиленное крепление

Прибрежные автомагистрали

На прибрежных дорогах могут возникнуть следующие проблемы:

• Сильный ветер
• Солевые брызги
• Сильный дождь
• Туман
• Коррозия
• Штормовой нагон
• Сниженная видимость

Следует выбирать коррозионностойкие крепления, разъемы и корпуса.

Городские эстакады

На эстакадах может потребоваться мониторинг следующих параметров:

• Боковой ветер
• Температура поверхности
• Осадки
• Видимость
• Распыление, связанное с дорожным движением
• Локальное обледенение
• Экологический шум

Участки дорог, подверженные туману

Датчики видимости следует устанавливать в местах, где ранее наблюдались следующие явления:

• Густой туман
• туман в долине
• Прибрежный туман
• Дым
• Туман
• Метель

Выбор точки мониторинга

Точки мониторинга следует выбирать, исходя из степени риска, а не только исходя из равномерного расстояния между ними.

К приоритетным местам относятся:

• Исторические точки обледенения
• Мосты
• Входы и выходы из туннеля
• Горные перевалы
• Затененные участки
• речные долины
• Районы, подверженные туману
• Участки с сильным ветром
• Резкие перепады высоты
• Участки дорог, подверженные наводнениям
• Места снежных заносов
• Ударные пятна

На протяженной автомагистрали может потребоваться несколько станций, поскольку погодные и дорожные условия могут значительно различаться на разных участках.

Рекомендации по установке

Выберите репрезентативный участок дороги

Установите датчики там, где условия соответствуют целевому риску.

Избегайте мест, где локальное тепло, тень или дренаж дают данные, не имеющие отношения к контролируемому участку дороги.

Избегайте препятствий, создаваемых ветром.

Датчики ветра следует размещать на некотором расстоянии от:

• Вывески
• Осветительные столбы
• Здания
• Шумозащитные барьеры
• Деревья
• Мостовые конструкции
• Мачты камер

это может вызвать турбулентность или ветровую тень.

Установите датчик дорожного покрытия правильно.

Для бесконтактного датчика дорожного покрытия:

• Сохраняйте заданную высоту установки;
• Цель — подобрать покрытие, соответствующее типичной поверхности полосы движения;
• По возможности избегайте дорожной разметки;
• Избегайте зон, где часто находятся неподвижные транспортные средства;
• Обеспечьте свободное пространство в оптическом тракте;
• Предотвратите смещение кронштейна.

Аккуратно расположите датчик видимости.

Избегать:

• Прямой солнечный свет восхода или заката
• Ослепление фар
• Выхлопные газы
• Водяной распылитель
• Постоянное препятствие для движения транспорта
• Близлежащие отражающие поверхности

Защитите поле зрения камеры.

Камера должна четко показывать:

• Контролируемые полосы
• обочина дороги
• Состояние поверхности
• Соответствующие условия видимости

Избегайте яркого заднего освещения и препятствий, закрывающих обзор.

Защитите придорожный шкаф

Корпус должен включать в себя:

• Водонепроницаемые кабельные сальники
• Защита от скачков напряжения
• Заземление
• Защита от молнии
• Вентиляция или терморегулирование
• Защита батареи
• Надежные замки
• Антивандальное проектирование там, где это необходимо

Оцените возможности использования солнечной энергии.

При расчете размеров Солнечной системы следует учитывать следующее:

• Потребление энергии датчиком
• Мощность камеры
• Частота передачи
• Использование обогревателя
• Зимний солнечный свет
• Несколько дней подряд пасмурно
• Старение батарей
• Характеристики батареи при низких температурах
• Снег, покрывающий панель

Варианты связи

4G LTE

Подходит для рассредоточенных придорожных станций, где имеется покрытие сотовой связи.

Ethernet или оптоволокно

Подходит для автомагистралей с существующей инфраструктурой интеллектуальной транспортной связи.

LoRaWAN

Подходит для случаев, когда в зоне действия шлюза развернуто несколько датчиков, а объем данных относительно невелик.

Сигнализация и реагирование

Возможные сигналы тревоги включают:

• Температура дорожного покрытия приближается к точке замерзания.
• Обнаружен лед или снег.
• Мокрое дорожное покрытие в условиях замерзания
• Превышен пороговый уровень образования водяной пленки.
• Видимость ниже порогового значения
• Сильный или боковой ветер
• Сильные дожди
• Превышен пороговый уровень глубины снега.
• Сбой связи
• Неисправность датчика
• Низкий заряд батареи
• Взлом шкафа

Пороговые значения срабатывания сигнализации следует настраивать в соответствии со следующими параметрами:

• Местный климат
• Геометрия дороги
• Проектирование мостов
• Тип транспортного средства
• Ограничение скорости
• Исторические события
• Возможность технического обслуживания
• процедуры дорожного управления

Дорожная метеостанция против автономного дорожного датчика

Запрос на настройку дорожной метеостанции

Передайте в JW-IoT информацию о местоположении вашей автомагистрали, типе дороги, исторических данных о погодных рисках, необходимых датчиках, зоне покрытия связи и требованиях к платформе.

Наша команда поможет настроить подходящую дорожную метеостанцию, датчики мониторинга дорожного покрытия, придорожное коммуникационное оборудование и платформу дистанционного оповещения.

Запросить ценовое предложение

Изучите датчики дорожного движения

Посмотреть интегрированную дорожную метеостанцию

Осмотрите датчик состояния дорожного покрытия.